LABORATÓRIO DE CONTROLE II

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LABORATÓRIO DE CONTROLE II

MEMORIAL DESCRITIVO DA COLUNA DE DESTILAÇÃO

DIEGO LIRIA ROCHA

YVES ROCHA DE SALLES LIMA

COLUNA DE DESTILAÇÃO

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As Colunas de destilação são os mais importantes equipamentos para a separação de uma mistura de líquidos miscíveis em seus componentes na indústria química e petroquímica. Esta separação é realizada aproveitando-se o fato de os elementos constituintes da mistura ter diferentes temperaturas de ebulição. Assim, através do fornecimento de calor à mistura consegue-se preferencialmente vaporizar as substâncias mais voláteis (menor temperatura de ebulição), que são condensadas no topo da coluna, enquanto as menos voláteis tendem a permanecer na fase líquida do fundo da coluna. Estes equipamentos também são responsáveis por grande parte do custo operacional de uma refinaria ou de uma central petroquímica, em função do alto consumo energético necessário para o aquecimento e resfriamento das correntes. Portanto, o grande desafio dos engenheiros de automação e otimização é projetar sistemas de controle para colunas de destilação que garantam a qualidade dos produtos com um consumo mínimo de energia.

Sendo assim, com fins de simulação, foi desenvolvido um simulador no software de supervisão Intouch, juntamente com o matlab, baseando-se no princípio de funcionamento de uma coluna de destilação. 

1. TELA DO INTOUCH

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Segundo De campo e Teixeira (2010), em uma coluna de destilação deve ser feito o controle de temperatura e nível no fundo da coluna, controle de pressão e temperatura no topo da coluna além do controle da temperatura do forno e do nível no reservatório de destilado.

•A estratégia utilizada no controle de temperatura do forno foi feedback onde a válvula de combustível é regulada para manter a temperatura ideal da mistura. Há influência da temperatura ambiente.

• A estratégia utilizada no controle de temperatura do fundo foi feedback onde a válvula que serve como fonte quente para o refervedor é regulada afim de manter a temperatura ideal no fundo da coluna. A temperatura em que a mistura sai do forno e entra na coluna tem uma certa influência na temperatura do fundo.

• A estratégia utilizada no controle de nível do fundo foi feedback onde a válvula de alivio de liquido é regulada afim de manter o nivel ideal no fundo da coluna. A temperatura do fundo tem influencia no nível, pois quanto maior a temperatura mais evaporação irá acontecer diminuindo o nível, sendo assim a válvula tem que corrigir para manter o nível ideal.

• A estratégia utilizada no controle de temperatura topo foi cascata, onde se utiliza a vazão de realimentação de destilado para controlar a temperatura de topo.

• A estratégia utilizada no controle de pressão do topo foi feedback onde a válvula de alivio de gás é regulada afim de manter a pressão ideal no topo da coluna. A temperatura do topo tem influência na pressão.

• A estratégia utilizada no controle de nível do destilado foi feedback, onde a válvula de destilado é regulada afim de manter o nível ideal no reservatório.

Para conseguir simular de forma que seja fiel ao modelo real foram feitas as seguintes malhas de controle no simulink e funções no matlab.:

2) SIMULINK

2.1)Tela Principal:

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2.2)Malha cascata vazão/temperatura:

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2.3)Malha nível fundo:

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2.4)Malha nível destilado:

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2.5)Malha pressão topo:

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2.6)Malha Temperatura forno:

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2.7)Malha Temperatura Fundo:

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2.8)Exemplo de PID usado nos Controladores:

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3)ARQUIVOS .M:

VÁLVULA COMBUSTIVEL DO FORNO(MODO MANUAL)

function c=aberturacomb(a)

c=ddereq(a,'aberturacomb');

VÁLVULA DE NÍVEL CONDESADO(MODO MANUAL)

function ii=aberturavalvcondensado(a)

ii=ddereq(a,'aberturavalvcondensado');

VÁLVULA DE NÍVEL CONDESADO(MODO AUTOMÁTICO)

function sss=aberturavalvcondensado1(a,d)

sss=ddepoke(a,'aberturavalvcondensado1',d);

VÁLVULA COMBUSTIVEL DO FORNO(MODO AUTOMÁTICO)

function ooo=aberturavalvforno1(a,d)

ooo=ddepoke(a,'aberturavalvforno1',d);

VÁLVULA DE NÍVEL DO FUNDO(MODO MANUAL)

function i=aberturavalvfundo(a)

i=ddereq(a,'aberturavalvfundo');

VÁLVULA DE NÍVEL DO FUNDO(MODO AUTOMÁTICO)

function ppp=aberturavalvfundo1(a,d)

ppp=ddepoke(a,'aberturavalvfundo1',d);

VÁLVULA DE PRESSÃO(MODO MANUAL)

function bb=aberturavalvpressao(a)

bb=ddereq(a,'aberturavalvpressao');

VÁLVULA DE PRESSÃO(MODO AUTOMATICO)

function ttt=aberturavalvpressao1(a,d)

ttt=ddepoke(a,'aberturavalvpressao1',d);

VÁLVULA DE TEMPERATURA DO FUNDO(MODO MANUAL)

function fff=aberturavalvtempfundo(a)

fff=ddereq(a,'aberturavalvtempfundo');

VÁLVULA DE TEMPERATURA DO FUNDO(MODO AUTOMÁTICO)

function qqq=aberturavalvtempfundo1(a,d)

qqq=ddepoke(a,'aberturavalvtempfundo1',d);