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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38619
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Campo DCValorIdioma
dc.creatorSoares, Priscila Veloso Nogueira-
dc.date.accessioned2026-08-04T17:14:52Z-
dc.date.available2026-02-20-
dc.date.available2026-08-04T17:14:52Z-
dc.date.issued2025-07-31-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/38619-
dc.description.abstractPressure-swing distillation (PSD) is a promising alternative for the separation of azeotropic mixtures, such as acetonitrile–water, but its operation involves significant challenges due to strong variable coupling, nonlinearities, and sensitivity to disturbances. In this context, this work evaluated the performance of different predictive control strategies in a PSD plant with full heat integration and the use of the hot vapor bypass (HVP) strategy, applied to assist pressure control and improve stability and energy efficiency. Concepts related to azeotrope formation, separation strategies, pressure control alternatives, and the characteristics of conventional and predictive controllers, particularly the Extended Infinite Horizon Model Predictive Control (EIHMPC) and its variation with implicit feedforward action (EIHMPCFF), were explored in the theoretical framework. The process was simulated using Aspen Plus™ and Aspen Dynamics™, followed by dynamic model identification through open-loop disturbances and the development of multivariable models implemented in MATLAB®, where PID, LMPC, EIHMPC, and EIHMPCFF controllers were tested. Comparative analyses considered scenarios of disturbances in the feed to the low-pressure column and setpoint changes, evaluating response time, and disturbance rejection. The results showed that LMPC achieved better performance than PID, although it still presented steady-state deviations; EIHMPC corrected these limitations, ensuring greater stability and accuracy; and EIHMPCFF stood out by anticipating disturbance effects, providing faster responses with lower accumulated error. Therefore, it is concluded that EIHMPCFF was the best-performing controller, confirming the relevance of advanced predictive strategies for complex industrial processes.pt_BR
dc.description.provenanceSubmitted by Jackson R. L. A. Nunes (jackson@biblioteca.ufpb.br) on 2026-08-04T17:14:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) PriscilaVelosoNogueiraSoares_Dissert.pdf: 4998353 bytes, checksum: 42bd09740467476ce8ff589fd344a2a2 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2026-08-04T17:14:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) PriscilaVelosoNogueiraSoares_Dissert.pdf: 4998353 bytes, checksum: 42bd09740467476ce8ff589fd344a2a2 (MD5) Previous issue date: 2025-07-31en
dc.description.sponsorshipNenhumapt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Paraíbapt_BR
dc.rightsAcesso abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/*
dc.subjectDestilação azeotrópicapt_BR
dc.subjectControladores preditivospt_BR
dc.subjectDesvio de vapor quentept_BR
dc.subjectAcetonitrilapt_BR
dc.subjectPressure Swing Distillationpt_BR
dc.subjectHot Vapor Bypasspt_BR
dc.subjectAcetonitrilept_BR
dc.subjectPredictive Controllerspt_BR
dc.subjectEIHMPCFFpt_BR
dc.titleAnálise de desempenho de controladores preditivos com estratégia Hot Vapor Bypass em um processo de Destilação com Oscilação de Pressão (PSD)pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor1Morais Júnior, Arioston Araújo de-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3483421531573106pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Brito, Karoline Dantas-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0189263188500915pt_BR
dc.contributor.referee1Farias Neto, Gilvan Wanderley de-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4795395176733951pt_BR
dc.contributor.referee2Neves, Thiago Gonçalves das-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3458201393181107pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7562789504448634pt_BR
dc.description.resumoA destilação por oscilação de pressão (PSD) é uma alternativa promissora para a separação de misturas azeotrópicas, como acetonitrila-água, mas sua operação envolve desafios significativos devido ao forte acoplamento entre variáveis, não linearidades e sensibilidade a perturbações. Nesse contexto, este trabalho avaliou o desempenho de diferentes estratégias de controle preditivo emuma planta PSD com integração térmica total e uso da estratégia hot vapor bypass (HVP), recurso aplicado para auxiliar o controle de pressão e melhorar a estabilidade e a eficiência energética. Conceitos relacionados à formação de azeótropos, estratégias de separação, alternativas de controle de pressão e as características de controladores convencionais e preditivos, com destaque para o Controle Preditivo com Horizonte Infinito Estendido (EIHMPC) e sua variação com ação antecipatória feedforward (EIHMPCFF), foram aprofundados na fundamentação teórica. A simulação do processo feita no Aspen Plus™ e Aspen Dynamics™, identificação do modelo dinâmico com inserção de perturbações em malha aberta e desenvolvimento de modelos multivariáveis implementados no MATLAB, onde foram testados os controladores PID, LMPC, EIHMPC e EIHMPCFF. As análises comparativas consideraram cenários de perturbações na alimentação e composição da coluna de baixa pressão e mudanças de setpoint, avaliando o tempo de resposta e a rejeição a distúrbios. Os resultados mostraram que o LMPC obteve desempenho superior ao PID, embora ainda apresentasse desvios em regime permanente; o EIHMPC corrigiu essas limitações, garantindo maior estabilidade e precisão; e o EIHMPCFF destacou-se ao antecipar os efeitos de distúrbios, oferecendo respostas mais rápidas e com menor acúmulo de erro. Dessa forma, conclui-se que o EIHMPCFF foi o controlador de melhor desempenho, confirmando a relevância de estratégias preditivas avançadas para processos industriais complexos.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEngenharia Químicapt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFPBpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

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