Nesse conteúdo abordaremos:
- O que motivou o cliente a procurar a Propeq?;
- Qual o objetivo do projeto?
- Etapas do projeto;
- Conclusões sobre o projeto
Qual a motivação do cliente?
O cliente chegou à Propeq por meio de uma coldcall (ligação) realizada no Processo Trainee dos novos membros de 2020. A empresa é especialista em terpenos, isto é, compostos naturais responsáveis pelas essências, e tinha dificuldade na separação de dois compostos em uma corrente de saída do processo. Inclusive, a empresa desconfiava da existência de um ponto de azeotropia na mistura binária. Dessa forma, o cliente queria projetar uma nova coluna de destilação para realizar a separação desses dois componentes e conseguir, finalmente, agregar valor aos dois compostos separadamente.
Qual o objetivo do projeto?
O projeto almejava oferecer ao cliente uma forma de mapear dados do processo por meio de um simulador inovador, bem abaixo do custo de simuladores comerciais existentes. Isso porque a vontade do cliente era obter os compostos separados em uma determinada especificação (% composição). Assim, o simulador desejado teria como dados de entrada diversas variáveis como diâmetro e número de pratos da coluna. Já as principais saídas, seriam as informações de volume, massa e composição do destilado e do fundo.
Além disso, o projeto objetivou estimar o CAPEX da coluna nos melhores cenários simulados.
Etapas do projeto de simulação
Dia a dia do Projeto
Esse projeto teve duração de execução de 14 semanas, que contou com cerca de 4 reuniões semanais com um time totalmente destinado a solucionar o problema do cliente. Foram usadas diversas plataformas para a comunicação, como o Slack e o Google Meet, que facilitaram a conversação do time e o constante contato com a empresa. Ademais, usou-se o Google Docs e o Excel para a organização e execução das etapas. Por se tratar de um projeto complexo, foram contatados, ao longo do período, mais de 5 professores pesquisadores da Unicamp, que auxiliaram durante a confecção do projeto, garantindo a excelência da entrega.
Pesquisa Inicial
Essa etapa do projeto contou com uma pesquisa aprofundada sobre o tema, analisando não só as propriedades dos dois compostos, como também o funcionamento da destilação em batelada e da coluna de destilação. Esse estudo prévio visou buscar dados essenciais para a futura modelagem computacional da situação do cliente.
Modelagem em ambiente computacional e escrita do código
Como o projeto foi realizado em Excel, a linguagem de programação usada foi VBA. Inicialmente, modelou-se a parte termodinâmica da coluna, escolhendo o modelo mais adequado (NRTL, UNIFAC). Neste momento, alguns dados da literatura foram testados para comprovar que o código funcionava e também plotou-se gráficos da mistura binária que demonstraram não haver azeotropia, diferentemente do que os clientes acreditavam.
Posteriormente, partiu-se para a modelagem do balanço de massa e de energia da coluna. Além disso, para calcular parâmetros como diâmetro e altura da coluna, modelou-se em VBA termos técnicos como Flooding e HETP.
Uso do simulador
Nessa etapa, realizamos a simulação dos cenários desejados pelo cliente. Nesse sentido, foi criada uma interface computacional totalmente personalizada e otimizada para a situação, que continha macros e automatizações que facilitam a vida do cliente.
Dentro do programa de simulação, era possível variar o número de pratos da coluna de destilação, o diâmetro, a temperatura, a pressão, o tempo de operação, o tempo de aquecimento, entre outros. Com isso, o cliente pôde criar o cenário que mais lhe fosse conveniente.
Análise dos resultados e estimativa econômica
Ao fim das etapas, com a simulação pronta, diversos cenários foram testados e aqueles com os resultados mais adequados à realidade do cliente foram analisados. Todas as análises foram descritas no relatório técnico, entregue ao final do projeto, que continha além do embasamento técnico, o memorial de cálculo para maior entendimento da planilha.
Por fim, escolheu-se um cenário em específico e realizou-se a estimativa do CAPEX da coluna, ou seja, o investimento aproximado para dar início ao processo de destilação, contendo custos diretos (equipamentos) e indiretos (instalação, frete etc.).
Conclusões sobre o projeto
A Propeq concluiu que, apesar de não haver ponto azeotrópico, o processo era de difícil separação. Assim, para obter as especificações desejadas dos dois compostos, era necessária uma carga energética muito grande, o que seria inviável. Contudo, era possível e viável obter um dos compostos na especificação desejada e até mesmo maior. Dessa forma, o cliente poderia testar diversos cenários para isso. Por fim, a empresa tem em mãos um simulador inovador e automatizado e uma estimativa de investimento para obter sua nova coluna de destilação.
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