ESTIMAÇÃO DO VALOR DO COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR E DA TEMPERATURA DO ÓLEO TÉRMICO EM REATOR DO TIPO BATELADA ALIMENTADA

Resumo

O processo típico de produção de resina acrílica consiste em carregar previamente o reator com solvente orgânico, aquecer até a temperatura de reação, por volta de150 °C,e então iniciar a transferência simultânea de monômero e iniciador com vazão controlada. Normalmente, alguns minutos após iniciada a transferência, tem inicio a reação exotérmica. O aquecimento e resfriamento do reator na maioria das aplicações são feitos através da circulação de fluido térmico quente (300 °C) e/ou frio (60 °C) na serpentina do reator. O controle da temperatura do reator é feito modulando a vazão do fluido de aquecimento. As temperaturas da massa reacional e do fluido térmico apresentam significativa oscilação durante a etapa inicial de aquecimento, podendo provocar trincas no material de construção da jaqueta de aquecimento. O conhecimento do valor efetivo do valor do coeficiente global de transporte de calor é muito importante para permitir o adequado e eficiente controle do processo. O problema estudado neste trabalho consistiu no cálculo do valor do coeficiente global de transporte de calor para reatores de geometria cilíndrica, equipado com serpentina de aquecimento do tipo meia-cana. O valor obtido para esta propriedade de transporte foi validado por meio da comparação entre os valores da temperatura da massa reacional correspondentes à etapa inicial de aquecimento, medidos experimentalmente e disponíveis na literatura, e os respectivos valores obtidos por simulação computacional. A comparação foi feita com base em modelo matemático simplificado, a parâmetros concentrados, que representou de forma adequada e coerente o comportamento da temperatura da massa reacional em função do tempo. Os resultados obtidos sugerem que o erro cometido é inferior a 1% e, portanto, não significativo para fins de controle de processos.