Modelagem matemática de um processo industrial de produção de cloro e soda por eletrólise de salmoura visando sua otimização.

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: De Jardin Júnior, Roberto Nicolas
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Modelagem e simulação de processo; Neural nets; Otimização de processo; Process modeling and simulation; Process optimization; Redes neurais
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-08122006-141824/

O presente trabalho envolve a elaboração de um modelo matemático para um processo industrial de produção de cloro e soda a partir de salmoura, visando sua otimização em termos de eficiência de produção e dos custos dos consumos de energia elétrica e vapor. O estudo contemplou duas etapas do processo: eletrólise e concentração de licor de NaOH por evaporação. Para a unidade de eletrólise não foram encontrados na literatura modelos fenomenológicos adequados à simulação do processo. Por essa razão, foram desenvolvidos modelos empíricos baseados em redes neurais tipo ?feedforward? constituídas por três camadas, a partir de dados da operação industrial. Para a unidade de evaporação foi elaborado um balanço de energia adequado à estimativa do consumo de vapor. Porém, devido à falta de modelos para previsão das relações de equilíbrio para o sistema, o modelo fenomenológico foi substituído por um modelo de redes neurais tipo ?feedforward? de três camadas também para essa unidade. Para ajuste dos modelos, uma base de dados foi montada a partir de dados de operação do processo da Carbocloro S.A. Indústrias Químicas, localizada em Cubatão-SP, analisados por meio de técnicas estatísticas multivariadas, visando detectar e eliminar erros grosseiros e dados anômalos, além de identificar correlações entre variáveis e diferentes regimes operacionais da planta de produção de cloro e soda. Os modelos ajustados para os diferentes circuitos de células de eletrólise, bem como para a etapa de evaporação, apresentaram boa concordância com os dados operacionais. Isto possibilitou sua utilização para simular a operação das unidades de células eletrolíticas e evaporação no processo industrial de produção de cloro-soda, com células tipo diafragma. O modelo matemático baseado em redes neurais foi utilizado em estudos de otimização do processo, de modo a maximizar o ganho financeiro na unidade industrial, para uma dada condição de operação.