Trabalho Otimizaçãov2

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO 
ESCOLA DE QUÍMICA 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA DE 
PROCESSOS QUÍMICOS E BIOQUÍMICOS 
EQE855 - Otimização de Processos 
 
 
 
PROPOSTA DO TRABALHO – 1ª PARTE: 
Formulação do Problema de Otimização 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROF. ARGIMIRO 
Aluno: Ivan Delduga 
 
Rio de Janeiro, 2021 
1. PROPOSTA: 
Serão desenvolvidas pelo menos duas estratégias para a otimização da função objetivo que 
será a produtividade (PR) de um reator contínuo de polimerização, através da estimação 
simultânea dos parâmetros correspondentes à vazão do solvente (que denominaremos Qs) e a 
temperatura de reação (que denominaremos T), impondo as restrições como índice de 
polidispersão, temperatura máxima de reação, inerentes ao processo. Para esse trabalho será 
adotado um reator benchmark. 
 
2. CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA 
O reator de polimerização é o coração do processo de produção de polímero e a sua operação 
pode ocorrer de modo complicado, uma vez que envolve reações exotérmicas, cinéticas de 
reação algumas vezes desconhecidas e altamente não-lineares e alta viscosidade, ocorrendo, 
por exemplo, o efeito gel. A maioria dos polímeros de estireno é produzida em processo 
contínuo. O presente trabalho irá considerar a polimerização em massa e solução de estireno 
de radicais livres em um CSTR com jaqueta de resfriamento. 
 
O CSTR tem três correntes de alimentação: a do monômero de estireno puro (Qm) a dada 
concentração de entrada (Mf) e temperatura de entrada (Tf), a do iniciador 2,2'-
azoisobutironitrilo (AIBN) dissolvido em benzeno (Qi) a uma dada concentração de entrada (If) 
e temperatura de entrada (Tf) e a do solvente benzeno (Qs) a uma temperatura de entrada (Tf). 
 
Para esse trabalho, serão utilizados os modelos do processo dos balanços de massa. O 
balanço de energia não será adotado, pois o reator irá operar isotermicamente em regime 
estacionário. O modelo ainda permitirá a estimativa do peso molecular do polímero (MW) e, 
consequentemente, da viscosidade (). A fim de testar a estratégia proposta, será utilizado um 
reator contínuo de polimerização de poliestireno (reator benchmark) proposto na literatura 
específica de processos, cujo modelo matemático é validado por outros trabalhos e em uma 
planta de polimerização real. 
 
A estratégia de otimização proposta, baseada na estimação supracitada, imporá as restrições 
necessárias ao processo, como índice de polidispersão, temperatura máxima, fração 
volumétrica do solvente para evitar efeito gel etc. 
 
 
 
REFERÊNCIAS PRELIMINARES 
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de polimerização não-contínuos. 1997. VI, 192 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – 
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