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%% Siga as instruções que seguem comentadas neste arquivo.
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%% ESTA VERSÃO REQUER UM EDITOR UTF-8.
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%% Exemplos de utilização dos comandos podem ser encontrados
%% nos capítulos que acompanham este pacote.
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\documentclass[mestrado,codelist]{ppgeq}
%\documentclass[doutorado]{ppgeq}
%\documentclass[qualify]{ppgeq}
% algumas customizações: o preamble.tex pode ser editado pelo usuário
\input{preamble}
% modifique os argumentos dos comandos abaixo para que as primeiras páginas
% sejam construídas automaticamente
\title{Padrão de Dissertação/Tese/Qualify do PPGEQ--UFRGS}
\author{Fulano de Tal}
\authorCitation{Tal, Fulano de}
\area{Pesquisa e Desenvolvimento de Processos}
\tyear{2014}
% verificar o número de páginas do PDF final
\totalPages{146}
\advisor{Rafael de Pelegrini Soares}
\advisorCitation{Soares, Rafael de P.}
\coadvisor{Beltrano de Tal} % opcional
\coadvisorCitation{Tal, Beltrano de}
% \coadvisorCitation{Tal, Beltrano de}
\bancai{Prof. Banca 1, D.Sc.}
\bancaii{Prof. Banca 2, Ph.D.}
\bancaiii{Prof. Banca 3, D.Sc}
% \bancaiiii{Prof. Banca 4, D.Sc} % opcional
\pensamento{pensamento.\\ \vspace{0.5cm} \begin{flushright}
Autor \end{flushright}}
\agradecimento{Agradecimentos....
}
\resumo{A pesquisa acerca da modelagem de colunas de destilação não é mais uma
novidade nos dias de hoje. Os primeiros trabalhos, com metodologias propostas para a
solução de sistemas de separação modelados prato a prato, surgiram na década de 30. Porém,
só a partir da década de 50, com o advento do computador digital, foram realizados
investimentos sólidos no desenvolvimento de novos algoritmos e simuladores. Apesar
deste investimento, apenas modelos simplificados eram utilizados devido
à baixa capacidade de processamento. A partir da década de 70, os primeiros simuladores
comerciais começaram a ser introduzidos na indústria e o desenvolvimento de modelos rigorosos
não parou mais.
Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um modelo
rigoroso de coluna de destilação, genérico, dinâmico e de fácil aplicação nos mais variados
tipos de estudos, desde simples simulações de operação até otimizações e previsões de comportamentos
de parada e partida de plantas. Ou seja, um modelo projetado para situações onde uma representação fiel
do comportamento dinâmico é necessária. Os modelos gerados neste estudo foram implementados na linguagem
de modelagem do simulador \emso\ e fazem parte da biblioteca EML (EMSO Model Library). Esta biblioteca
é distribuída no conceito de \emph{software} livre, disponibilizando todos os
modelos via internet e sem custo.
Para a validação dos modelos desenvolvidos foram utilizados dois exemplos: uma
coluna de destilação reativa com dados provenientes da literatura e uma coluna
deisobutanizadora industrial da PETROBRAS com 80 pratos que separa o isobutano de uma
mistura de 13 componentes.
Este último problema resulta em um sistema com mais de 6300 variáveis,
provando que o simulador utilizado é muito eficiente para a resolução de
problemas de grande escala. Os resultados da validação foram
satisfatórios, assim como o desempenho do simulador \emso\ quanto à eficiência
computacional e à robustez na solução do problema. }
\palavraschave{1.~Destilação. 2.~Modelagem. 3.~Simulação Dinâmica. 4.~Colunas de pratos.}
\abstract{At present, at least for engineering purposes, the most successful
predictive models for activity coefficients are those based on functional
groups, such as UNIFAC and its variants. While these models require large
amounts of experimental data, the ones based on COSMO-RS require the calibration
of a small set of universal parameters. However, the resolution required by
engineering tasks, such as the optimization of separation systems, is higher
than that obtained by COSMO-RS models. Thus, in this work a novel
Functional-Segment Activity Coefficient (F-SAC) model is proposed. This new
model is also based on the concept of functional groups, but the interaction
energy between groups comes from the COSMO-RS theory.
% The proposed model considers
% that each pure substance consists of several neutral functional groups (with
% global charge zero) and the model parameters are the apparent surface charges of
% each group.
In this study, we considered only mixtures where there is no formation of
hydrogen bonds or when they could be assumed negligible. Then, only three
parameters were required to describe each functional group. In principle, once
the parameters for each functional group are properly calibrated, they should
work to describe the interactions with any other group. This is the main
advantage of the proposed model, the number of model parameters grows linearly
with the number of functional groups, whereas in UNIFAC the number of
interaction parameters exhibit quadratic growth with respect to the number of
groups. For the experimental database of infinite dilution activity coefficients
considered, the correlation of F-SAC have shown a mean absolute error of 0.07
ln-unit. The UNIFAC~(Do) and COSMO-SAC models presented errors of 0.12 and 0.21,
respectively. F-SAC was also evaluated for more than 1000 binary mixtures
of solute in ionic liquid with data available in the literature.
Again, the model have shown good correlation to the experimental data,
with mean absolute error of 0.17
ln-unit, similar to the performance with the organic mixtures. The predictive strength
of the model was assessed by using vapor-liquid equilibrium data not
considered in the model fitting process. Very good agreement with experimental
data was possible over the entire composition range, as well as in the
prediction of azeotropes.
These results demonstrate the potential of the proposed method. }
\keywords{1.Activity Coefficient. 2.COSMO. 3.UNIFAC. 4.IDAC. 5.VLE. 6.Ionic Liquid.}
% Desse ponto modifique apenas a inclusão dos capítulos e apêndices
\begin{document}
% hifenizacao
\include{hyphen}
\maketitle
% Inclusao dos Capítulos
\include{Chap1}
\include{Chap2}
\include{Chap3}
%\include{Chap4}
%\include{Chap5}
%\include{Chap6}
\include{Chap7}
% Comandos para as referencias bibliográficas
\newdimen\bibindent
\setlength\bibindent{1.5em} % identaçao das referencias
{ % Um lineskip menor neste contexto de referencias
\baselineskip 4.3mm
% Edite o arquivo ppgeq.bib com as suas próprias referências
\bibliography{ppgeq}
}
% Inclusao dos Appendices
\appendix
\include{Ap1}
\include{Ap2}
\end{document}