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dc.creatorChagas, Marcelo Martins das-
dc.date.accessioned2022-01-24T13:38:52Z-
dc.date.available2022-01-24T13:38:52Z-
dc.date.issued2021-08-26-
dc.identifier.citationCHAGAS, Marcelo Martins das. Modelagem e simulação de uma unidade industrial de produção de ácido sulfúrico integrada a uma planta de geração de energia elétrica. 2021. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.8015pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/33990-
dc.description.abstractIn the next few decades, population growth will demand increased production of fertilizers and, consequently, raw materials as sulfuric acid. In this scenario, the recent studies have focused on the development of computational models for process optimization. In the past few decades, process modelling had limited progress in industry. Efforts have been made in model developments focused on petrochemical industry and, hence, there is a lack of mathematical models of satisfactory reliability for a wide range of industrial processes. In this work, a process simulation was developed and validated using project data from an actual industrial sulfuric acid plant located in Araxá, Minas Gerais. Commercial process simulators had been used. Unit operations, components and integrated systems of the industrial plant were modelled. A mathematical formulation was built to described equilibrium constant behavior for SO2 oxidation. Isentropic efficiency of two steam turbines were calculated for the model development. To validate the simulations, thermodynamic models were used to express chemical components. Simulation results good agreement with plant data using COCO and UniSim with relative error maximum of 3.1%. For the steam generation system integrated to process gas system, some limitations in the superheater model have been detected, but some refinements must be done. For the sulfur furnace, simulations using UniSim had errors of 9,5% higher than a traditional simulation implemented in Maple (0,3%).pt_BR
dc.description.sponsorshipPesquisa sem auxílio de agências de fomentopt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectModelagem de processospt_BR
dc.subjectProcess modellingpt_BR
dc.subjectÁcido sulfúricopt_BR
dc.subjectSulfuric acidpt_BR
dc.subjectTurbinas a vaporpt_BR
dc.subjectSteam turbinespt_BR
dc.titleModelagem e simulação de uma unidade industrial de produção de ácido sulfúrico integrada a uma planta de geração de energia elétricapt_BR
dc.title.alternativeModelling and simulation of sulfuric acid and power plantspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor1Romanielo, Lucienne Lobato-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0127190896914089pt_BR
dc.contributor.referee1D'Angelo, José Vicente Hallak-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6887557952389828pt_BR
dc.contributor.referee2Rodrigues, Rafaella da Fonseca-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5320291940100592pt_BR
dc.contributor.referee3Neiro, Sergio Mauro da Silva-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2413961078748680pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0190397396988176pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoNas próximas décadas, o crescimento populacional demandará aumento da produção de fertilizantes e, por consequência, de suas matérias primas como o ácido sulfúrico. Nesse cenário, o desenvolvimento de modelos computacionais que permitam a otimização dos processos produtivos de toda a cadeia de produção tem sido enfoque de trabalhos recentes. No entanto, o desenvolvimento da modelagem computacional de processos industriais nas últimas décadas ocorreu com avanço limitado na indústria, com destaque para o enfoque dos simuladores comerciais na indústria petroquímica e a disponibilidade ainda restrita de ferramentas de confiabilidade adequada para a modelagem de uma grande variedade de processos industriais. Assim, o desenvolvimento e aplicação de modelos matemáticos é um desafio para diversos setores, como a indústria de fertilizantes fosfatados. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma simulação computacional de uma unidade industrial de produção de ácido sulfúrico integrada a uma planta de geração de energia elétrica, localizadas em Araxá, Minas Gerais, utilizando simuladores comerciais. Foram desenvolvidos e validados modelos para as operações unitárias, componentes e circuitos integrados da unidade industrial de referência. No desenvolvimento dos modelos, foi elaborado um equacionamento matemático para a constante de equilíbrio da oxidação de enxofre e as eficiências isentrópicas de cada sessão da turbina foram calculadas. Para a validação das simulações, os modelos termodinâmicos utilizados para representação dos componentes em cada etapa do processo foram estudados. Os resultados das simulações da reação de oxidação de SO2 apresentaram correspondência satisfatória com os dados de projeto da unidade industrial de referência tanto no software COCO, quanto no UniSim, com erro relativo máximo de 3,1%. Para o sistema de geração de vapor integrado ao circuito de gás, os modelos desenvolvidos apresentaram divergências de até 6,7% atribuídas ao grau de superaquecimento predito para o vapor. Para o combustor de enxofre líquido, as simulações realizadas no software UniSim apresentaram erros relativos de 9,5%, superiores à modelagem termodinâmica tradicional implementada no software Maple (0,3%).pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration91pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::FERTILIZANTESpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.8015pt_BR
dc.orcid.putcode106937059-
dc.crossref.doibatchid1835ffa8-583e-43fd-b5bd-10dabdae6d7c-
dc.subject.autorizadoEngenharia químicapt_BR
dc.subject.autorizadoÁcido sulfúrico - Indústriapt_BR
dc.subject.autorizadoGeração distribuida de energia elétricapt_BR
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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