Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2013
Autor(a) principal: Matugi, Karina
Orientador(a): Giordano, Roberto de Campos
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/4111
Resumo: An alternative of renewable fuel is the anhydrous ethanol from biomass. Its production has to aim the minimum consumption of hydric and energetic resources. The bottleneck of the process is located in the downstream that requires technological development with thermodynamics reasoning. This master s degree seeks to address this aspect by studying the dehydration of ethanol by extractive distillation making use of liquid solvent glycerol, salts of potassium acetate and calcium chloride, or both kinds of resources. These resources, called separation agents, can "break" the barrier of azeotropy and have advantages such as no top product contamination and lower energy consumption. The rectification column plus the conventional dehydration system are replaced by a single extractive distillation column which is itself the rectification column, adding the separating agents in the reflux stream. The simulation is performed in steady state using a rigorous model for calculating the column. For non-electrolytic systems UNIFAC model was used, and for systems involving electrolytes UNIFAC model with the addition of the Debye-Hückel term and UNIFAC-Dortmund model. Maximum values for the mean of absolute deviations of temperature and of ethanol molar fraction in vapor phase were 5,51 K and 0,0646 respectively. Though, it was observed that the deviations were higher in the region of least ethanol concentration. The simulation of extractive column with glycerol converged generating anhydrous ethanol following the specification, being a proof of the concept that the application of the proposed process was successful. The simulation of the saline extractive distillation presented difficulties of convergence which will need to be studied in future works.
id SCAR_15e595b723083bb96e62cff80dded611
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/4111
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Matugi, KarinaGiordano, Roberto de Camposhttp://lattes.cnpq.br/19499564623001652016-06-02T19:56:50Z2013-04-172016-06-02T19:56:50Z2013-02-15MATUGI, Karina. Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol. 2013. 186 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2013.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/4111An alternative of renewable fuel is the anhydrous ethanol from biomass. Its production has to aim the minimum consumption of hydric and energetic resources. The bottleneck of the process is located in the downstream that requires technological development with thermodynamics reasoning. This master s degree seeks to address this aspect by studying the dehydration of ethanol by extractive distillation making use of liquid solvent glycerol, salts of potassium acetate and calcium chloride, or both kinds of resources. These resources, called separation agents, can "break" the barrier of azeotropy and have advantages such as no top product contamination and lower energy consumption. The rectification column plus the conventional dehydration system are replaced by a single extractive distillation column which is itself the rectification column, adding the separating agents in the reflux stream. The simulation is performed in steady state using a rigorous model for calculating the column. For non-electrolytic systems UNIFAC model was used, and for systems involving electrolytes UNIFAC model with the addition of the Debye-Hückel term and UNIFAC-Dortmund model. Maximum values for the mean of absolute deviations of temperature and of ethanol molar fraction in vapor phase were 5,51 K and 0,0646 respectively. Though, it was observed that the deviations were higher in the region of least ethanol concentration. The simulation of extractive column with glycerol converged generating anhydrous ethanol following the specification, being a proof of the concept that the application of the proposed process was successful. The simulation of the saline extractive distillation presented difficulties of convergence which will need to be studied in future works.Uma alternativa de combustível renovável é o etanol anidro a partir da biomassa. Sua produção deve visar o consumo mínimo de recursos hídricos e energéticos. O gargalo do processo está localizado no downstream que necessita de desenvolvimento tecnológico com fundamentação da termodinâmica. Este mestrado busca trabalhar neste aspecto estudando a desidratação do etanol pela destilação extrativa fazendo uso do solvente líquido glicerol, dos sais acetato de potássio e cloreto de cálcio, ou de ambos os tipos de recursos. Esses recursos, chamados de agentes de separação, conseguem quebrar a barreira da azeotropia e possuem vantagens como não contaminação do produto de topo e menor consumo de energia. A coluna de retificação mais o sistema de desidratação convencional são substituídos por uma única coluna de destilação extrativa que é a própria coluna de retificação, adicionando os agentes de separação na corrente de refluxo. A simulação é realizada no estado estacionário utilizando modelo rigoroso de cálculo da coluna. Para sistemas não eletrolíticos foi utilizado o modelo UNIFAC, e para sistemas envolvendo eletrólitos os modelos UNIFAC com adição do termo de Debye-Hückel e UNIFAC-Dortmund. Valores máximos para os desvios absolutos médios de temperatura e de fração molar de etanol na fase vapor foram de 5,51 K e 0,0646, respectivamente. Apesar disso, observou-se que os desvios foram maiores na região de menor concentração de etanol. A simulação da coluna extrativa com glicerol convergiu gerando etanol anidro conforme a especificação, mostrando ser uma prova do conceito de que a aplicação do processo proposto foi bem sucedida. A simulação da destilação extrativa salina apresentou dificuldades de convergência que deverão ser estudadas em futuros trabalhos.Universidade Federal de Sao Carlosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQUFSCarBRDestilaçãoSimulação por computadorGlicerolAcetato de potássioCloreto de cálcioCoeficiente de atividadeDestilação extrativaSimulationExtractive distillationGlycerolPotassium acetateCalcium clorateCoefficient of activityENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAProdução de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerolinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINAL4994.pdfapplication/pdf4218201https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/2f9675f3-4cdb-4580-bc50-178f5d9bf1dd/download2533718bb0a463f333c6c34f4b0357b9MD51trueAnonymousREADTEXT4994.pdf.txt4994.pdf.txtExtracted texttext/plain0https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/a3b656a9-5b97-4746-8632-cb9fd6db641c/downloadd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54falseAnonymousREADTHUMBNAIL4994.pdf.jpg4994.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5431https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/542b9d75-a059-4770-ba02-3c71bf8842e0/download3c4a9feeb3552a755b63dbc116afa3edMD55falseAnonymousREAD20.500.14289/41112025-08-04T19:01:54.354346Zopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/4111https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-08-04T19:01:54Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol
title Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol
spellingShingle Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol
Matugi, Karina
Destilação
Simulação por computador
Glicerol
Acetato de potássio
Cloreto de cálcio
Coeficiente de atividade
Destilação extrativa
Simulation
Extractive distillation
Glycerol
Potassium acetate
Calcium clorate
Coefficient of activity
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
title_short Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol
title_full Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol
title_fullStr Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol
title_full_unstemmed Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol
title_sort Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol
author Matugi, Karina
author_facet Matugi, Karina
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1949956462300165
dc.contributor.author.fl_str_mv Matugi, Karina
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Giordano, Roberto de Campos
contributor_str_mv Giordano, Roberto de Campos
dc.subject.por.fl_str_mv Destilação
Simulação por computador
Glicerol
Acetato de potássio
Cloreto de cálcio
Coeficiente de atividade
Destilação extrativa
topic Destilação
Simulação por computador
Glicerol
Acetato de potássio
Cloreto de cálcio
Coeficiente de atividade
Destilação extrativa
Simulation
Extractive distillation
Glycerol
Potassium acetate
Calcium clorate
Coefficient of activity
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Simulation
Extractive distillation
Glycerol
Potassium acetate
Calcium clorate
Coefficient of activity
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
description An alternative of renewable fuel is the anhydrous ethanol from biomass. Its production has to aim the minimum consumption of hydric and energetic resources. The bottleneck of the process is located in the downstream that requires technological development with thermodynamics reasoning. This master s degree seeks to address this aspect by studying the dehydration of ethanol by extractive distillation making use of liquid solvent glycerol, salts of potassium acetate and calcium chloride, or both kinds of resources. These resources, called separation agents, can "break" the barrier of azeotropy and have advantages such as no top product contamination and lower energy consumption. The rectification column plus the conventional dehydration system are replaced by a single extractive distillation column which is itself the rectification column, adding the separating agents in the reflux stream. The simulation is performed in steady state using a rigorous model for calculating the column. For non-electrolytic systems UNIFAC model was used, and for systems involving electrolytes UNIFAC model with the addition of the Debye-Hückel term and UNIFAC-Dortmund model. Maximum values for the mean of absolute deviations of temperature and of ethanol molar fraction in vapor phase were 5,51 K and 0,0646 respectively. Though, it was observed that the deviations were higher in the region of least ethanol concentration. The simulation of extractive column with glycerol converged generating anhydrous ethanol following the specification, being a proof of the concept that the application of the proposed process was successful. The simulation of the saline extractive distillation presented difficulties of convergence which will need to be studied in future works.
publishDate 2013
dc.date.available.fl_str_mv 2013-04-17
2016-06-02T19:56:50Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2013-02-15
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-02T19:56:50Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv MATUGI, Karina. Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol. 2013. 186 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2013.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/4111
identifier_str_mv MATUGI, Karina. Produção de etanol anidro por destilação extrativa utilizando soluções salinas e glicerol. 2013. 186 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2013.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/4111
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/2f9675f3-4cdb-4580-bc50-178f5d9bf1dd/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/a3b656a9-5b97-4746-8632-cb9fd6db641c/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/542b9d75-a059-4770-ba02-3c71bf8842e0/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 2533718bb0a463f333c6c34f4b0357b9
d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
3c4a9feeb3552a755b63dbc116afa3ed
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688891141062656