Modelado, simulación y control de una planta de producción de acetato de vinilo

Modelado, Simulación y Control de una planta de producción de Acetato de Vinilo
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ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN.........................................................................................................................4
2. EL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE ACETATO DE VINILO...................................................5
2.1. PROCESOS DE PRODUCCIÓN................................................................................................5
2.1.1 REACCIÓN DE ÁCIDO ACÉTICO CON ETILENO Y OXÍGENO..........................................7
2.1.2. PROCESO EN FASE LÍQUIDA........................................................................................7
2.1.3. PROCESO EN FASEGASEOSA......................................................................................8
2.2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO CON ETILENO EN FASE GASEOSA..............................9
2.2.1. SECCIÓN DE REACCIÓN..............................................................................................9
2.2.2. SECCIÓN DE DESTILACIÓN.......................................................................................13
2.2.3. ESTRUCTURAENTRADA-SALIDA.............................................................................15
2.2.4. DATOS DEL PROCESO................................................................................................17
3. MODELIZACIÓN DEL PROCESO DE ACETATO DE VINILO...............................................19
3.1. INTRODUCCIÓN....................................................................................................................19
3.2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO A MODELAR.......................................................................20
3.3. MODELADO DINÁMICO DEL PROCESO PARA IMPLEMENTACIÓN EN MATLAB..23
3.3.1 MODELO DE SIMULACIÓN PARA CADA UNIDAD..................................................23
3.3.1.1VAPORIZADOR........................................................................................................23
3.3.1.2.REACTOR CATALÍTICO...................................................................................................28
3.3.1.3.INTERCAMBIADOR DE CALOR FEHE (Feed Effluent Heat Exchanger)...........................343.3.1.4.SEPARADOR......................................................................................................................38
3.3.1.5 COMPRESOR ............................................................................................................42
3.3.1.6.ABSORBEDOR...................................................................................................................45
3.3.1.7.SISTEMA DE ELIMINACIÓN DECO2...............................................................................49
3.3.1.8.SISTEMA DE ELIMINACIÓN DE GASES.........................................................................51
3.3.1.9.COLUMNA DE DESTILACIÓN AZEOTRÓPICA..............................................................53
3.3.2.HIPÓTESIS SIMPLIFICADORAS..........................................................................................60
3.3.3.DATOSDE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS Y FÍSICAS............................................64
3.4. IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO EN HYSYS.............................................................68
5. DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL PARA EL PROCESO DE VAC.......................................89
5.1.INTRODUCCIÓN.....................................................................................................................89
5.2. METODOLOGÍA LUYBEN-TYREUS.....................................................................................95
5.2.IDENTIFICACIÓN DE LOS OBJETIVOS DE CONTROL. DEFINICIÓN FUNCIÓN
BENEFICIO J.................................................................................................................................99
5.3.ANÁLISIS DE GRADOS DE...