Efeito do teor de solvente sobre o custo anual total, consumo específico de energia e eficiência termodinâmica na obtenção de etanol anidro via destilação extrativa: configurações convencionais e termicamente acoplada. - BRITO, Karoline Dantas. (2014)
O processo mais empregado na separação da mistura etanol/água e a destilação extrativa usando etilenoglicol como solvente. A destilação extrativa e amplamente usada em processos químicos, embora seja responsável por significativas parcelas no consumo de energia de uma planta química. Um bem projetado sistema de destilação extrativa (design e ponto operacional ótimos) ainda e um desafio na área de síntese de processos. Essa lacuna e, parcialmente, devido aos problemas numéricos que surgem a partir do elevado numero de equações não lineares e não convexas que representam o sistema de destilação extrativa. Apesar da relevância de algumas abordagens, o problema ainda necessita de uma metodologia que conceda soluções ótimas confiáveis e rápidas. Uma solução para contornar os obstáculos com os elevados consumos de energia e o uso de técnicas avangadas de intensificação de processos, como por exemplo, o uso de acoplamento térmico em sequencias convencionais de destilação. Sequencias de destilação termicamente acopladas são consideradas uma alternativa com potencial para reduzir elevados consumos de energia e custos com capital de sequencias convencionais de destilação. Em ambas as sequencias, a presença de varias correntes de reciclo dificulta a convergência da simulação destes processos, Neste trabalho, e apresentado um procedimento sistemático (baseado em um novo parâmetro, o teor de solvente na alimentação do estagio de alimentação do solvente) que permite que a simulação de tais sequencias seja realizada sem problemas de convergência. Alem disso, o procedimento realiza uma analise de sensibilidade que permite encontrar o ponto operacional ótimo de cada sequencia. Usando o procedimento proposto, as sequencias convencional e termicamente acoplada foram comparadas. Considerando o ponto operacional ótimo de cada sequencia, a sequencia termicamente acoplada consome menos energia. Mas, esta sequencia tem maior efeito remixing e, consequentemente, menor eficiência termodinâmica. O custo anual total de cada configuração foi avaliado em termos de custo com utilidades e custo com investimento. Do ponto de vista econômico, a sequencia termicamente acoplada a um retificador lateral de destilação extrativa e mais atrativa que a sequencia convencional.