Modelagem e análise do sistema hot-bypass de colunas de destilação

Abstract

A operação unitária de separação de misturas é fundamental para os processos industriais. Uma das mais empregadas é a destilação, que utiliza a diferença de volatilidade dos componentes para promover a separação. As torres de destilação são equipamentos de alto consumo energético, e um controle correto das variáveis de operação é importante para garantir a especificação desejada dos produtos e a eficiência do processo. O controle de pressão em colunas de destilação é essencial para o desempenho deste equipamento. O sistema de hot bypass é uma das estratégias mais utilizadas em colunas de condensação total. Entretanto, sua operação pode ser problemática e há vários casos de instalação deste sistema que falharam. Seu projeto é empírico e pequenos erros no seu dimensionamento podem comprometer seu desempenho. Este trabalho propõe um modelo simplificado baseado em balanços de forças, massa e energia, com o intuito de representar o comportamento dinâmico do sistema de hot bypass. A simulação do modelo foi feita através do software Matlab e sua ferramenta Simulink. Os resultados da simulação foram comparados a dados reais de planta, concluindo-se que o modelo foi capaz de representar satisfatoriamente o comportamento dinâmico do sistema. Foram feitas análises da influência de alguns parâmetros de construção e de operação no comportamento do sistema, obtendo-se resultados que contribuem para uma melhor compreensão desta estratégia de controle.