Otimização De Uma Coluna De Destilação Azeotrópica Homogênea Aplicada À Obtenção De Etanol Anidro

Abstract

RESUMO -Quando a destilação convencional não possibilita uma separação eficiente de uma mistura azeotrópica, geralmente utiliza-se a destilação azeotrópica homogênea (destilação extrativa). O solvente utilizado nesse método altera os coeficientes de atividade da fase líquida e aumenta a volatilidade relativa dos componentes de interesse. Esse trabalho tem por objetivo simular, analisar e otimizar no Aspen Plus ® um processo de destilação extrativa para a produção de etanol anidro, usando etilenoglicol como solvente. Por se tratar de uma separação de alta pureza, simulações no estado transiente com o Aspen Plus Dynamics ® mostraram que a coluna apresenta longo tempo de resposta às perturbações e comportamento não linear. Com o auxílio da ferramenta Optimization do Aspen Plus ® foi possível uma redução de aproximadamente 9,6% do consumo energético da coluna em relação ao processo inicial, que foi baseado em dados da literatura. INTRODUÇÃODestilação é o processo mais importante de separação física, sendo utilizada em 95% das separações de fluidos na indústria química e é responsável por 3% do consumo da energia mundial (Engelien e Skogestad, 2004). Neste contexto, controlar e otimizar a eficiência energética dos processos com esse tipo de separação é uma ótima alternativa para diminuir custos e evitar desperdícios. Como a separação por destilação ocorre devido a diferenças nas temperaturas de ebulição, se os componentes possuem tais temperaturas próximas, a destilação convencional não se torna eficiente. Além disso, para determinadas misturas pode também ocorrer formação de um ponto azeotrópico, onde a composição da fase líquida é igual à composição da fase de vapor. Assim, é impossível obter produtos com pureza maior que a da composição azeotrópica em um processo de destilação convencional (Oliveira, 2009).Uma das formas bastante utilizadas atualmente é a destilação azeotrópica: homogênea (destilação extrativa) e heterogênea. A destilação extrativa é menos complexa e mais amplamente usada que a destilação azeotrópica heterogênea por causa da ausência de azeótropos e pelo fato do solvente poder ser recuperado por destilação simples. Esse método utiliza grandes quantidades de solvente, o qual altera os coeficientes de atividade da fase líquida da mistura, e dessa forma aumentando a volatilidade relativa dos componentes de interesse (Seader e Henley, 1998).Uma das maiores aplicações do processo de destilação extrativa é a produção de álcool anidro. Dentre as aplicações do álcool anidro, destaca-se sua utilização como combustível, Área temática: Simulação, Otimização e Controle de Processos 1