OTIMIZAÇÃO OPERACIONAL DE UM REATOR CATALÍTICO VIA PROGRAMAÇÃO NÃO-LINEAR

OTIMIZAÇÃO OPERACIONAL DE UM REATOR CATALÍTICO VIA PROGRAMAÇÃO NÃO-LINEAR

MELO, A. P.; BARBOSA, N. S. V.; EUGENIO, E. Q.; COSTA, A. L. H.

Artigo:

Reatores químicos podem ser considerados o coração de uma planta de processo, onde a matéria-prima é convertida no produto de interesse comercial. Por esta razão, a adequada operação de um reator é fundamental para rentabilidade do processo. Em função desta importância, o presente trabalho apresenta a aplicação de ferramentas de programação matemática na forma de um problema de programação não-linear, visando maximizar o lucro operacional. O sistema estudado corresponde a um reator catalítico modelado através de equações de balanço clássicas. Na formulação do problema de otimização, as restrições são basicamente representadas por um conjunto de equações oriundas dos balanços discretizados através da técnica de diferenças finitas. A função objetivo é representada pela receita total associada à corrente de saída. A aplicação da metodologia proposta em um exemplo típico da prática industrial indica um ganho financeiro relevante em relação a estratégias operacionais convencionais.

Reatores químicos podem ser considerados o coração de uma planta de processo, onde a matéria-prima é convertida no produto de interesse comercial. Por esta razão, a adequada operação de um reator é fundamental para rentabilidade do processo. Em função desta importância, o presente trabalho apresenta a aplicação de ferramentas de programação matemática na forma de um problema de programação não-linear, visando maximizar o lucro operacional. O sistema estudado corresponde a um reator catalítico modelado através de equações de balanço clássicas. Na formulação do problema de otimização, as restrições são basicamente representadas por um conjunto de equações oriundas dos balanços discretizados através da técnica de diferenças finitas. A função objetivo é representada pela receita total associada à corrente de saída. A aplicação da metodologia proposta em um exemplo típico da prática industrial indica um ganho financeiro relevante em relação a estratégias operacionais convencionais.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-1131-20828-159344

Referências bibliográficas

• [1] FUAD, M. N. M.; HUSSAIN, M. A.; ZAKARIA, A. Optimization strategy for long-term catalyst deactivation in a fixed-bed reactor for methanol synthesis process. Comput. Chem. Eng., v. 44, p. 104-126, 2012.
• [2] LOVIK, I.; HILLESTAD, M.; HETZBERG, T. Long term dynamics optimization of a catalytic reactor system. Comput. Chem. Eng., v. 22, suppl., p. 707-710, 1998.
• [3] TOWLER, G.; SINNOTT, R. K. Design of Reactors and Mixers. In: _____. Chemical Engineering Design. 2. ed. Oxford: Elsevier, 2013. cap. 15, p. 631-751.
• [4] ZAHEDI, G, ELKAMEL, A., LOHI, A., Dynamic Optimization Strategies of a Heterogeneous Reactor for CO2 Conversion to Methanol, Energy Andamp; Fuels, v. 21, p. 2977-2983, 2007.
• [5] ZHOU, X.; YUAN, W. Optimization of the fixed-bed reactor for ethylene epoxidation. Chem. Eng. Process.,v. 44, n. 10, p. 1098-1107, 2005.

Como citar:

MELO, A. P.; BARBOSA, N. S. V.; EUGENIO, E. Q.; COSTA, A. L. H.; "OTIMIZAÇÃO OPERACIONAL DE UM REATOR CATALÍTICO VIA PROGRAMAÇÃO NÃO-LINEAR", p-12091-12098. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-1131-20828-159344