Modelagem e otimização da coluna de separação cloropreno – dicloroetano: um estudo de caso industrial.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-17T10:50:47Z No. of bitstreams: 1 RENATO PIMENTEL FIGUEIREDO - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2009.pdf: 975618 bytes, checksum: b13e64667a70305e542a6dbc48ab446d (MD5)Made available in DSpace on 2018-07-17T10:50:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RENATO PIMENTEL FIGUEIREDO - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2009.pdf: 975618 bytes, checksum: b13e64667a70305e542a6dbc48ab446d (MD5) Previous issue date: 2009-01-22No processo de produção de monocloreto de vinila (MVC) utilizado pela BRASKEM, após a reação de pirólise do 1,2-dicloroetano (EDC) os componentes mais leves do que o EDC são separados em uma coluna de destilação chamada de coluna de leves ou coluna de separação cloropreno – EDC. Estes componentes são principalmente o cloropreno, 1,1-dicloroetano (1,1-EDC) e o benzeno, A coluna de separação de leves foi modelada diversas vezes nestes últimos vinte e um anos pela BRASKEM, algumas vezes com sucesso e em outras sem alcançar o objetivo pretendido. O primeiro sucesso foi a demonstração que o uso de nitrogênio podia economizar vapor, aumentando, contudo a geração de subproduto. Com a evolução da consciência sobre o meio ambiente e da preservação dos recursos naturais e da redução da geração de subprodutos tornou-se uma exigência buscar a redução do consumo dos recursos naturais e da redução da geração de subproduto através da otimização dos processos. Esta coluna é uma das três do processo de produção de MVC que remove o subproduto gerado na produção do MVC. Sua otimização pode diminuir o consumo de recursos naturais e evitar uma geração a maior de subprodutos. A evolução dos modelos e dos bancos de dados com maior numero de componentes e propriedades permitiu nova abordagem para simulação da coluna. O uso de simuladores comerciais tem se mostrado como uma excelente oportunidade de obtenção de resultados consistentes com um tempo de desenvolvimento da solução menor do que a construção de modelos próprios. Neste trabalho usando o ASPEN versão 2006.5 no modo de cálculo da coluna com RateFrac, Rate-based com Soave Redlich Kwong ao invés de equilíbrio, simulamos a coluna de leves e comparamos com os resultados obtidos em teste industrial na BRASKEM, demonstrando que os resultados do modelo são robustos. A otimização da coluna foi feita tendo como restrição a concentração na corrente de fundo para o cloropreno e o 1,1-EDC, concentração máxima de 1,2-EDC no destilado e vazão máxima de destilado (subproduto). A otimização ajudou a ampliar os resultados obtidos no teste industrial, chegando a um valor de 721 mil dólares por ano de economia obtida com a redução do consumo de vapor, de nitrogênio e da geração de subproduto. A modelagem também identificou que a forma de operação do condensador com subresfriamento não é a condição ideal. A operação nas condições propostas na otimização, sem sub-resfriamento, pode gerar um ganho de 1,4 milhões de dólares por ano.In the process of production of vinyl chloride monomer (VCM) used by BRASKEM, after the reaction of pyrolysis, of the 1,2-dicholoroethane (1,2-DCE), the components lighter than DCE are separated in a distillation column called the light’s column or separation’s column chloroprene - DCE. These components are mainly the chloroprene, 1,1-dichloroethane (1,1-DCE) and the benzene. The light’s column was modeled by BRASKEM several times on the last twenty one years, some of the times successfully and in other times not achieves the intended goal. The first success was the demonstration that the use of nitrogen could save steam, increasing, however the generation of by-product. With the evolution of consciousness on the environment, the need of natural resources preservation, and reducing the generation of byproducts, it became a requirement to seek reduction in consumption of natural resources and reducing the generation of by-product through the optimization of processes. This column is one of three of the production process of VCM that removes the by-product generated in VCM’s production. Its optimization can reduce the consumption of natural resources and avoid the generation of more by-products. The development of models and databases with greater number of components and properties allowed new approach to simulation of the column. The use of commercial simulators has been shown as an excellent opportunity to obtain solid results with a smaller time of development of the solution as the construction of own models. In this work using ASPEN version 2006.5 with RateFrac, calculation type Rate-based instead of equilibrium, using Soave-Redlich-Kwong , we simulated the light’s column and compared with the results obtained in industrial test in BRASKEM, demonstrating that the results of the model are robust. The optimization of the column was done with the restriction of the concentration in the bottom for chloroprene and 1,1-DCE, maximum concentration of 1,2-DCE in distilled and maximum flow of distilled (by-product). Optimization has helped to improve the results obtained in the test industry, reaching a value of 721 thousand dollars per year in savings with the reduction in the consumption of steam, nitrogen and the generation of by-product. The optimization also identified that the form of operation of the condenser with sub-cooling it is not the ideal condition. The operation without sub-cooling, as proposed in the optimization, can generate a gain of 1.4 million dollars per year