Estudo dos trocadores de calor em uma planta industrial de óxido de etileno a partir de simulação computacional

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dc.contributor.advisorFalleiro, Rafael Mauricio Matricarde [UNIFESP]
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7264259801951867pt_BR
dc.contributor.authorSilva, Isabella Floriano da [UNIFESP]
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2647972896684499pt_BR
dc.coverage.spatialDiademapt_BR
dc.date.accessioned2023-07-25T12:43:10Z
dc.date.available2023-07-25T12:43:10Z
dc.date.issued2023-06-30
dc.description.abstractOs trocadores de calor são equipamentos indispensáveis para praticamente todos os setores industriais. São os grandes responsáveis pela troca térmica entre fluidos, na maioria das vezes sem que ocorra contato direto entre eles e são utilizados em diversos seguimentos industriais. Um desses setores é a produção do óxido de etileno, no qual esses equipamentos são de grande importância, pois auxiliam no aumento da seletividade e da conversão da reação de formação do óxido de etileno a partir do etileno. Para analisar um trocador de calor em uma planta em operação, simplesmente interromper o processo produtivo não é o caminho mais viável, muito menos aceitável, pois acarretaria em perdas de produção e resultados financeiros. Em decorrência disso, ferramentas computacionais para simular diferentes configurações desse tipo de equipamento são utilizadas para realizar análises de processo. Estudos a partir do ASPEN PLUS® - EDR (Exchanger Design and Rating) torna possível dimensionar trocadores de calor a partir das informações de vazões, temperaturas e propriedades dos fluidos do processo. Portanto, neste trabalho o objetivo foi analisar as diferentes configurações de dois trocadores de calor industriais da produção de óxido de etileno através do simulador ASPEN PLUS® - EDR, a fim de se obter o dimensionamento dos equipamentos com a melhor eficiência de troca térmica e melhor custo-benefício para esse processo químico que possui grande importância como matéria prima no setor químico mundial. Após a realização das simulações variando os quesitos de modelo TEMA (“Tubular Exchanger Manufacturers Association” - Associação de Fabricantes de Trocador Tubular), localização do fluido quente, modelo e orientação das chicanas, arranjo dos tubos, número de passes dos tubos e comprimento dos tubos, obtiveram-se dois trocadores de calor casco e tubo com integrações energéticas entre si, o primeiro do modelo BEM com uma área de 358,1 m² e uma taxa de transferência de calor de 4308,9 kW tendo o custo financeiro de US$ 127.026,00 e o segundo do modelo CFU com uma área de 2629,1 m² e taxa de transferência de calor de 2934,3 kW tendo o custo de US$ 614.137,00.pt_BR
dc.description.abstractHeat exchangers are indispensable equipment for practically all industrial sectors. They are largely responsible for the thermal exchange between fluids, most of the time without direct contact between them, and are used in several industrial segments. One of these sectors is the production of ethylene oxide, in which this equipment is of great importance, because it helps increase the selectivity and conversion of the ethylene oxide formation reaction from ethylene. To analyze a heat exchanger in a plant in operation, simply interrupting the production process is not the most feasible way, much less acceptable, as it would lead to production and financial losses. As a result, computational tools to simulate different configurations of this type of equipment are used to perform process analysis. Studies based on ASPEN PLUS® - EDR (Exchanger Design and Rating) make it possible to size heat exchangers from information on flow rates, temperatures and properties of the process fluids. Therefore, the objective of this work was to analyze the different configurations of two industrial heat exchangers for ethylene oxide production through the ASPEN PLUS® - EDR simulator, in order to obtain the dimensioning of equipment with the best thermal exchange efficiency and cost-benefit for this chemical process, which has great importance as a raw material in the global chemical sector. After performing the simulations varying the TEMA (“Tubular Exchanger Manufacturers Association”) model, hot fluid location, baffle model and orientation, tube arrangement, number of tubes passes and tube length, two shell and tube heat exchangers were obtained with energy integrations between them, the first of the BEM model with an area of 358.1 m² and a heat transfer rate of 4308.9 kW having a financial cost of US$ 127. 026.00 and the second of the CFU model with an area of 2629.1 m² and a heat transfer rate of 2934.3 kW having a cost of US$ 614,137.00.pt_BR
dc.emailadvisor.customfalleiro@unifesp.brpt_BR
dc.format.extent84 f.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.unifesp.br/handle/11600/68756
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de São Paulopt_BR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesspt_BR
dc.subjectTrocadores de calorpt_BR
dc.subjectTroca térmicapt_BR
dc.subjectSimulação de processospt_BR
dc.subjectÓxido de etilenopt_BR
dc.subjectAspen Plus® - EDRpt_BR
dc.subjectHeat exchangerpt_BR
dc.subjectHeat exchangept_BR
dc.subjectProcess simulationpt_BR
dc.subjectEthylene oxidept_BR
dc.titleEstudo dos trocadores de calor em uma planta industrial de óxido de etileno a partir de simulação computacionalpt_BR
dc.title.alternativeHeat exchangers of an industrial ethylene oxide unit study through computer simulationpt_BR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesispt_BR
unifesp.campusInstituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF)pt_BR
unifesp.graduacaoEngenharia Químicapt_BR
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