Pgina |4 INTRODUO Biodiesel Biodiesel um combustvel biodegradvel
derivado de fontes renovveis, que pode ser obtido por diferentes
processos tais como o craqueamento, a esterificao ou pela
transesterificao. Pode ser produzido a partir de gorduras animais
ou de leos vegetais, existindo dezenas de espcies vegetais no
Brasil que podem ser utilizadas, tais como mamona, dend (palma),
girassol, babau, amendoim, pinho manso milho e soja, dentre outras.
Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas propores. A
mistura de 2% de biodiesel ao diesel de petrleo chamada de B2 e
assim sucessivamente, at o biodiesel puro, denominado B100.
Biodiesel um biocombustvel derivado de biomassa renovvel para uso
em motores a combusto interna com ignio por compresso ou, conforme
regulamento, para gerao de outro tipo de energia, que possa
substituir parcial ou totalmente combustveis de origem fssil.
Unisim Com o lanamento do UNISIM, a viso da Honeywell de fornecer
tecnologia em solues de simulao realizada, gerando benefcios em
todo o ciclo de uma planta. O UNISIM melhora substancialmente a
capacidade de simulao de uma planta on-line e offline, a unidade de
processo e aplicaes de otimizao. Honeywell (NYSE: HON) anunciou no
dia 17 de Junho de 2009 duas principais melhorias ao UNISIM
software de simulao Design(engenheiros que fornecem uma maior gama
de ferramentas para construir e testar os processos da planta), so
elas: O UNISIM Design apoiar caso baseado em XML para permitir aos
usurios compartilhar informaes de projeto de processo com ASPEN
HYSYS, HTFS e HTFS, ambos os recursos devem estar disponveis no
incio de 2010. Software interativo, o UNISIM Design permite aos
engenheiros criar e analisar, o monitoramento de desempenho, a
soluo de problemas, a melhoria operacional, o planejamento de
negcios e gesto de ativos. A adio do flare analisador ir permitir
aos
Pgina |5 usurios criar modelos mais completos de seus processos
e melhorar a eficincia global da planta. Flare sistemas so partes
integrantes de muitos processos industriais onde o design
apropriado e a anlise necessria para promover operaes seguras e
eficientes. O UNISIM oferece uma poderosa ferramenta em estado
estacionrio e dinmico. O estado de simulao estacionria: Ajuda os
engenheiros a criar processos ideais, projetos baseados nos
objetivos do negcio. O estado de simulao dinmica: Est disponvel
para obter informaes valiosas sobre o comportamento do processo em
cada fase do ciclo de vida de uma planta.
Pgina |6 OBJETIVO O objetivo nesse trabalho a construo do
Flowsheet de uma planta de biodiesel. O UNISIM proporciona uma
soluo de formao avanada para o operador com mais recursos para
verificao do sistema de controle. Logo proporciona uma reao do
operador e do sistema mais rpida nas situaes do processo antes de
incidentes. Oferece uma otimizao das operaes da empresa
(industrias, usinas, refinarias) para garantir capacidade de
resposta s mudanas nas demandas de negcio atravs de ligaes
estreitas com o planejamento, programao e funes de gesto. Os
servios do UNISIM para a Engenharia de avaliar o impacto das
mudanas de projeto futuro, processo prvio a modificaes da planta.
UNISIM software tem como funo principal melhorar o desempenho da
planta de projetos (Flowsheet) e resultados de negcios globais para
a indstria de processos, atravs de: Melhor desenho da planta
(atravs do Flowsheet) Um melhor funcionamento para a planta (atravs
do Flowsheet) Uma melhor otimizao da planta (atravs do Flowsheet)
Logo, a Honeywell tem o objetivo de ajudar os clientes a avaliar o
impacto das mudanas de projeto futuro, evitando a perda de tempo e
dinheiro para modificaes da planta.
Pgina |7 BIODIESEL
A transesterificao processo mais utilizado atualmente para a
produo de biodiesel. Consiste numa reao qumica dos leos vegetais ou
gorduras animais com o lcool comum (etanol) ou o metanol,
estimulada por um catalisador, da qual tambm se extrai a glicerina,
produto com aplicaes diversas na indstria qumica. Alm da glicerina,
a cadeia produtiva do biodiesel gera uma srie de outros coprodutos
(torta, farelo etc.).
Figura 1 Processo de Transterificao Na figura abaixo temos a
reao:
Fig 2 Reao de triglicerdeos (leos vegetais) com metanos para a
produo de biodiesel
Pgina |8 HONEYWELL PROCESS SOLUTIONS UNISIM
O UNISIM Design um componente da famlia UNISIM de software e
servios de engenharia, que oferece solues de simulao para projeto,
monitoramento de desempenho, otimizao, treinamento de operadores e
as capacidades de planejamento de negcios para a produo de petrleo
e gs, processamento de gs, petrleo, refino, metais e produtos
qumicos indstrias. O software UNISIM construdo a partir da simulao
com as melhores tecnologias disponveis. Oferece uma srie de solues
de simulao para apoiar o desempenho e o ciclo de vida de uma planta
de uso off-line em constante simulao de design do Estado, busca
tambm o controle de sada, o operador de formao em uso no controle e
otimizao, monitoramento de desempenho e planejamento de negcios. O
UNISIM proporciona a portabilidade, uma maior flexibilidade,
permitindo que os usurios da Honeywell e da simulao AspenTech
possam acessar os modelos do outro processo. Este um acessrio
especialmente crtico para os fabricantes com divises mltiplas que
usam diferentes ferramentas de simulao, que empregam ou empresas de
design de terceiros. Ele tambm benfico para a transio de empresas
de um programa para o outro. Os clientes podem mais facilmente
entender o conhecimento do processo de todas as partes, melhorar a
rentabilidade da planta, e maximizar o retorno sobre seus
investimentos em simulao. Melhorias do UNISIM: As melhorias do
UNISIM Design fornecem aos usurios uma soluo de simulao mais
abrangente e prever a colaborao dentro e fora de suas organizaes
disse Ashish Gaikwad, diretor de solues avanadas para Honeywell
Process Solutions. "Essas melhorias caem em linha com nossa
abordagem para melhorar a segurana geral da planta, confiabilidade
e eficincia do pessoal, dando maior acesso s informaes mais
relevantes."
Pgina |9 UTILIZAO DO UNISIM
1) O UNISIM tem ajudado as empresas a aumentar as margens atravs
das capacidades de modelagem do processo. Apoiados pela maior
equipe de especialistas em simulao para as indstrias de processo,
Honeywell Process Solutions reflete o compromisso com a inovao de
simulao e crescimento - e oferece aos nossos clientes um valor
ainda maior por estes desenvolvimentos recentes: Resultados
consistentes atravs de um pacote comum(Propriedades Honeywell), que
est disponvel em todas as ferramentas de simulao Honeywell.
Agilidade para o modelo de tomada de decises baseada em engenharia
e design de fluxo de trabalho atravs da integrao de planilhas do
Microsoft Excel e modelos de Honeywell UNISIM. Otimizao de petrleo
upstream e desempenho de ativos de gs da bem-cabea, utilizando
instalaes do UNISIM Maior eficincia e produtividade atravs da
automao de fluxo de trabalho conceitual para projeto detalhado,
integrando UNISIM com clculos de trocador de calor rigorosa
estimativas de custos globais e gesto de dados de engenharia 2) A
utilizao do UNISIM nos trs melhorias como: Alargar a utilizao de
modelos de simulao para tornar mais rpidos, melhores decises sobre
os problemas operacionais e de oportunidades. Analisar vrias
refinarias,industrias para melhor avaliar as opes de matriaprima e
flexibilidade operacional Dar ao pessoal de produo de petrleo e gs
um modelo integrado de seus bens a partir do poo atravs da rede de
coleta de instalaes - para ajud-los a otimizar o desempenho com
todas as restries necessrias Automao e racionalizao do fluxo de
trabalho para obter resultados mais rpidos e consistentes, com
maior produtividade e dados erros mais re-entrada, ao trazer o
poder do processo de modelagem de outras disciplinas de
simulao.
P g i n a | 10 CONSTRUO DO FLOWSHEET PARA A OBTENO DE BIODIESEL
1) Reagentes: A reao qumica dos leos vegetais ou gorduras animais
com o lcool comum (etanol) ou o metanol, estimulada por um
catalisador, da qual se obtm o biodiesel. As correntes de alimentao
so definidas abaixo:
Corrente Temp. (C) Presso(kPa) Fluxo molar (kg.mol/h) Fluxo
mssico (kg/h) Fluxo de volume lquido (m/h)
101 25 100 6.75 216.28 0.272
102 73.5 400 59.03 1992.41 2.396
103 25 100 1.53 150 0.081
105B 60 400 1.16 1030.00 1.144
106 80 400 59.06 2990.37 3.478
201 81.4 190 49.75 1593.99 2.003
202 108.8 200 9.31 1396.38 1.475
203B 60 130 1.53 208.03 0.07
Frao mssica dos componentesMetanol Triacylglycerol (oil)
FAME(biodiesel) Glycerol H2SO4 H2O CaO CaSO4 0 0 0 0 0 0 0 0 0.075
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.336 0.037 0.050 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0.719 0.078 0.107 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1.00 0 0.925 0 0 0 0 1 0.567
0.01 1.0 0 0.073 0.022 0 0
P g i n a | 11
Corrente Temp. (C) Presso(kPa) Fluxo molar (kg.mol/h) Fluxo
mssico (kg/h) Fluxo de volume lquido (m/h)
301 56.4 110 3.46 1035.24 1.180
302 60 120 10.86 328.86 0.332
401A 264.3 40 0.04 4.31 0.005
401 264.3 50 0.035 30.81 0.034
402 462.6 50 0.035 30.81 0.034
501 52.6 40 8.63 199.91 0.226
502 107.3 50 2.22 128.95 0.106
Frao mssica dos componentesMetanol Triacylglycerol (oil)
FAME(biodiesel) Glycerol H2SO4 H2O CaO CaSO4 0.969 0 0 0.01 0 0
0.002 0.333 0 0.256 0 0 0.852 0 0 0.074 0 0 0.997 0 0 0.003 0 0
0.001 0 0 0 0 0 0 0 0 0.493 0 0 0.006 0.850 0 0.143 0 0 0 0.03
0.308 0 0.074 0 0 0 0 0.999 0.506 0 0 0
P g i n a | 12 2)Passos para a construo do Flowsheet:
1 Passo: Um flowsheet de um processo pode ser construdo a partir
de um caso j pronto, ou seja, um template, atravs da seguinte
seqncia: File -> Open -> Template.
Tendo feito esse procedimento a tela para construo do flowsheet
aberta com uma planta j elaborada, deve-se selecionar todos os
equipamentos e correntes contidos na tela e pressionar a tecla
delete no teclado do computador. A partir desse momento, pode-se
comear o fluxograma do processo escolhido. Outra forma de acessar a
lista de equipamentos fornecida pelo programa e a tela onde o
fluxograma ser elaborado conseguida inserindo-se primeiro os
componentes do processo em uma lista. Para isso, deve-se clicar em
New Case e, em seguida, aparecer a janela Simulation Basis Manager
na qual esto contidas algumas abas onde se devem colocar as demais
informaes para o comeo do flowsheet. Aps informar os componentes,
diz-se qual o pacote termodinmico a ser aplicado, acionando a aba
Fluid Packages. Tendo selecionado os componentes e o pacote
termodinmico deve-se clicar em Enter Simulation Environment.
P g i n a | 13
2 Passo: Aps a execuo do primeiro passo, pode-se agora acessar a
rea onde o flowsheet ser feito. Nesta rea, possvel encontrar todas
as condies para se elaborar o fluxograma do processo. Os
equipamentos utilizados para a construo esto contidos na paleta
(Palette) que pode ser encontrada de duas maneiras: clicando-se em
flowsheet (localizado no alto da tela) e depois em Palette;
P g i n a | 14 Ou acionando o ltimo cone do PFD.
3 Passo: O terceiro passo consiste em selecionar o equipamento
desejado na paleta e depois coloc-lo na rea com fundo verde.
Inicialmente, os equipamentos esto vermelhos, j que as correntes no
foram adicionadas ainda.
P g i n a | 15 4 Passo: Para adicionar as correntes, o modo mais
fcil clicar no primeiro cone do PFD, pois ele permite o arraste
delas.
P g i n a | 16 5 Passo: Aps o ligamento de todas as correntes do
processo, colocam-se agora os dados do sistema. Preferencialmente,
colocam-se primeiro os dados relativos s correntes. Clicando-se
duas vezes em cada corrente tem-se o workbook de cada uma delas,
mas podese tambm clicar no quinto cone da barra de ferramentas
tambm chamado workbook, no entanto, acionando esse cone tem-se como
adicionar os dados de todas as correntes em uma mesma janela:
P g i n a | 17 6 Passo: Para inserir os dados referentes a cada
equipamento deve-se clicar duas vezes em cada um deles. Nesta
janela, possvel fornecer as informaes necessrias para tornar o
equipamento um elemento consistente no flowsheet. A indicao que o
software mostra para que se possa saber que todas as informaes
necessrias ao processo esto contidas no flowsheet um tarja verde.
Por sua vez, estando ela amarela, pode-se constatar que no
equipamento ainda possui uma inconsistncia.
P g i n a | 18 7 Passo: O ltimo passo consiste basicamente em
verificar todos os dados das correntes e tambm dos equipamentos
para que se possa ter um bom funcionamento da planta do processo e
conseqentemente um resultado satisfatrio.
3) Equipamentos Utilizados: 2 Misturadores; 3 Bombas; 1 Trocador
de calor; 2 Reatores de converso; 1 Resfriador; 3 Colunas de
destilao; 1 Separador; 1 Extrator liquido-liquido;
P g i n a | 19 4) Planta do processo:
OBS: Como nossa planta de biodiesel no nos forneceu todos os
dados necessrios (como o de razo de reciclo, o valor do ajuste, e
algumas propriedades das colunas) para que possamos executar o
processo no programa at o fim, resolvemos fazer a construo do
flowsheet de um processo de produo de propileno glicol onde
conseguimos inserir todos os valores necessrios para que o processo
fosse executado completamente no programa proposto.
P g i n a | 20 CONSTRUO DO FLOWSHEET DE UM PROCESSO DE PRODUO DE
PROPILENO GLICOL
1) Reagentes: Os reagentes utilizados no processo so gua e xido
de propileno para obteno do propileno glicol. As correntes de
alimentao so definidas abaixo: Componente xido propileno gua Fluxo
mssico de ------11000lb/h Fluxo molar 150 lbmol/h
---------Temperatura 75F 75F Presso 1,1 atm 1,1atm
2) Cintica da reao:
Os dados da cintica so fundamentais para projeo do reator, e
assim poder calcular o quanto est sendo convertido no processo.
3) Passos para a construo do Flowsheet: Os passos a serem
seguidos so os mesmos que foram descritos anteriormente (para a
construo do flowsheet da planta de biodiesel)
4) Equipamentos Utilizados: O conjunto de equipamentos composto
por um misturador, um reator CSTR e um destilador com refervedor e
condensador.
P g i n a | 21 O misturador recebe todas as duas correntes, xido
de propileno e gua, apenas com a finalidade misturar. Mantm a mesma
temperatura e presso das correntes de entrada. No reator CSTR, a
corrente de mistura entra no reator e submetida reao resultando em
um produto com uma converso de 85%, e um volume de 280 ft3,
operando com mesma temperatura e baixa presso. O destilador
composto de 10 pratos, com alimentao entrando a partir do 5 prato,
um condensador com presso de 15 psia e um refervedor com presso de
17 psia, a razo de refluxo no condensador de 1 molar e a frao molar
de gua no produto no deve ser superior a 0,005. 5)Planta do
processo:
P g i n a | 22 CONCLUSO
Com o estudo aprofundado sobre o UNISIM, agora podemos
conceituar caractersticas peculiares sobre a disciplina Modelagem e
simulao de processos qumicos, tais como, que o UNISIM oferece uma
poderosa ferramenta em estado estacionrio e dinmico,onde no estado
de simulao estacionria ajuda os engenheiros a criar processos
ideais, projetos baseados nos objetivos do negcio e no estado de
simulao dinmica est disponvel para obter informaes valiosas sobre o
comportamento do processo em cada fase do ciclo de vida de uma
planta. O UNISIM software tem como funo principal melhorar o
desempenho da planta de projetos (atravs de Flowsheet) e resultados
de negcios globais para a indstria de processos, atravs de: Melhor
desenho da planta (Flowsheet), um melhor funcionamento para a
planta e uma melhor otimizao da planta. Por conseguinte,
conseguiu-se alcanar o objetivo desse trabalho com a construo do
flowsheet da planta de biodiesel e a partir dos conhecimentos
adquiridos construindo o mesmo, conseguiu-se tambm fazer o
flowsheet de produo de propileno glicol. Assim, deixando um
resultado bastante satisfatrio com relao disciplina e o
aproveitamento das aulas.
P g i n a | 23 BIBLIOGRAFIA
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ed=0CCgQ7gEwBg&prev=/search%3Fq%3DPrograma%2BHoneywell%2BUnisim%26hl
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