Avaliação econômica e termodinâmica do processo de destilação extrativa. - OLIVEIRA, Rivana Mabel Lucena. (2017)
Sequências de destilação extrativa têm recebido uma atenção especial dos pesquisadores devido ao alto consumo energético e à baixa eficiência termodinâmica associados a esse processo. A eficiência termodinâmica vem sendo abordada de forma bastante simplificada pela literatura, e neste trabalho, este termo foi abordado intrinsecamente, de modo que o sentido físico dos termos: trabalho mínimo, trabalho equivalente, trabalho perdido e produção de entropia, relacionados à eficiência, foram discutidos do ponto de vista físico e matemático. Técnicas de intensificação vem recebendo destaque no que se refere a redução do consumo energético e custos de processos de destilação, e a integração térmica surge como alternativa para reduzir o consumo energético de processos de destilação. As sequências de destilação extrativa convencional sem e com integração térmica foram abordadas neste trabalho dos pontos de vista ótimo econômico, termodinâmico e energético, utilizando o parâmetro teor de solvente como principal parâmetro de análise. Além do alto consumo energético e baixa eficiência termodinâmica, os processos de destilação extrativa incluem ainda uma fonte de irreversibilidade que é relatado como responsável pela baixa eficiência termodinâmica desses processos, e este foi outro ponto de análise para os fluxogramas abordados. Os estudos de caso foram as misturas azeotrópicas etanol-água e acetona-metanol utilizando etileno glicol e água, como solventes, respectivamente. Usando o procedimento proposto, as sequências com e sem integração térmica foram analisadas considerando o sistema como um todo, para os termos econômicos e termodinâmicos, e, cada coluna (extrativa e de recuperação) em separado para termos termodinâmicos, além da avaliação do efeito remixing. Os resultados mostram que a configuração com integração térmica não só é termodinamicamente mais eficiente quando comparada a configuração sem integração, como também apresentou menores valores de TAC e consumo energético, mesmo quando valores negativos para eficiência termodinâmica são encontrados, e que os termos termodinâmicos devem ser comparados para casos que envolvem a separação da mesma mistura.