Implementação de interpoladores multilineares como modelos simplificados de reatores de transesterificação etanólica no simulador global EMSO

• Processo: 18/07546-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Roberto de Campos Giordano
• Beneficiário: Christian de Oliveira Martins
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/21252-0 - Equilíbrio e processos de produção de biocombustíveis e bioprodutos, AP.TEM
• Assunto(s): Transesterificação Biodiesel Simulação por computador
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Interpoladores multilineares | Produção de biodiesel | Reação de transesterificação etanólica | Análise e Simulação de processos químicos

Resumo

O aumento do poder computacional nas últimas décadas tornou os simuladores de processos ferramentas essenciais para avaliação da viabilidade técnica e econômica de novos processos. Esses softwares solucionam sistemas de equações (algébricas ou algébrico-diferenciais), da ordem de dezenas de milhares de variáveis, de diferentes modos. Os simuladores modulares sequenciais particionam o processo e as resolvem de forma sequêncial (normalmente observando as características topológicas deste). Por esse motivo, tais simuladores (como por exemplo o Aspen Plus®) utilizam rotinas específicas de cálculo para cada equipamento o que torna sua resolução mais robusta. Por outro lado, simuladores orientados a equações ou globais resolvem todo o sistema de equações de forma simultânea. Estes não permitem o uso de rotinas específicas de cálculo, diminuindo sua robustez, mas apresentam vantagens na construção, reuso e manutenção dos modelos. O simulador EMSO (Environment for Modeling Simulation and Optimisation) é o simulador global que será utilizado no presente trabalho. Para contornar os problemas de convergência que surgem nesse tipo de simulador, utiliza-se, entre outras opções modelos simplificados baseados em tabelas de inspeção multilineares para representar o comportamento dos modelos rigorosos ou dos dados experimentais diretamente. Tal modelo apresenta a vantagem de ter sua acuracidade controlada pelo número de pontos da tabela de inspeção, de modo que a acuracidade é ajustada às necessidades da aplicação do modelo. O projeto temático no qual esse projeto de iniciação científica se insere é focado no processo de produção de biodiesel etílico por transesterificação. Estima-se que esse processo produza 25% menos gases do efeito estufa que o processo metílico. Nesse contexto, o trabalho se propõe a simular o processo de produção de biodiesel etílico empregando modelos rigorosos e usar os dados obtidos para construir o modelo simplificado, baseado em interpoladores, para integração na simulação da biorrefinaria completa. (AU)