Modeling, simulation and control of the degradation process of trichloroamine (NCl3) in the production of electrolytic chlorine (Cl2).

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-04-08T16:04:56Z No. of bitstreams: 1 JÚLIO INÁCIO HOLANDA TAVARES NETO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2006..pdf: 9307894 bytes, checksum: 546adc7673fff1c6f5a35299cda2b73b (MD5)Made available in DSpace on 2019-04-08T16:04:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JÚLIO INÁCIO HOLANDA TAVARES NETO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2006..pdf: 9307894 bytes, checksum: 546adc7673fff1c6f5a35299cda2b73b (MD5) Previous issue date: 2006-02Reações químicas realizadas em plantas industriais, que apresentam risco de explosão, devem ser cuidadosamente controladas, com o objetivo de prevenir as óbvias consequências indesejáveis de uma operação incorreta. Controlar processos químicos significa interagir com sistemas nos quais as variáveis controladas e manipuladas normalmente apresentam restrições além de fortes interações. Desenvolveu-se uma estratégia de controle para um refervedor acoplado com uma coluna de absorção, contendo reciclo, existente numa planta comercial de produção de CI2 onde no primeiro equipamento, ocorre uma reação química que apresenta restrição quanto à máxima temperatura de operação (elevado risco de explosão) e, portanto deve ser cuidadosamente controlada. Um modelo teórico no estado estacionário para o sistema acoplado foi gerado no simulador comercial Aspen Plus™ a partir do qual foi desenvolvido um modelo dinâmico no simulador comercial Aspen Dynamics™, do qual as funções de transferência envolvendo variáveis controlada e manipulada foram obtidas. Teste de planta foi realizado com a finalidade de se proceder a identificação do sistema, ou por outras palavras, a adequação do modelo proposto. Peculiaridades não usuais para sistema acoplado com reciclo são verificadas onde, a magnitude do distúrbio de carga além de elevado é uma corrente principal no processo industrial, provocando desta maneira, dificuldades adicionais ao atendimento dos objetivos de controle requeridos pelo processo. Foi explicitada uma descrição detalhada do processo de produção comercial do CI2, além de uma breve revisão da literatura sobre as estratégias de controle envolvendo sistemas acoplados, a partir de onde, se definiu as variáveis manipulada e controlada. Após a análise de estabilidade em malha fechada, várias técnicas de sintonia do controlador foram realizadas e comparadas. Simulações dinâmicas foram desenvolvidas e os resultados foram discutidos com o objetivo de identificar a melhor estratégia de controle. Conclui-se que os vários métodos apresentaram resultados satisfatórios, frente aos objetivos de controle, possibilitando assim, sua implementação na planta industrial. Outras recomendações, sugerindo alterações no projeto industrial foram propostas com o intuito de otimizar o desempenho do sistema em estudo.Chemical reactions, with explosion risk, performed in industrial plants should be carefully controlled to prevent the obviously undesirable consequences of an incorrect operation. Controlling chemical processes, means to work with systems in which the controlled variables and manipulated variables usually present restrictions, besides strong interactions. A control strategy was developed for a reboiler coupled with an absorption column, containing recycles, located in a commercial C12 production plant. A chemical reaction that presents restriction to the maximum operating temperature (high explosion risk) happens in the first equipment and therefore should be carefully controlled. A theoretical model, in the stationary state for the coupled system, was generated in the commercial Simulator Aspen Plus™, from which a dynamic model was developed in the commercial Simulator Aspen Dynamics™, obtaining the transfer functions involving controlled variables and manipulated variables. A plant test was performed with the purpose of identifying the system, to proceed with the adaptation of the proposed model. Systems coupled with recycle present unusual peculiarities when a high magnitude of load disturbance is present in the main current of the global industrial process, leading to additional difficulties to obtain the control objectives requested by the process. A detailed description of the process of commercial production of CI2 was presented, as well as a brief revision of the literature existent on the control strategies involving coupled systems, from which the manipulated and controlled variables were defíned. After the analysis of stability in closed mesh, several techniques of the controller's syntony were accomplished and compared. Dynamic simulations were developed and the results were discussed to identify the best control strategy. The conclusion was that the several methods presented satisfactory results towards the control objectives, making it possible their implementation in the industrial plant. Other recommendations, suggesting alterations of the industrial project were proposed with the intention o f optimizing the performance of the system in study