Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/14361
Tipo: | Dissertação |
Título: | Modelagem e simulação de um reator de oxicloração em leito fluidizado para produção do 1,2-Dicloroetano |
Título(s) alternativo(s): | Modeling and simulation of 1,2-Dichloroethane production in a oxychlorination reactor |
Autor(es): | Wanderley, Paulo Roberto Bezerra |
Primeiro Orientador: | Pimentel, Wagner Roberto de Oliveira |
metadata.dc.contributor.referee1: | Lisbôa, Antonio Carlos Luz |
metadata.dc.contributor.referee2: | Soletti, João Inácio |
Resumo: | A obtenção do 1,2-dicloroetano a partir da reação de oxicloração é um processo comercialmente muito importante devido a sua vasta aplicação na indústria química para a fabricação de PVC. O PVC se tornou uma das comodities mas importante na indústria química mundial tendo em vista sua larga aplicação na produção de plásticos. A proposta deste trabalho é simular o processo de oxicloração do 1,2-dicloroetano, em um reator de leito fluidizado borbulhante, a partir de um modelo desenvolvido fenomenologicamente. No presente estudo foi utilizado a teoria de duas fases para o escoamento, bem como o modelo proposto por Kunii-Levenspiel (1991). A teoria de duas fases, que considera o leito fluidizado como sendo formado por uma fase bolha e por uma fase de emulsão tem demonstrado ser o mais adequado modelo por incorporar recentes descobertas relativas à hidrodinâmica da fluidização. Foi considerado regime de escoamento unidimensional na direção axial e estado estacionário para o sistema. O efeito das variáveis de processo e das variáveis de projetos foram estudadas. Tais parâmetros incluem o efeito da pressão de operação, do diâmetro das bolhas, do diâmetro das partículas, da temperatura de alimentação, da temperatura da água de resfriamento, da altura de mínima fluidização, da altura do leito expandido, da concentração de cobre no catalisador e do diâmetro do reator. A transferência de massa das espécies químicas presentes na mistura gasosa entre a fase de bolha e a fase de emulsão foram também estudadas para investigação de suas influências no comportamento do reator. A região de freeboard foi também estudada para investigação da sua importância na conversão global do eteno. O modelo cinético utilizado é o proposto por Wachi e Asai (1994), para a formação do 1,2-dicloroetano a partir da reação do eteno e do cloreto cúprico. O sistema de equações ordinárias que representam o modelo matemático para o leito foram resolvidas através da aplicação do métodos numérico de Gauss-Newton. O sistema de equações ordinárias que representam o modelo matemático para a região de freeboard foi resolvido com o uso das fórmulas de diferenciação numéricas (NDF’s). Tais soluções foram implementadas com o uso do pacote computacional Matlab.®. A validação do modelo foi efetuada através dos dados obtidos na Indústria Braskem S.A, a partir de sua planta de oxicloração, atualmente em operação em sua unidade de vinílicos, localizada no Pólo Cloro químico de Alagoas, no município de Marechal Deodoro, Brasil. |
Abstract: | Taking 1,2-dichloroethane from the Oxychlorination reaction is a commercially very important process due to large application of the 1,2-dichloroethane in the chemical industry for the PVC production. PVC is one of the commodities more used in the world chemical chain because of its wide application strip as plastic. The purpose of this study is to develop a mathematical model to describe the ethylene Oxychlorination reaction in a bubbling fluidized bed reactor. Of the many models proposed in the past, the two-phase model which considers the fluidized-bed reactor to consist of a bubble phase and a surrounding dense phase has proved to be the most suitable model, for incorporating recent findings on the hydrodynamics of fluidization. In the proposed study, the rigorous theory of the two-phase flow was used to model the fluidized-bed reactor, and the theory proposed by Kunii-Levenspiel (1991), based in phenomenological equations. It was considered one-dimensional flow in stationary state. The effect of operating and design parameters was studied. The parameters includes the pressure operation, bubble diameter, particle diameter, feed temperature, cooling médium temperature, height at minimum fluidization, height of expanded bed, cupper concentration in the catalyst ,and the diameter of the reactor. The mass transfer of the species presents in the gas mixture between the bubble phase and the emulsion phase were also studied to investigate their influence in the reactor performance. The freeboard region was also studied to investigated it’s importance in the overall conversion of ethylene. We used the kinetic model proposed by Wachi & Asai (1994) for the formation of 1,2-dichloroethane from ethylene and cupric chloride. The ordinary differential equations system that represents the mathematical model of the bed was solved through the application of the numeric method of Gauss-Newton. The ordinary differential equations system that represents the mathematical model of the freeboard was solved through the application of the numerical differentiation formulas (NDFs) . The solutions are developed using the software Matlab®. The fluidized-bed model is tested against a real plant date, operating by Braskem S.A in the city of Marechal Deodoro, Alagoas State, Brazil. |
Palavras-chave: | Oxicloração Leito fluidizado Modelagem Simulação Oxychlorination Fluidized bed Modeling Simulation |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | WANDERLEY, Paulo Roberto Bezerra. Modelagem e simulação de um reator de oxicloração em leito fluidizado para produção do 1,2-Dicloroetano. 2024. 171 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2010. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/14361 |
Data do documento: | 29-jan-2010 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
Modelagem e simulação de um reator de oxicloração em leito fluidizado para produção do 1,2-Dicloroetano.pdf | 5.83 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.