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dc.contributor.authorPereira, Paulo Eduardo Sales
dc.date.accessioned2022-01-25T13:58:13Z
dc.date.available2022-01-25T13:58:13Z
dc.date.issued2021-11-16
dc.identifier.citationPEREIRA, Paulo Eduardo Sales. Análise e simulação dos efeitos da variação de pressão e temperatura no teor de monômero residual em polímeros vinílicos em emulsão. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15502.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15502
dc.description.abstractThe residual monomer content is a concern in any chemical polymeric synthesis process as it is both a commercial specification and a storage safety parameter; since most reagents release large amounts of flammable vapors at room temperature. This care is even more restricted when working with polymers based on Vinyl Acetate, the so-called PVAs, widely used as additives in the paint, paper and high-performance adhesive industries. Vinyl Acetate has a low flash point (-8°C) and, therefore, requires actions that guarantee the presence of molecules in the aqueous phase to the detriment of the vapor phase, thus favoring the polymerization reaction. In general, in PVA syntheses, a longer reaction time is dedicated in order to guarantee that the monomer content reaches the specification, therefore increasing the cycle time of the process. In this work, NRTL, Wilson and UNIFAC thermodynamic models are used for the activity coefficient of the simplified Gamma – Phi equation in order to simulate an emulsion polymerization process in the Aspen Plus software and, subsequently, compare the results with real content data monomeric in the liquid phase obtained by gas chromatography (GC) during the reaction inside an isothermal semi-continuous reactor. After choosing the best model to represent the liquid-vapour balance in the reaction tank, sensitivity analyzes were performed in the simulation software itself to evaluate different thermodynamic operating conditions (temperature and pressure) in order to find specification pairs that reduce the reagent loss by evaporation and increase its conversion in the process. After the sensitivity analyses, it was found that an increase in the pressure and temperature set-points, within industrial safety limits, after the end of the feeding of the reagents to the vessel contributes to accelerating the consumption of monomer to the desired value and, therefore, they reduce the time required for the process. Furthermore, after analyzing the simulation results and comparing them with the gas chromatograph responses, it was noticed that the three models accurately report the process phenomena, with emphasis on the Wilson correlation, which showed the smallest deviation.eng
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectPolimerização em emulsãopor
dc.subjectAcetato de vinilapor
dc.subjectMonômero residualpor
dc.subjectAspen Pluspor
dc.subjectAnálise de sensibilidadepor
dc.subjectEmulsion polymerizationeng
dc.subjectVinyl acetateeng
dc.subjectResidual monomereng
dc.subjectSensitivity analysiseng
dc.titleAnálise e simulação dos efeitos da variação de pressão e temperatura no teor de monômero residual em polímeros vinílicos em emulsãopor
dc.title.alternativeAnalysis and simulation of the effects of pressure and temperature variation on residual monomer content in vinyl emulsion polymerseng
dc.typeTCCpor
dc.contributor.advisor1Ribeiro, Marcelo Perencin de Arruda
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0381402687491195por
dc.description.resumoO teor de monômero residual é alvo de preocupações em qualquer processo químico de síntese polimérica por se tratar tanto de uma especificação comercial quanto de um parâmetro de segurança de armazenamento; uma vez que os reagentes, em sua maioria, liberam grandes quantidades de vapores inflamáveis à temperatura ambiente. Este cuidado é ainda mais restrito quando se trabalha com polímeros a base de Acetato de Vinila, os chamados PVAs, amplamente utilizados como aditivos nas indústrias de tintas, papel e adesivos de alto desempenho. O Acetato de Vinila possui baixo ponto de fulgor (-8°C) e, por isso, demanda ações que garantam a presença das moléculas na fase aquosa em detrimento da fase vapor e, dessa maneira, privilegiar a reação de polimerização. Em geral, nas sínteses de PVA, é dedicado um tempo de reação mais longo visando garantir que o teor de monômero atinja a especificação, onerando, portanto, o tempo de ciclo do processo. Neste trabalho são utilizadas as modelagens termodinâmicas NRTL, Wilson e UNIFAC para o coeficiente de atividade da equação Gamma – Phi simplificada com o intuito de simular um processo de polimerização em emulsão no software Aspen Plus e, posteriormente, comparar os resultados com dados reais de teor monomérico na fase líquida obtidos por cromatografia gasosa (GC) durante a reação no interior de um reator semicontínuo isotérmico. Após a escolha do melhor modelo para representar o equilíbrio líquido-vapor no tanque reacional, análises de sensibilidade foram feitas no próprio software de simulação para avaliar diferentes condições termodinâmicas de operação (temperatura e pressão) com o intuito de encontrar pares de especificação que reduzam a perda de reagente por evaporação e aumentem sua conversão no processo. Após as análises de sensibilidade, verificou-se que um aumento nos set-points de pressão e temperatura, dentro de limites de segurança industrial, após o término da alimentação dos reagentes ao vaso contribuem para acelerar o consumo de monômero até o valor desejado e, portanto, reduzem o tempo de requerido para o processo. Ademais, após análise dos resultados da simulação e sua comparação com as respostas do cromatógrafo gasoso, percebeu-se que os três modelos relatam com acurácia os fenômenos do processo com destaque para a correlação de Wilson, que apresentou o menor desvio.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICApor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1131576032348114por
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQpor


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