Modelling and simulation of a copolymerization process based in concepts of fuzzy logic and deterministic model

Orientador: Rubens Maciel FilhoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: O processo de copolimerização do metacrilato de metila/acetato de vinila ocorre pelo mecanismo cinético de radicais livres. Este sistema de copolimerização é interessante pois o metacrilato de metila é muito mais reativo que o acetato de vinila, como indicado por suas respectivas taxas de reatividades, 26 e 0,3. O produto é caracterizado pela fração molar de metacrilato de metila no copolímero, pelo peso molecular e pela viscosidade intrínseca. O mecanismo reacional e parâmetros cinéticos foram obtidos da literatura (Congalidis, J.P., 1989) e discutidos no capítulo 3. O processo foi modelado em malha aberta por Mattedi (2003) em um software em Fortran. Tal software foi usado em simulações e estudo do processo. O comportamento dinâmico do sistema foi avaliado. O pacote Statistica versão 7.0 foi utilizado para a execução da técnica de planejamento fatorial, sendo que a ¿planta¿ do processo foi o próprio software de simulação. Esta etapa foi fundamental para a construção de modelos empíricos e da avaliação das variáveis fundamentais para cada saída do processo. A partir das avaliações do planejamento fatorial, escolheram-se as condições para simulação do modelo, inserindo-se variações-degrau nas variáveis de entrada do reator que influenciavam preponderantemente nas variáveis de saída do processo. A fim de se obter modelos práticos para operações no processo, foram elaborados modelos inteligentes, baseados em conceitos de lógica fuzzyAbstract: The process of solution copolymerization of methyl methacrylate and vinyl acetate occurs through free radicals mechanism. This system of copolymerization is interesting therefore the methyl methacrylate is much more reactive that the vinyl acetate, as indicated for its respective rate of reactivity 26 and 0,3. A idea of the product quality is obtained by the methyl methacrylate molar fraction in the copolymer, molecular weight and intrinsic viscosity. The reaction mechanism and parameters kinetic had been gotten of literature (Congalidis, J.P., 1989) and showed in chapter 3. The process was modeling in open system by Mattedi (2003) in a software in FORTRAN. This software was used in simulation and study of the process. The dynamic behavior of the system was evaluated. The Statistica software version 7.0 was used for the execution of the technique of factorial planning, being that the "plant" of the process was the proper software of simulation. This stage was basic for the construction of empirical models and the evaluation of the basic variable for each control variable of the process. From the evaluations of the factorial planning, one chose the conditions for simulation of the model, inserting itself variation-step in manipulated variable of the reactor that influenced preponderantly in the control variable of the process. In order to get practical models for operations in the process, intelligent models were construct, based in concepts of fuzzy logicMestradoDesenvolvimento de Processos QuímicosMestre em Engenharia Químic