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Type: TESE
Title: Desenvolvimento e avaliação de sistemas de controle plantwide aplicados na produção de biodiesel
Title Alternative: Plantwide control systems design and evaluation applied to biodiesel production
Author: Silva, Bruno Firmino da, 1989-
Advisor: Silva, Flávio Vasconcelos da, 1971-
Abstract: Resumo: Os processos químicos apresentam dinâmicas complexas devido a presença de reciclos, integrações energéticas e diversas operações unitárias interconectadas, gerando problemas de interação entre as variáveis e dificultando um efetivo controle do processo. Metodologias de controle global ou plantwide buscam estabelecer sistemas de controle contemplando a planta química como um todo, porém, geram mais de uma solução de controle. Este trabalho propõe avaliar diferentes estruturas de controle global para uma mesma planta química através do uso de indicadores chave de desempenho (KPI ¿ Key Performance Indicator) para o processo, determinando assim qual sistema de controle melhor atende aos objetivos estratégicos da indústria. Como caso de estudo simulou-se uma planta típica para a produção de biodiesel através dos softwares Aspen Plus e Aspen Plus Dynamics. O processo implementado busca representar a produção do biocombustível obtido na transesterificação do óleo de soja com metanol, por meio da rota de catálise alcalina e homogênea. Para simulação dinâmica do processo, utilizaram-se dois conjuntos de controladores obtidos da metodologia de controle global heurística, configurando-se duas propostas de controle para o processo. Para avaliação das propostas de controle, utilizaram-se indicadores chave de desempenho representativos do processo global. O indicador DDS (Dynamic Disturbance Sensitivity), o qual relaciona o acúmulo molar total dos componentes ao longo do tempo, e um indicador que relaciona os custos de matérias-primas foram utilizados. Ambos indicadores, permitiram uma visualização do desempenho dos controladores de modo global e a auxiliaram na escolha do melhor conjunto de malhas de controle para o processo

Abstract: Chemical process have complex dynamics behaviors due to the presence of recycle streams, heat integration and several unit operations interconnected, leading to interaction problems among variables and making difficult to do an effective process control. Plantwide control methodologies aim to establish controls systems for entire chemical plants; however, it is possible to obtain different control solutions. This work proposes an evaluation of different Plantwide control structures for a specific process using Key Performance Indicators (KPI) and determinate which structure best meets the industry strategic goals. As a case study, it was implemented a simulation of a typical biodiesel process in Aspen Plus and Aspen Plus Dynamics. The process implemented intended to represent the production of biofuel obtained from the transesterification of soybean oil with methanol and homogeneous alkaline catalysis as chemical route. For dynamic simulation of the process, two sets of controllers obtained using global control heuristic methodology were used to control the process, setting up two proposals of control for biodiesel production. Key performance indicators of the overall process were used to evaluate the control proposals, such as the DDS indicator (Dynamic Disturbance Sensitivity), which presents the total molar accumulation over time, and an indicator that presents the raw material costs also over time. Both indicators allowed a view of the controllers global performance and aided in choose the best set of control loops for the process
Subject: Biodiesel
Controle de processos químicos
Simulação de processos
Indicadores de desempenho
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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