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Title: Obtenção de etanol anidro via destilação extrativa com retirada lateral.
Other Titles: Obtaining anhydrous ethanol via extractive distillation with lateral withdrawal.
???metadata.dc.creator???: RAMOS, Wagner Brandão.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: BRITO, Romildo Pereira.
???metadata.dc.contributor.referee1???: FOSSY, Michel François.
???metadata.dc.contributor.referee2???: VASCONCELOS, Luís Gonzaga Sales.
Keywords: Destilação Extrativa;Etanol Anidro;Destilação Azeotrópica;Simulação;Modelagem;Otimização;Azeótropo;Extractive Distillation;Anhydrous Ethanol;Azeotropic Distillation;Simulation;Modeling;Optimization;Azeotrop
Issue Date: Aug-2012
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: RAMOS, Wagner Brandão. Obtenção de etanol anidro via destilação extrativa com retirada lateral. 2012. 62f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Química), Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2012.
???metadata.dc.description.resumo???: A destilação e um dos processos de separação mais antigos que existem e é também o mais utilizado nas industrias químicas e petroquímicas em todo mundo. No caso de misturas azeotrópicas, a destilação simples e incapaz de realizar a separação dos componentes a uma certa composição, sendo estes separados via destilação azeotrópica. Este trabalho trata da destilação azeotrópica e tem como estudo de caso o processo de obtenção de etanol anidro. Tradicionalmente existem duas configurações diferentes para obtenção de etanol anidro através de destilação azeotrópica. Uma delas e a destilação azeotrópica heterogênea (destilação azeotrópica) e a outra e a destilação azeotrópica homogênea (destilação extrativa). Para ambas as configurações, e necessário a adição de um terceiro componente para promover a separação. Na destilação azeotrópica este terceiro componente e chamado de agente de arraste e na destilação extrativa o terceiro componente e chamado de solvente. Para estas duas configurações se faz necessário a utilização de duas colunas, a primeira para se obter de forma pura um dos componentes da mistura original em uma das extremidades da coluna, enquanto que a segunda coluna se faz necessária para proceder com a recuperação do agente de arraste ou solvente, os quais retornam a coluna azeotrópica. O objetivo geral deste trabalho e avaliar o desempenho de uma nova configuração do processo de destilação extrativa para produção de etanol anidro utilizando apenas uma coluna com uma corrente de retirada lateral. O solvente utilizado para promover a quebra do azeótropo foi o etileno glicol. Especificamente, objetivou-se determinar as condições ótimas de projeto e de processo da nova configuração e avaliar o comportamento transiente da coluna para as diferentes condições operacionais do regime estacionário, Através de simulações computacionais foram realizadas analises de sensibilidade para diferentes condições de processo e de projeto, otimização do processo visando redução do consumo energético e por fim uma avaliação preliminar do comportamento transiente da coluna. Em termos de composição de produto, assim como para a corrente de topo (onde o etanol anidro e recuperado), bastante atenção também deve ser dada para as correntes de retirada lateral e de base.Os resultados mostraram a grande influencia das variáveis nas composições das três correntes de saída. Apos a otimização foi possível uma redução de 8,6% na carga térmica do refervedor.
Abstract: Distillation is one of the oldest and most used separation processes that exist in chemical and petrochemical industries worldwide. In cases of azeotropic mixtures, simple distillation is unable to perform the separation at a certain composition, so they are separated via azeotropic distillation. This paper deals with azeotropic distillation and the process of obtaining anhydrous ethanol was chosen as a case study. Traditionally, there are two different configurations used to produce ethanol anhydrous by azeotropic distillation. One of them is the heterogeneous azeotropic distillation (azeotropic distillation) and the other one is the homogeneous azeotropic distillation (extractive distillation). In both configurations, it is necessary to add a third component to promote separation. In azeotropic distillation, the third component is called Material Separation Agent and in extractive distillation, the third component is called solvent. For both configurations it is necessary to use two distillation columns. The first column recovers pure component from the original mixture at the top of the column while the second column recovers the Material Separation Agent or the solvent, which returns to the azeotropic column. The overall purpose of this study is to evaluate the performance of a new configuration of extractive distillation process for producing anhydrous ethanol using only one column with a side stream withdrawal. The solvent used to break the azeotrope was ethylene glycol. The specific purposes are to determine the design and process optimized conditions and to evaluate the transient behavior of the column for different operating conditions at the steady state. Sensitivity analyzes for different design and process conditions, process optimization to reduce energy consumption and apreliminary evaluation of the transient behavior of the column were performed using computer simulations. In terms of product composition, as well as for the overhead stream (where anhydrous ethanol is recovered), close attention should also be given to the sidestream withdrawal and bottom stream. The results showed the strong influence of the variables in the compositions of the three product streams. After optimization, it was possible to achieve a reduction of 8.6% in the reboiler heat duty.
Keywords: Destilação Extrativa
Etanol Anidro
Destilação Azeotrópica
Simulação
Modelagem
Otimização
Azeótropo
Extractive Distillation
Anhydrous Ethanol
Azeotropic Distillation
Simulation
Modeling
Optimization
Azeotrop
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11015
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química

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