Obtenção de etanol anidro via destilação extrativa: simulação e otimização. - FIGUEIRÊDO, Marcella Feitosa de. (2009)
Este projeto tem como objetivo geral realizar um estudo com foco na simulação e otimização do processo de obtenção do álcool anidro através da destilação extrativa. O sistema objeto de estudo será constituído por etanol(1)/água(2), o qual forma um azeótropo homogêneo, com teor de etanol igual a 89,0% molar, correspondente a 95,6% massa, à 78,15°C. O etileno glicol foi escolhido como solvente para o sistema em estudo, com o qual não forma azeótropos adicionais na coluna de destilação extrativa. Os objetivos específicos deste trabalho são a simulação no estado estacionário, utilizando como ferramenta o simulador comercial Aspen Plus™, versão 20.0; análise de sensibilidade de variáveis de projeto e operação do processo de destilação extrativa e otimização do processo. O processo de destilação extrativa simulado é semelhante ao observado em algumas indústrias de produção de etanol anidro, que utilizam este mesmo processo de separação. A coluna de destilação extrativa tem como finalidade produzir o etanol anidro, como produto de topo, numa composição molar de 99,5%, em função da mistura azeotrópica original etanol(1)/água(2) que apresenta composição molar de 85% de etanol hidratado. Na coluna de recuperação é obtida a separação entre a água e o solvente, onde o produto de base é refrigerado e reciclado à coluna extrativa. As variáveis estudadas na análise de sensibilidade foram: Razão de refluxo da coluna extrativa; Posição da alimentação do solvente; Posição de alimentação do azeótropo; Vazão molar de alimentação do solvente; Vazão molar de destilado; Temperatura da alimentação do solvente; Temperatura da alimentação do azeótropo. Em seguida, efetuou-se a otimização não seqüencial em cada coluna, avaliando em conjunto todas as variáveis de decisão, em busca do ponto ótimo. Finalmente, realizou-se a simulação seqüencial da configuração convencional. Embora o número de trabalhos envolvendo otimização de colunas de destilação extrativa seja elevado, na pesquisa bibliográfica realizada não foi encontrada nenhuma publicação que utilizasse este tipo de procedimento de otimização. Os estudos são feitos correlacionando no máximo duas variáveis de decisão. Houve uma redução de 9,00% na carga térmica do refervedor da coluna extrativa, enquanto que na coluna de recuperação houve uma redução de 22,20%.