Modelagem deterministica, fuzzy e analise de operação de reatores multifasicos : processo de hidrogenação do fenol

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de modelos matemáticos determinísticos, heurístico e híbrido para reatores tubulares tipo lama. O modelo deterministico foi baseado nas equações de conservação de massa e energia desenvolvidas para o regime dinâmico. Os modelos híbridos foram construídos associando-se o modelo deterministico com modelo fuzzy. Os modelos heurísticos foram desenvolvidos utilizando lógica fuzzy e redes neurais, com intuito de reduzir o tempo de simulação computacional, requisito imprescindível no treinamento de operadores, otimização e desenvolvimento de estratégias de controle. Como caso de estudo, foi considerado o reator de produção de cic1ohexanol através da hidrogenação do feno!. Dados de temperatura foram utilizados na validação dos modelos. A partir do modelo proposto, utilizando programas implementados em fortran, foram realizadas simulações para verificar as influências das condições de entrada do reator na performance do mesmo. Para aumentar a performance da base de conhecimento fuzzy, foi empregado método de planejamento fatorial, técnicas de agrupamento de dados (cluster) e treinamento backpropagation. Foi realizado um estudo da estrutura do modelo fuzzy a fim de obter a melhor eficiência do método. Foi realizado uma comparação da técnica fuzzy proposta com redes neurais quanto a representação do modelo.This work presents the development of deterministic, heuristic and hybrid mathematical models for slurry reactors. The deterministic model was based on the equations of mass and energy conservation and developed for the dynamic regime. The hybrid model was built associating the deterministic with fuzzy model. The heuristic models were developed using fuzzy logic and neural nets, with the intention of reducing the time of computational simulation, indispensable requirement for training operators, optimization and development of control strategies. A case study, the reactor of cyc1ehexanol production through hydrogenation of phenol was considered. Data of temperature were used in the validation of the models. Starting from the deterministic model proposed, using programs implemented the Fortran language, simulations were accomplished to verify the influence of the input conditions on the reactor behavior. To increase the performance of the knowledge base useful for the development of the "Fuzzy" rules, a method of factoriaI design, techniques of grouping of data (cluster) and Backpropagation training were used. A study of the structure of the fuzzy model was accomplished to obtain the best efficiency of the method. A model applying neural nets representing the reactor was developed, to compare with the fuzzy model proposed