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Title: Otimização do processo de destilação por mudança de pressão com corrente intermediária para separação da mistura azeotrópica éter diisopropílico/álcool isopropílico.
Other Titles: Optimization of the distillation process by pressure change with intermediate stream for separation of the diisopropyl ether/isopropyl alcohol azeotropic mixture.
???metadata.dc.creator???: SILVA, Lucas Medeiros da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: RAMOS, Wagner Brandão.
???metadata.dc.contributor.referee1???: BRITO, Romildo Pereira.
???metadata.dc.contributor.referee2???: VASCONCELOS, Luis Gonzaga Sales.
???metadata.dc.contributor.referee3???: CORDEIRO, Gardênia Marinho.
Keywords: Conexão intermediária;Recozimento simulado;Custo anual total;Consumo energético;Otimização de processos;Engenharia química;Modelagem e simulação de processos;Intermediate connection;Simulated annealing;Total annual cost;Energy consumption;Process optimization;Chemical engineering;Process modeling and simulation;Conexión intermedia;Retroceso simulado;Costo total anual;Consumo de energía;Optimización de procesos;Ingeniería química;Modelado y simulación de procesos;Connexion intermédiaire;Recuit simulé;Coût annuel total;Consommation d'énergie;Optimisation du processus;Ingénieur chimiste;Modélisation et simulation de processus
Issue Date: 21-Mar-2022
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, L. M. da. Otimização do processo de destilação por mudança de pressão com corrente intermediária para separação da mistura azeotrópica éter diisopropílico/álcool isopropílico. 2022. 50 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2022.
???metadata.dc.description.resumo???: No que tangencia os processos industriais, a necessidade pela redução da alta demanda energética associada ao processo de destilação se torna progressivamente imprescindível. Além disso, é crescente a necessidade de trabalhar com plantas cada vez mais compactas, objetivando a diminuição dos custos de instalações. O éter iisopropílico (DIPE) é um subproduto gerado na produção de álcool isopropílico (IPA), ambos os componentes possuem alto valor agregado, principalmente na indústria de solventes, ou seja, a separação desse binário é economicamente atrativa. Essa separação necessita de um método não-convencional, pois apresenta formação de um ponto azeotrópico, sendo este com mínimo ponto de ebulição. O presente trabalho teve como objetivo otimizar o processo de separação desse binário homogêneo através da destilação pressure-swing com conexão intermediária (PSDIC). Para atingir o objetivo, o processo PSDIC foi simulado utilizando o software Aspen Plus® e a otimização foi realizada utilizando o método do Algoritmo de Recozimento Simulado (SAA), implementado em uma toolbox no Matlab®. Nove variáveis, divididas entre operacionais e de projeto, foram otimizadas simultaneamente, de modo a se obter um cenário otimizado para o processo PSDIC em termos do Custo Anual Total (TAC).A configuração com a melhor TAC apresentou uma economia de 4,47% ao ano e uma redução na carga térmica da coluna de alta pressão em 2,47%, em relação à configuração base. A inserção da corrente de conexão intermediária e o algoritmo de otimização contribuiram para a redução da TAC para o processo avaliado.
Abstract: Regarding industrial processes, the need to reduce the high energy demand associated with the distillation process becomes progressively essential. In addition, there is a growing need to work with more compact plants, aiming to reduce installation costs. Diisopropyl ether (DIPE) is a by-product of the production of isopropyl alcohol (IPA) and both components have high added value, especially in the solvent industry, that is, the separation of this binary mixture is economically attractive. This separation requires an unconventional method since it presents the formation of an azeotrope, which has a minimum boiling point. Therefore, the present work aimed to optimize the separation process of this homogeneous binary mixture through pressure-swing distillation with an intermediate connection (PSDIC). In order to achieve our objective, the PSDIC process was simulated using the Aspen Plus® software and the optimization was performed using the Simulated Annealing Algorithm (SAA) method, implemented in a Matlab® toolbox. Nine variables, divided between operational and project ones, were optimized simultaneously in order to obtain an optimized scenario for the PSDIC process in terms of Total Annual Cost (TAC). The configuration with the best TAC showed savings of 4.47% per year and a reduction in the heat duty of the high pressure column by 2.47%, compared to the base configuration. The insertion of the intermediate connection current contributed to the reduction of the TAC for the evaluated process.
Keywords: Conexão intermediária
Recozimento simulado
Custo anual total
Consumo energético
Otimização de processos
Engenharia química
Modelagem e simulação de processos
Intermediate connection
Simulated annealing
Total annual cost
Energy consumption
Process optimization
Chemical engineering
Process modeling and simulation
Conexión intermedia
Retroceso simulado
Costo total anual
Consumo de energía
Optimización de procesos
Ingeniería química
Modelado y simulación de procesos
Connexion intermédiaire
Recuit simulé
Coût annuel total
Consommation d'énergie
Optimisation du processus
Ingénieur chimiste
Modélisation et simulation de processus
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/26165
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