Controle de qualidade e conversão para automação de um reator de polimerização

09 a 12 de setembro de 2012 Búzios, RJ

CONTROLE DE QUALIDADE E CONVERSÃO PARA AUTOMAÇÃO DE UM REATOR DE POLIMERIZAÇÃO
P. P. da S. QUIRINO1, M. EMBIRUÇU1 e K. V. PONTES1
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial (PEI), Universidade Federal da Bahia (UFBA). RESUMO - O objetivo deste trabalho é propor uma estratégia de controle eficaz, porém de baixo custo, para automatizar um reator de polimerização que na prática industrial opera em manual. Dada a ausência de medidores on-line para o índice de fluidez (Melt Index - MI), no cenário industrial a especificação da qualidade da resina é conseguida indiretamente através do controle da temperatura de reação. Visando maximizar a conversão, bem como garantir a qualidade do polímero, expressa pelo MI, é desenvolvida uma estratégia de controle multi-SISO com a utilização de controladores PID. Foram investigados os casos de problemas servo e regulatório, tendo as vazões de etileno e de catalisador como variáveis manipuladas e a temperatura e a conversão como controladas diretamente. Para a sintonia dos controladores foi aplicada uma técnica baseada em otimização através da minimização de uma função objetivo elaborada, na qual são considerados, dentre outros aspectos, os erros de modelagem. Os resultados em malha fechada mostram que a sintonia dos parâmetros dos controladores garantiu resposta estável e rápida para as variáveis controladas, e que através da estratégia proposta é possível satisfazer concomitantemente os critérios de qualidade e produção da resina polimérica. Foi ainda confirmado que o controle indireto, assim como ocorre na prática industrial, associado a uma boa sintonia, apresentase como uma alternativa parcimoniosa para a especificação da qualidade da resina para o caso de estudo investigado.

1. INTRODUÇÃO
O controle de reatores de polimerização é, em geral, desafiante devido ao caráter multivariável e não linear, à presença de interações e tempo morto, à complexa cinética de reação e à