00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CTEC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA QUÍMICA - CTEC
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Campo DCValorIdioma
dc.contributor.advisor1Brandão, Rodolfo Junqueira-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6769143841803138pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Gomes, Thais Logetto Caetité-
dc.contributor.referee1Sodré, Cristiane Holanda-
dc.contributor.referee2Carvalho, Frede de Oliveira-
dc.creatorBrito, Andressa Veríssimo de-
dc.date.accessioned2026-10-19T18:48:40Z-
dc.date.available2026-10-16-
dc.date.available2026-10-19T18:48:40Z-
dc.date.issued2025-04-10-
dc.identifier.citationBRITO, Andressa Veríssimo de. Estratégia de um sistema de controle em cascata relacionando a composição do efluente à entrada de topo em um modelo empírico de coluna de stripper. 2026. 78 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18665-
dc.description.abstractThe chlor-alkali industry, which relies on brine electrolysis, produces essential chemicals such as chlorine, sodium hydroxide, and hydrogen. The electrolysis of brine (an aqueous sodium chloride solution) yields gaseous chlorine, sodium hydroxide, and hydrogen gas. Chlorine, in particular, is crucial for manufacturing polyvinyl chloride (PVC), one of the most widely used plastics globally. After production, chlorine gas undergoes purification, beginning with cooling in heat exchangers. During this process, water condenses and is treated as an impurity, potentially containing residual chlorine traces. This water cannot be discarded without removing the dissolved chlorine, as it would lead to production losses and effluent contamination. To address this issue, a stripping column is employed, where volatile components are removed by introducing saturated steam at the column's base. Chlorine is volatilized and exits at the top, while the condensed water—now suitable for disposal or reuse—is collected at the bottom. Maintaining all variables within operational ranges is critical to ensure process safety and efficiency. This study proposes and evaluates a cascade control strategy for a stripping column used in chlorine purification. The strategy correlates the effluent concentration (process variable) with the feed flow rate (manipulated variable) to derive a transfer function. Process modeling was conducted using Aspen HYSYS, MATLAB System Identification, and Simulink, covering both steady-state and transient simulations. The methodology included operational data collection, analysis, and PID controller tuning via trial-and-error, Ziegler-Nichols, and Cohen-Coon methods. Results demonstrated that the trial-and-error method outperformed conventional techniques, achieving optimal PID parameters with IAE = 1 and ITAE = 1.5. After incorporating sensor and actuator gains, performance metrics were IAE = 3001 and ITAE = 14,800 for FIC-002 (flow control), and IAE = 144 with ITAE = 792 for AIC-001 (temperature control), reducing overshoot and settling time. These findings validate the superiority of empirical tuning over theoretical methods for nonlinear systems. In conclusion, the proposed cascade control strategy enhances operational efficiency and safety, highlighting the importance of integrating simulation and practical control in complex industrial processes.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Alagoaspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentCurso de Engenharia Química- Bachareladopt_BR
dc.publisher.initialsUFALpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectCloro - Indústriapt_BR
dc.subjectÁlcalis - Indústriapt_BR
dc.subjectDessorçãopt_BR
dc.subjectControle em cascatapt_BR
dc.subjectAspen Hysys (Software)pt_BR
dc.subjectMATLAB (Programa de computador)pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.titleEstratégia de um sistema de controle em cascata relacionando a composição do efluente à entrada de topo em um modelo empírico de coluna de stripperpt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Cursopt_BR
dc.description.resumoA indústria de cloro e álcalis, cuja produção baseia-se na eletrólise da salmoura, resultando em produtos essenciais como o cloro, o hidróxido de sódio e o hidrogênio. A produção desses compostos ocorre por meio da eletrólise da salmoura (solução aquosa de cloreto de sódio), resultando em produtos como cloro gasoso, hidróxido de sódio e hidrogênio gasoso. O cloro, em particular, é essencial na fabricação de Policloreto de Vinila (PVC), um dos plásticos mais utilizados mundialmente. Após sua produção, o cloro gasoso precisa ser purificado, passando por várias etapas, sendo a primeira delas o resfriamento através de trocadores de calor. Durante a troca térmica, a água presente no produto é condensada e tratada como impureza e pode conter traços de cloro gasoso. Essa água não deve ser descartada sem a remoção do cloro residual, pois isso resultaria em perdas de produção e contaminação de efluente. Para resolver esse problema, utiliza-se o processo de separação por dessorção em uma coluna de stripper, que remove os componentes voláteis da mistura líquida ao introduzir vapor saturado na base da coluna. O cloro é volatilizado para o topo, enquanto a água condensada, agora adequada para descarte ou para uso em outras etapas do processo, é obtida na base da coluna. Para garantir o controle eficiente da coluna e minimizar as perdas, é fundamental manter todas as variáveis dentro das faixas operacionais, assegurando a segurança do processo e da planta. O objetivo deste trabalho propõe e analisa uma estratégia de controle em cascata para uma coluna de dessorção, utilizada na purificação do cloro dissolvido em água ao relacionar a concentração do efluente (variável de processo) com a alimentação (variável manipulada), a fim de gerar uma função de transferência. Com isso, evidenciam a modelagem do processo, a realização de simulações em regime estacionário e transiente e a identificação da função de transferência por meio de softwares como Aspen Hysys, MATLAB System Identification e Simulink. A metodologia compreende a coleta e análise de dados operacionais e a sintonia dos controladores PID utilizando métodos de tentativa e erro, Ziegler-Nichols e CohenCoon. Os resultados indicam que o melhor método para os parâmetros do controlador PID foi o de tentativa e erro com IAE = 1 e com ITAE = 1,5; e após o ganho dos elementos, IAE de 3001 e ITAE de 14800 para o FIC-002, e IAE de 144 com ITAE de 792 para o AIC-001, reduzindo sobressinal e tempo de estabilização, o que valida a superioridade da sintonia empírica frente aos métodos teóricos convencionais. Conclui-se que a estratégia adotada contribui para uma operação mais eficiente e segura do processo, reforçando a mportância da integração entre simulação e controle prático em sistemas com comportamentos não lineares.pt_BR
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