Simulao e otimizao de processos Simulao da produo

Simulação e otimização de processos Simulação da produção de biodiesel Grupo 4: Erick Rocha, Vinícius Teixeira, Klinsmann Pereira, Jasmine Rocha, Ellen Favaro Professor Argimiro R Secchi

Introdução O biodiesel produzido por fontes biológicas renováveis como óleo vegetal e gordura animal é capaz de substituir o óleo diesel. É biodegradável, não-tóxico e muito menos poluente que o diesel tradicional. A produção do Biodiesel é feita principalmente pela reação de transesterificação entre o óleo( triglicerídeo) e um álcool de cadeia pequena, formando glicerol e os ésteres, nosso Biodiesel.

Objetivo do Trabalho ➔ O objetivo deste trabalho é produzir uma simulação dinâmica de uma planta produtora de Biodiesel no Aspen Hysys 8. 8 ◆ ◆ ◆ Simulação estacionária Análise de sensibilidade Otimização Sintonização de uma malha de controle para o processo Simulação dinâmica para a malha fechada.

Construção do processo

Fluxograma do processo Produção de biodiesel em condições estacionárias

Reator Parâmetros T_in=T_out=65ºC Conversão de 59. 27%, limita pela conc do reagente trioleina Considerações tomadas para simulação: Apenas ocorre reação de transesterificação, direta, homogênea, exotérmica, reversível e com quarta ordem global para ambos sentidos da reação e segunda ordem para os componentes. Reator isotérmico com queda de pressão de 6 bar. Não levamos em consideração a presença de um catalisador durante o processo

Coluna Considerações tomadas para simulação: Para efeito de cálculo consideramos que a coluno tem 21 pratos teóricos com 100% de eficiência. A coluna trabalha com condensação total A queda de pressão total na coluna foi 0, 2 bar Parâmetros: RR condensador = 2 F_topo = 74. 6 kgmol/h

Diversos Trocadores de calor em alguns casos fazem integração energéticas em outros consomem apenas o suficiente de energia externa para alcançar a temperatura de saída. Bombas tiveram seus valores determinados pela pressão da corrente de saída.

Condições operacionais

Condições operacionais

Resultados da simulação estacionária

Resultados da simulação estacionária

Análise de sensibilidade

Análise de sensibilidade

Simulação dinâmica

Possibilidades de controle para o sistema. Possíveis Perturbações: vazão total de metanol e óleo, proporção de óleo e metanol e temperatura de entrada Esboço da simulação dinâmica

Detalhamento da malha de controle

Resultados da simulação dinâmica

Otimização

Considerações finais • Pelos resultados encontrados no trabalho, pode-se concluir que a simulação atendeu o objetivo inicial, com rendimentos finais satisfatórios. • Pelo simulador Aspen Hysys, foi possível perceber que a catálise homogênea do óleo com metanol resultou em uma boa conversão de biodiesel, nas condições fornecidas pela bibliografia. • A escolha do Hysys como simulador foi devido a uma interface simples e de manuseio relativamente fácil se comparado a outros.

Referências Bibliográficas 1. C. B. Sousa, V. A. M. Gomes, S. M. P. Lucena - “Simulação e Projeto de uma unidade de produção de biodiesel via catálise heterogênea a partir do óleo de dendê” - Universidade Federal do Ceará, Departamento de Engenharia Química Congresso Brasileiro de Engenharia Química COBEQ 2014. 2. Fangrui Maa , Milford A. Hanna - “Biodiesel production” - Department of Food Science and Technology, University of Nebraska, Lincoln, NE, USA - Elsevier Bioresource Technology 70 (1999) 1 -15.