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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.

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dc.creator.ID BRITO, K. D. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/0189263188500915 pt_BR
dc.contributor.advisor1 BRITO, Romildo Pereira.
dc.contributor.advisor1 VASCONCELOS, Luís Gonzaga Sales.
dc.contributor.advisor1ID BRITO, R. P. pt_BR
dc.contributor.advisor1ID VASCONCELOS, L.G. S.
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/5826366544754584 pt_BR
dc.contributor.referee1 ALVES, José Jaílson Nicácio.
dc.contributor.referee2 SILVA, José Nilton.
dc.contributor.referee3 STRAGEVITCH, Luiz.
dc.contributor.referee4 MACIEL, Maria Regina Wolf.
dc.contributor.referee5 FOSSY, Michel François.
dc.description.resumo 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. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Ciências e Tecnologia - CCT pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia Química
dc.title 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. pt_BR
dc.date.issued 2014-03-28
dc.description.abstract The most popular process for the ethanol/water separation is extractive distillation using ethylene glycol as solvent. Extractive distillation is used widely in a number of processes, but its highenergy consumption is the major disadvantage. Designing economically optimal extractive distillation sequence is still a challenge in the area of process synthesis. This is partially due to the numerical problems arising from the large number of nonlinear equations and strong nonconvexities. Although there are some interesting and successful approaches, the problem still requires suitable solution methodology.An innovative solution to overcome the drawback of energy intensive extractive distillation process is using advanced process intensification, such as thermally coupled distillation columns. Thermally coupled distillation sequences are considered a valid alternative in order to reduce the energy demand and the capital cost of conventional distillation sequences. In both cases, the presence of a large number recycle streams slows down the simulation, making convergence difficult. In this work, we present a very straightforward procedure (based on a new parameter, the solvent content in solvent feed stage of theextractive co!umn)that enables simulation of these systems in such a way that they can be simulated without convergence problems. Besides that, the procedure makes a sensitivity analysis that enable find the optimum global operation point of each sequence considered here. Using the proposed procedure, the thermally coupled sequence is compared with the conventional extractive sequence. The main operation parameters were calculated so that purity of ethanol was specified. Considering the optimum operational point of each sequence, thermally coupled sequence is less energy intensive. But, thermally coupled sequence has a higher remixing effect and hence lower thermodynamic efficiency. The economics of the extractive distillation configurations are evaluated in terms of capital investment and energy costs.The economics of the two alternative processes show that the total annual cost of the thermally coupled extractive distillation sequence is substantially smaller than that of the conventional extractive distillation sequence. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11066
dc.date.accessioned 2020-01-21T11:11:36Z
dc.date.available 2020-01-21
dc.date.available 2020-01-21T11:11:36Z
dc.type Tese pt_BR
dc.subject Destilação Extrativa
dc.subject Sequências Termicamente Acopladas
dc.subject Otimização
dc.subject Consumo de Energia
dc.subject Teor de Solvente
dc.subject Etanol Anidro
dc.subject Extractive Distillation
dc.subject Thermally Coupled Strings
dc.subject Optimization
dc.subject Energy Consumption
dc.subject Solvent Content
dc.subject Anhydrous Ethanol
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator BRITO, Karoline Dantas.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Effect of solvent content on total annual cost, specific energy consumption and thermodynamic efficiency in obtaining anhydrous ethanol via extractive distillation: conventional and thermally coupled configurations. pt_BR
dc.identifier.citation BRITO, Karoline Dantas. 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. 2014. 174 f. (Tese) Doutorado em Engenharia Química, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2014. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11066 pt_BR


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