Cálculo e predição da produção de biodiesel de óleo de babaçu por destilação reativa contínua
Ano de defesa: | 2019 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
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Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Pernambuco
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/34486 |
Resumo: | A destilação reativa (DR) em coluna de pratos com borbulhadores é proposta para operar o processo contínuo de transesterificação alcalina do óleo de babaçu, com vistas à produção de biodiesel. Um estudo do comportamento operacional do processo foi desenvolvido considerando a coluna de pratos com borbulhadores como uma bateria de reatores do tipo mistura postos em série na vertical. A modelagem do processo considerando efeitos de reação envolvidos na transesterificação alcalina do óleo de babaçu com metanol e equilíbrio de fases do álcool foi formulada, e as soluções das equações de balanço de massa forneceram resultados expressos em perfis de concentração ao longo da coluna de destilação reativa. O cálculo da coluna de destilação metanol-óleo de babaçu, considerando um produto de topo (98 % de pureza do metanol) e um produto de fundo (residual de 2 % dos triglicerídeos ácido láurico e ácido mirístico), correspondente à 98% de biodiesel, permitiu um cálculo preliminar via método não reativo de McCABE-THIELE, chegando-se a uma indicação para a operação totalizando 14 estágios. As predições das operações em DR foram feitas em primeiras aproximações admitindo os estágios da coluna como reatores de mistura em série, realizadas para o óleo de babaçu, rico em ácido láurico e mirístico, a 70°C, sob refluxo total, tempo de residência de 15 min ao longo da coluna, razão molar óleo-álcool de 1:4, entrada do álcool vaporizado no 9º estágio e óleo alimentando pelo topo. Cinéticas de pseudo primeira ordem e segunda ordem foram adotadas, de acordo com o excesso ou não do álcool junto ao óleo. Estes resultados foram comparados com simulações executadas no software ASPEN PLUS® nas mesmas condições, mas considerando equilíbrio de fases para o alcool, obtendo-se 9 estágios de reação e com entrada do álcool vaporizado no 10º estágio, mostrando assim uma boa convergência dos resultados. |
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A modelagem do processo considerando efeitos de reação envolvidos na transesterificação alcalina do óleo de babaçu com metanol e equilíbrio de fases do álcool foi formulada, e as soluções das equações de balanço de massa forneceram resultados expressos em perfis de concentração ao longo da coluna de destilação reativa. O cálculo da coluna de destilação metanol-óleo de babaçu, considerando um produto de topo (98 % de pureza do metanol) e um produto de fundo (residual de 2 % dos triglicerídeos ácido láurico e ácido mirístico), correspondente à 98% de biodiesel, permitiu um cálculo preliminar via método não reativo de McCABE-THIELE, chegando-se a uma indicação para a operação totalizando 14 estágios. As predições das operações em DR foram feitas em primeiras aproximações admitindo os estágios da coluna como reatores de mistura em série, realizadas para o óleo de babaçu, rico em ácido láurico e mirístico, a 70°C, sob refluxo total, tempo de residência de 15 min ao longo da coluna, razão molar óleo-álcool de 1:4, entrada do álcool vaporizado no 9º estágio e óleo alimentando pelo topo. Cinéticas de pseudo primeira ordem e segunda ordem foram adotadas, de acordo com o excesso ou não do álcool junto ao óleo. Estes resultados foram comparados com simulações executadas no software ASPEN PLUS® nas mesmas condições, mas considerando equilíbrio de fases para o alcool, obtendo-se 9 estágios de reação e com entrada do álcool vaporizado no 10º estágio, mostrando assim uma boa convergência dos resultados.Reactive distillation in column of bubbler plates is proposed to operate the continuous process of alkaline transesterification of babassu oil, with a view to the production of biodiesel. A study of the operational behavior of the process was developed considering the column of plates with bubblers as a battery of reactors of the mix type reactors in vertical series. The process modeling considering reaction effects involved in the alkaline transesterification of babassu oil with methanol and alcohol phase equilibrium was formulated, and the solutions of the mass balance equations provided results expressed in concentration profiles along the reactive distillation column. The calculation of the babassu methanol-oil distillation column, considering a top product (98% methanol purity) and a bottom product (residual of 2% of triglycerides, lauric acid and myristic acid), corresponding to 98% biodiesel, allowed for a preliminary calculation by non-reactive method of McCABE-THIELE, reaching an indication for the operation totaling 14 stages. The predictions of the DR operations were made in the first approximations admitting the column stages as series mixing reactors, performed for lauric and myristic acid rich babassu oil at 70 ° C, under full reflux, residence time of 15 min along the column, oil-alcohol molar ratio of 1: 4, vaporized alcohol in the 9th stage and oil feeding from the top. Kinetics of pseudo first order and second order were adopted, according to the excess or not of the alcohol next to the oil. These results were compared with simulations performed in the ASPEN PLUS® software under the same conditions, but considering phase equilibrium for the alcohol, obtaining 9th reaction stages and with the entrance of the vaporized alcohol in the 10th stage, thus showing a good convergence of the results.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia QuimicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia QuímicaÁcido láuricoÁcido mirísticoBiodieselBabaçuDestilação reativaCálculo e predição da produção de biodiesel de óleo de babaçu por destilação reativa contínuainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILDISSERTAÇÃO Jorge da Silva Santos.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Jorge da Silva Santos.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1258https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/34486/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Jorge%20da%20Silva%20Santos.pdf.jpgfabb234dbf32181c341a7c2535e075b3MD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Jorge da Silva Santos.pdfDISSERTAÇÃO Jorge da Silva Santos.pdfapplication/pdf3119792https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/34486/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Jorge%20da%20Silva%20Santos.pdf6c79f8ba6882f95586f2b0984f893126MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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