Otimização termoeconômica de um processo híbrido de destilação por variação de pressão e extrativa na separação da mistura água–acetonitrila–isopropanol.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: MARCELINO, Thamires Ohana Araújo de Carvalho.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/43080
Resumo: A destilação é uma operação central na indústria química e petroquímica, mas enfrenta desafios significativos de eficiência energética, especialmente na separação de misturas azeotrópicas. Este trabalho investiga métodos avançados de separação para esses sistemas, com ênfase na destilação extrativa (ED) e na destilação por variação de pressão (PSD). Enquanto a ED utiliza solventes para quebrar o azeótropo, a PSD aproveita a sensibilidade da composição azeotrópica à pressão, eliminando a necessidade de agentes separadores. Ambas as técnicas são analisadas quanto à eficiência energética, viabilidade operacional e impacto ambiental. O estudo também explora estratégias de integração térmica — parcial e total — visando à redução do consumo energético. Por fim, propõe-se uma configuração híbrida ED–PSD como alternativa promissora, conciliando desempenho técnico, sustentabilidade e viabilidade econômica. Os resultados são avaliados por meio de indicadores como eficiência energética, e custo anual total (TAC).
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spelling Otimização termoeconômica de um processo híbrido de destilação por variação de pressão e extrativa na separação da mistura água–acetonitrila–isopropanol.Thermoeconomic optimization of a hybrid distillation process by pressure variation and extractive in the separation of the water–acetonitrile–isopropanol mixture.Destilação azeotrópicaDestilação extrativaDestilação por variação de pressãoIntegração térmicaOtimização energéticaAzeotropic distillationExtractive distillationPressure swing distillationThermal integrationEnergy optimizationEngenharia Química.A destilação é uma operação central na indústria química e petroquímica, mas enfrenta desafios significativos de eficiência energética, especialmente na separação de misturas azeotrópicas. Este trabalho investiga métodos avançados de separação para esses sistemas, com ênfase na destilação extrativa (ED) e na destilação por variação de pressão (PSD). Enquanto a ED utiliza solventes para quebrar o azeótropo, a PSD aproveita a sensibilidade da composição azeotrópica à pressão, eliminando a necessidade de agentes separadores. Ambas as técnicas são analisadas quanto à eficiência energética, viabilidade operacional e impacto ambiental. O estudo também explora estratégias de integração térmica — parcial e total — visando à redução do consumo energético. Por fim, propõe-se uma configuração híbrida ED–PSD como alternativa promissora, conciliando desempenho técnico, sustentabilidade e viabilidade econômica. Os resultados são avaliados por meio de indicadores como eficiência energética, e custo anual total (TAC).Distillation is a key unit operation in the chemical and petrochemical industries, yet it faces significant energy efficiency challenges, particularly in the separation of azeotropic mixtures. This work investigates advanced separation strategies for such systems, focusing on extractive distillation (ED) and pressure-swing distillation (PSD). While ED employs solvents to break azeotropes, PSD leverages pressure sensitivity to achieve separation without the use of entrainers. Both techniques are evaluated in terms of energy efficiency, operational feasibility, and environmental impact. The study further explores partial and total heat integration strategies to reduce energy consumption. Finally, a hybrid ED–PSD configuration is proposed as a promising alternative, balancing technical performance, sustainability, and economic viability. Performance is assessed through key indicators such as energy efficiency and total annual cost (TAC).Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFCGRAMOS, Wagner Brandão.RAMOS, W. B.http://lattes.cnpq.br/1563787088122435BRITO, Romildo Pereira.OLIVEIRA, Laércio Gomes de.VASCONCELOS, Luis Gonzaga Sales.SILVA , Vimário Simões.MARCELINO, Thamires Ohana Araújo de Carvalho.2025-03-172025-09-01T14:10:44Z2025-09-012025-09-01T14:10:44Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/43080MARCELINO, Thamires Ohana Araújo de Carvalho. Otimização termoeconômica de um processo híbrido de destilação por variação de pressão e extrativa na separação da mistura água–acetonitrila–isopropanol. 2025. 92 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2025-11-18T07:25:38Zoai:dspace.sti.ufcg.edu.br:riufcg/43080Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-11-18T07:25:38Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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