Controle do Processo TCPSD para Separação da Mistura Acetonitrila/Benzeno/Metanol

Visando uma maior economia em custos operacionais, a inclusão de correntes de reciclo e integrações térmicas são rotineiras nos processos químicos, gerando a necessidade de estruturas de controle mais robustas, capazes de impedir perdas devido a distúrbios rotineiros e proporcionar segurança operacional. A separação via Triple-Column Pressure-Swing Distillation (TCPSD) pode ser utilizada para separar diferentes solventes da indústria de química fina, e devido ao grande número de variáveis envolvidas, juntamente a integrações térmicas e correntes de reciclo, a definição de uma estrutura de controle eficaz se torna um problema complexo. Neste contexto, este trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento e avaliação de estruturas de controle plantwide para o processo TCPSD, utilizado para separação da mistura acetonitrila/benzeno/metanol. Utilizando os softwares Aspen Plus© e Aspen Plus Dynamics©, foram avaliadas duas estruturas de controle, nas quais as composições dos produtos são controladas por inferência, através do controle da temperatura de pratos sensíveis. A principal diferença entre as duas estruturas é que a Estrutura de Controle 1 possui uma malha de controle de soma dual de temperatura de pratos sensíveis na coluna de baixa pressão, manipulando a razão de refluxo. Ao avaliar os resultados das composições dos produtos ao atingir estado estacionário e valores de ISE, concluiu-se que ambas as estruturas são capazes de controlar distúrbios do tipo degrau na vazão e composição de alimentação do processo. Contudo, observaram-se melhores resultados na Estrutura de Controle 1.

Energy-saving investigation of vacuum reactive distillation for the production of ethyl acetate

Ethyl acetate (EtAc) reactive distillation (RD) configurations often use atmospheric pressure, and this operating pressure can be reduced further to conserve energy based on the condenser cooling water temperature. Using the Aspen Plus simulator, two proposed configurations, RD column with stripper and pressure swing reactive distillation (PSRD), were simulated at lower operating pressure. The impact of RD column operating pressure on total energy usage and total annual cost (TAC) was studied. All design parameters were optimized using sequential iterative optimization procedures and sensitivity analysis to minimize the energy cost while maintaining the required product purity at 99.99%. The simulation results showed that the RD column with a stripper is better than PSRD with a saving of 23.17% in TAC and 31.53% in the specific cost of EtAc per kg. Compared to literature results, the proposed configurations have lower reboiler duty requirements and lower cost per kg of EtAc.