I'm new using the DWSIM and I need some help to understand what's is happening, and probably what I'm doing wrong.
I'm trying to simulate the biodiesel production from soybean oil. For this, I'm using the biodiesel database, with the following components: Glycerol_BD, EtO (ethyl oleate), OOO (triolein), Ethanol_BD, Water_BD and NaOH.
The reaction was: 3Ethanol_BD + OOO --> Glycerol_BD + 3EtO, using the conversion type liquid phase.
I'm trying to use an isothermal CSTR at 70°C, 1atm, 4.0m³. The streams connections are OK. I used NRTL and UNIQUAC.
None error message is given, however no product formation is observed in the output stream, even with 100% of conversion set.
What can be the problem?
I really appreciate if someone could help me.
Thanks in advance.
Alice
If you would like to refer to this comment somewhere else in this project, copy and paste the following link:
Pelo seu nome você deve entender Português, então eu vou escrever no meu idioma nativo.. :-)
Esse banco de dados de Biodiesel foi inserido a partir de uma dissertação de Mestrado de um amigo. Nela, ele utilizou o pacote NRTL, que é o que você deve usar também.
É realmente estranho não haver conversão. Se você puder enviar seu arquivo de simulação talvez eu possa te ajudar mais, ou descobrir algum bug que precisa ser corrigido.
Atenciosamente,
Daniel
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Muito obrigada pelo rápido retorno. E sim, podemos nos comunicar em português, aliás bem melhor! :)
Vou lhe enviar o arquivo de simulação para que possa verificar o que está ocorrendo. Estou precisando simular este processo para usar em um estudo de caso no meu doutorado, no qual estou trabalhando com integração mássica. Se funcionar será de grande ajuda!
Nossa, Alice, eu nem prestei atenção direito à sua pergunta. Quando abri a simulação, demorei um tempo para perceber, procurando "cabelo em cobra"... lembrei que o CSTR só suporta reações "cinéticas" - ou você cria uma nova reação do tipo cinética ou troca o reator por um de conversão. Para uma reação do tipo cinética você vai ter que definir os valores da energia de ativação e da constante pré-exponencial para as reações direta e reversa.
Se precisar de ajuda é só pedir. :-)
Daniel
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Oi Daniel,
Muito obrigada pela ajuda!
Vou fazer as alterações que sugeriu e continuar construindo a simulação do processo. Valeu mesmo! Caso surja alguma outra dúvida, pedirei ajuda sim! :)
Muito obrigada mais uma vez.
E feliz ano novo!
Atenciosamente,
Alice
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Olá Daniel! Tudo bom?
Desculpe-me incomodá-lo novamente, mas estou com um problema na simulação.
Atualizei para a nova versão build 5114, coloquei as reações cinéticas e o CSTR está funcionando bem, informando as conversões de cada reagente. Entretanto, na corrente de produto não é mostrada nas frações mássicas nenhum dos produtos (sendo que uma conversão de ~95% é informada no CSTR). Nenhuma mensagem de erro também é informada.
A cinética que utilizei (do trabalho de Marjanovic, 2010 - Kinetics of the base-catalyzed sunflower oil ethanolysis)
r1=k1.[OOO]² (Ea=19.82 kJ/mol, A = 0.000131564 mol/m³.s)
r2=k2d.[OOO].[EtOH]-k2i.[EtO][Gly] (Direta: Ea=34.208, A=0.000019656) (Inversa: Ea=6.613448, A=0.0000002372)
Estou tomando a liberdade de anexar o arquivo.
Parece que os produtos estão sendo consumidos de volta na reação reversível... você pode verificar se as unidades dos coeficientes estão batendo com as que o DWSIM exige?
Eu verifiquei o balanço de massa e está tudo ok. Se as unidades também o estiverem eu posso ver com mais calma o que está havendo.
Abraço,
Daniel
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Alice, parece que é um problema interno. Eu desabilitei a reação reversa e mesmo assim não haviam produtos na corrente de saída. Eu vou verificar hoje à noite e te darei uma resposta assim que possível.
Daniel
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Alice, tente inserir uma quantidade muito pequena (qualquer coisa diferente de zero) de glicerol e de oleato de etila em alguma das correntes de entrada, ou em uma nova. Acho que assim vai funcionar.
Tenho que informar isso de alguma forma ao usuário, que todos os componentes envolvidos nas reações devem estar presentes na corrente de entrada, mesmo que em quantidades infinitesimais...
Abraço,
Daniel
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Estou tentando continuar com a simulação do processo do biodiesel, entretanto depois que adicionei dois novos componentes, Na2SO4 e o H2SO4 (add por mim), o processo que até então estava ok (com as sugestões que vc deu) não funciona mais. Fica dando o erro "flash calculation". Tentei com outros algoritmos mas também não funcionou, e também tentei inserir quantidades infenitesimais destes dois compostos no início da simulação. Talvez seja uma questão de pacote termodinâmico para esses componentes.
Outra pergunta, para a saída do CSTR simulado até então, tentei inserir uma coluna de destilação do tipo shortcut, seguindo as sugestões de pressão do condesador e reboiler da literatura (entre 0,3 e 0,2 atm), tendo como fase leve o etanol e a fase pesada o EtO, e refluxo =2. Não é mostrada nenhuma mensagem de erro, entretanto nos resultados:
Minimum reflux ratio = 5859.59637
Minimum number of stages = -9.13841
Actual number of stages = NaN
Optimal feed stage = NaN
Para essas mesmas condições e usando o NRTL na literatura são reportados resultados do tipo de 3 a 10 estágios.
Creio que devo estar fazendo alguma coisa errada...
vou dar uma olhada nos seus arquivos. Você vai querer modelar o H2SO4 como um ácido forte ou não? Imagino que o Na2SO4 e H2SO4 devam ser simulados como eletrólitos... depende do processo.
Abraço,
Daniel
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Estava pensando em modelar o H2SO4 como ácido forte para a etapa de neutralização do NaOH usado como catalisador. Mas caso seja difícil ou muito demorado de resolver, posso usar um outro ácido já disponível na biblioteca. Sei que deve ser muito ocupado, e posso ir fazendo de uma outra maneira.
Muito obrigada.
Um abraço,
Alice
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O problema que eu vi é que o Na2SO4 do banco de eletrólitos não tem propriedades críticas definidas, daí o erro no cálculo flash. Infelizmente não existe um meio de isolá-lo dos outros componentes no cálculo flash mesmo que ele não esteja presente em termos de quantidade.
Não lembro se com as últimas modificações do Gregor, é possível criar um Na2SO4 pelo criador de componentes, você poderia verificar e tentar? Sei que por lá ele calcula propriedades críticas através do método de Joback.
Abraço,
Daniel
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Ah, ou então você pode ir no utilitário de propriedades dos componentes puros e inserir um valor qualquer lá para as propriedades críticas do Na2SO4, pode ser que funcione...
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Conforme você falou, utilizando o utilitário de propriedades dos componentes puros e inserindo as propriedades críticas funcionou. Tentei criar os componentes pelo método de Joback (Na2SO4 e NaCl), mas não foram calculadas as propriedades críticas.
Resolvi utilizar o HCl e o sal NaCl, porque encontrei algumas propriedades críticas aproximadas para o NaCl.
Mas o estranho é que inserindo esses dois componentes no início da simulação, a saída do misturador para entrada no CSTR está calculando uma temperatura de -74°C, enquanto antes era 44°C. Mesmo que esses componentes não estejam presentes nas correntes de entrada, ou presentes em quantidades infenitesimais.
O que pode estar ocorrendo?
Um abraço,
Alice
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Acho que de alguma forma esses componentes estão atrapalhando o cálculo da entalpia e, por consequência, o balanço de energia. Você pode me enviar a simulação mais uma vez?
Abraço,
Daniel
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Antes de carregar a simulação, vá em Configurações, Opções Gerais e, em Bancos de Dados, ative a primeira caixa de marcação (figura 1).
Depois de carregar a simulação, vá em Configurações, Configurações da Simulação, Pacotes de Propriedades, selecione a que você inseriu (NRTL) e clique em configurar. Depois vá em Opções Gerais e ative a opção de modelar a fase vapor como ideal (definindo para 1 em vez de 0) (figura 2).
Dessa maneira o cálculo do CSTR deve seguir sem problemas.
Você já deve está um tanto quanto cansado de tantas mensagens minhas, mas...
Está acontecendo algo estranho quando adiciono outro misturador à simulação.
A temperatura não é calculada ou quando é calculada um valor muito fora do previsto é mostrado. O balanço de massa por componente também não está sendo feito. Fiz as alterações nas configurações que você falou, e fui adicionando outras operações, o problema está no M-102 do arquivo anexado, parece que ele está "enxergando" apenas a corrente 9 em relação aos componentes.
Tentei várias coisas (reiniciar o DWSIM, reiniciar o windows, copiar e renomear o arquivo, ...) e algumas vezes a simulação dá resultados bem diferentes, por exemplo, rodo uma vez e T de saída é -240°C, outras vezes 150°C, ...
Na verdade esse misturador + separador de componente, irá substituir uma coluna de absorção (extrator) que não consegui fazer convergir, rs...
De fato, se conseguirmos fazer essa simulação convergir corretamente, será um feito e tanto. Estamos misturando mundos diferentes, eletrólitos fortes, sais, óleos e outros componentes e eu sinceramente nunca tinha feito nada parecido no DWSIM.
Espero que consigamos chegar a algum resultado coerente e que você tenha paciência até lá. O que eu puder fazer do meu lado para te ajudar, pode ficar tranquila que o farei. :-)
Abraços,
Daniel
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descobri um bug na coluna shortcut que está causando problemas na sua simulação. Você pode esperar alguns dias pela correção? Quero aproveitar e corrigir outros problemas que foram descobertos e vão demandar um pouco mais de tempo para ficarem prontos.
Abraço,
Daniel
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Hello!
I'm new using the DWSIM and I need some help to understand what's is happening, and probably what I'm doing wrong.
I'm trying to simulate the biodiesel production from soybean oil. For this, I'm using the biodiesel database, with the following components: Glycerol_BD, EtO (ethyl oleate), OOO (triolein), Ethanol_BD, Water_BD and NaOH.
The reaction was: 3Ethanol_BD + OOO --> Glycerol_BD + 3EtO, using the conversion type liquid phase.
I'm trying to use an isothermal CSTR at 70°C, 1atm, 4.0m³. The streams connections are OK. I used NRTL and UNIQUAC.
None error message is given, however no product formation is observed in the output stream, even with 100% of conversion set.
What can be the problem?
I really appreciate if someone could help me.
Thanks in advance.
Alice
Oi Alice,
Pelo seu nome você deve entender Português, então eu vou escrever no meu idioma nativo.. :-)
Esse banco de dados de Biodiesel foi inserido a partir de uma dissertação de Mestrado de um amigo. Nela, ele utilizou o pacote NRTL, que é o que você deve usar também.
É realmente estranho não haver conversão. Se você puder enviar seu arquivo de simulação talvez eu possa te ajudar mais, ou descobrir algum bug que precisa ser corrigido.
Atenciosamente,
Daniel
Olá Daniel,
Muito obrigada pelo rápido retorno. E sim, podemos nos comunicar em português, aliás bem melhor! :)
Vou lhe enviar o arquivo de simulação para que possa verificar o que está ocorrendo. Estou precisando simular este processo para usar em um estudo de caso no meu doutorado, no qual estou trabalhando com integração mássica. Se funcionar será de grande ajuda!
Muito obrigada mais uma vez!
Atenciosamente,
Alice
Nossa, Alice, eu nem prestei atenção direito à sua pergunta. Quando abri a simulação, demorei um tempo para perceber, procurando "cabelo em cobra"... lembrei que o CSTR só suporta reações "cinéticas" - ou você cria uma nova reação do tipo cinética ou troca o reator por um de conversão. Para uma reação do tipo cinética você vai ter que definir os valores da energia de ativação e da constante pré-exponencial para as reações direta e reversa.
Se precisar de ajuda é só pedir. :-)
Daniel
Alice, dei uma olhada aqui no CSTR e vi que tinha um bug na inicialização do modelo. Se você decidir continuar com ele e usar uma reação cinética, baixe esse patch => http://sourceforge.net/projects/dwsim/files/DWSIM/DWSIM%203.0/Patch5109.zip/download, atualizando os arquivos DWSIM.exe e DWSIM.pdb com os que estão no arquivo zip.
Atenciosamente,
Daniel
Oi Daniel,
Muito obrigada pela ajuda!
Vou fazer as alterações que sugeriu e continuar construindo a simulação do processo. Valeu mesmo! Caso surja alguma outra dúvida, pedirei ajuda sim! :)
Muito obrigada mais uma vez.
E feliz ano novo!
Atenciosamente,
Alice
Olá Daniel! Tudo bom?
Desculpe-me incomodá-lo novamente, mas estou com um problema na simulação.
Atualizei para a nova versão build 5114, coloquei as reações cinéticas e o CSTR está funcionando bem, informando as conversões de cada reagente. Entretanto, na corrente de produto não é mostrada nas frações mássicas nenhum dos produtos (sendo que uma conversão de ~95% é informada no CSTR). Nenhuma mensagem de erro também é informada.
A cinética que utilizei (do trabalho de Marjanovic, 2010 - Kinetics of the base-catalyzed sunflower oil ethanolysis)
r1=k1.[OOO]² (Ea=19.82 kJ/mol, A = 0.000131564 mol/m³.s)
r2=k2d.[OOO].[EtOH]-k2i.[EtO][Gly] (Direta: Ea=34.208, A=0.000019656) (Inversa: Ea=6.613448, A=0.0000002372)
Estou tomando a liberdade de anexar o arquivo.
Muito obrigada.
Atenciosamente,
Alice
Oi Alice,
Parece que os produtos estão sendo consumidos de volta na reação reversível... você pode verificar se as unidades dos coeficientes estão batendo com as que o DWSIM exige?
Eu verifiquei o balanço de massa e está tudo ok. Se as unidades também o estiverem eu posso ver com mais calma o que está havendo.
Abraço,
Daniel
Alice, parece que é um problema interno. Eu desabilitei a reação reversa e mesmo assim não haviam produtos na corrente de saída. Eu vou verificar hoje à noite e te darei uma resposta assim que possível.
Daniel
Alice, tente inserir uma quantidade muito pequena (qualquer coisa diferente de zero) de glicerol e de oleato de etila em alguma das correntes de entrada, ou em uma nova. Acho que assim vai funcionar.
Tenho que informar isso de alguma forma ao usuário, que todos os componentes envolvidos nas reações devem estar presentes na corrente de entrada, mesmo que em quantidades infinitesimais...
Abraço,
Daniel
Oi Daniel,
Muito obrigada mais uma vez pelo rápido retorno!
Vou inserir os produtos em quantidade infinitesimais como sugeriu. Valeu mesmo!
Abraço,
Alice
Olá Daniel,
Estou tentando continuar com a simulação do processo do biodiesel, entretanto depois que adicionei dois novos componentes, Na2SO4 e o H2SO4 (add por mim), o processo que até então estava ok (com as sugestões que vc deu) não funciona mais. Fica dando o erro "flash calculation". Tentei com outros algoritmos mas também não funcionou, e também tentei inserir quantidades infenitesimais destes dois compostos no início da simulação. Talvez seja uma questão de pacote termodinâmico para esses componentes.
Outra pergunta, para a saída do CSTR simulado até então, tentei inserir uma coluna de destilação do tipo shortcut, seguindo as sugestões de pressão do condesador e reboiler da literatura (entre 0,3 e 0,2 atm), tendo como fase leve o etanol e a fase pesada o EtO, e refluxo =2. Não é mostrada nenhuma mensagem de erro, entretanto nos resultados:
Minimum reflux ratio = 5859.59637
Minimum number of stages = -9.13841
Actual number of stages = NaN
Optimal feed stage = NaN
Para essas mesmas condições e usando o NRTL na literatura são reportados resultados do tipo de 3 a 10 estágios.
Creio que devo estar fazendo alguma coisa errada...
Muito obrigada.
Um abraço,
Alice
Oi Alice,
vou dar uma olhada nos seus arquivos. Você vai querer modelar o H2SO4 como um ácido forte ou não? Imagino que o Na2SO4 e H2SO4 devam ser simulados como eletrólitos... depende do processo.
Abraço,
Daniel
Oi Daniel,
Estava pensando em modelar o H2SO4 como ácido forte para a etapa de neutralização do NaOH usado como catalisador. Mas caso seja difícil ou muito demorado de resolver, posso usar um outro ácido já disponível na biblioteca. Sei que deve ser muito ocupado, e posso ir fazendo de uma outra maneira.
Muito obrigada.
Um abraço,
Alice
Oi Alice,
O problema que eu vi é que o Na2SO4 do banco de eletrólitos não tem propriedades críticas definidas, daí o erro no cálculo flash. Infelizmente não existe um meio de isolá-lo dos outros componentes no cálculo flash mesmo que ele não esteja presente em termos de quantidade.
Não lembro se com as últimas modificações do Gregor, é possível criar um Na2SO4 pelo criador de componentes, você poderia verificar e tentar? Sei que por lá ele calcula propriedades críticas através do método de Joback.
Abraço,
Daniel
Ah, ou então você pode ir no utilitário de propriedades dos componentes puros e inserir um valor qualquer lá para as propriedades críticas do Na2SO4, pode ser que funcione...
Oi Daniel,
Muito obrigada pelo retorno. Vou verificar isso.
Um abraço,
Alice
Olá Daniel,
Conforme você falou, utilizando o utilitário de propriedades dos componentes puros e inserindo as propriedades críticas funcionou. Tentei criar os componentes pelo método de Joback (Na2SO4 e NaCl), mas não foram calculadas as propriedades críticas.
Resolvi utilizar o HCl e o sal NaCl, porque encontrei algumas propriedades críticas aproximadas para o NaCl.
Mas o estranho é que inserindo esses dois componentes no início da simulação, a saída do misturador para entrada no CSTR está calculando uma temperatura de -74°C, enquanto antes era 44°C. Mesmo que esses componentes não estejam presentes nas correntes de entrada, ou presentes em quantidades infenitesimais.
O que pode estar ocorrendo?
Um abraço,
Alice
Oi Alice,
Acho que de alguma forma esses componentes estão atrapalhando o cálculo da entalpia e, por consequência, o balanço de energia. Você pode me enviar a simulação mais uma vez?
Abraço,
Daniel
Oi Daniel,
Deve está acontecendo algo desse tipo mesmo. Envio a simulação para você dar uma olhada.
Muito obrigada.
Um abraço,
Alice
Oi Alice, tente isso:
Antes de carregar a simulação, vá em Configurações, Opções Gerais e, em Bancos de Dados, ative a primeira caixa de marcação (figura 1).
Depois de carregar a simulação, vá em Configurações, Configurações da Simulação, Pacotes de Propriedades, selecione a que você inseriu (NRTL) e clique em configurar. Depois vá em Opções Gerais e ative a opção de modelar a fase vapor como ideal (definindo para 1 em vez de 0) (figura 2).
Dessa maneira o cálculo do CSTR deve seguir sem problemas.
Abraço,
Daniel
Oi Daniel,
Muito obrigada mais uma vez! :)
Um abraço,
Alice
Olá Daniel,
Você já deve está um tanto quanto cansado de tantas mensagens minhas, mas...
Está acontecendo algo estranho quando adiciono outro misturador à simulação.
A temperatura não é calculada ou quando é calculada um valor muito fora do previsto é mostrado. O balanço de massa por componente também não está sendo feito. Fiz as alterações nas configurações que você falou, e fui adicionando outras operações, o problema está no M-102 do arquivo anexado, parece que ele está "enxergando" apenas a corrente 9 em relação aos componentes.
Tentei várias coisas (reiniciar o DWSIM, reiniciar o windows, copiar e renomear o arquivo, ...) e algumas vezes a simulação dá resultados bem diferentes, por exemplo, rodo uma vez e T de saída é -240°C, outras vezes 150°C, ...
Na verdade esse misturador + separador de componente, irá substituir uma coluna de absorção (extrator) que não consegui fazer convergir, rs...
Um abraço,
Alice
Sem problemas Alice! Vou dar uma olhada.
De fato, se conseguirmos fazer essa simulação convergir corretamente, será um feito e tanto. Estamos misturando mundos diferentes, eletrólitos fortes, sais, óleos e outros componentes e eu sinceramente nunca tinha feito nada parecido no DWSIM.
Espero que consigamos chegar a algum resultado coerente e que você tenha paciência até lá. O que eu puder fazer do meu lado para te ajudar, pode ficar tranquila que o farei. :-)
Abraços,
Daniel
Alice,
descobri um bug na coluna shortcut que está causando problemas na sua simulação. Você pode esperar alguns dias pela correção? Quero aproveitar e corrigir outros problemas que foram descobertos e vão demandar um pouco mais de tempo para ficarem prontos.
Abraço,
Daniel