Otimização energética de uma coluna de destilação para obtenção de etanol hidratado com base nos modelos UNIFAC e UNIQUAC / Energy optimization of a distillation column for hydrous ethanol based on UNIFAC and UNIQUAC models

Elton da Nóbrega Silva, Marcelo da Silva Pedro, Jonas Medeiros de Paiva, Eduardo Augusto da Silva Diniz, Ronaldo dos Santos Falcão Filho, José Cosme Cunha Gomes

Abstract


 O Brasil é o segundo maior produtor mundial de etanol combustível, e até 2010 era o maior exportador do mundo, sendo o etanol produzido a partir da cana-de-açúcar considerado o combustível alternativo mais bem-sucedido até o momento. Sabendo a relevância deste produto na economia, o presente trabalho tem como finalidade realizar a otimização energética de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado tendo como base os modelos termodinâmicos UNIQUAC e UNIFAC. Inicialmente 5 conjuntos de dados experimentais de Equilíbrio Líquido Vapor (ELV) etanol/água foram implementados no software Specs para validação e a avaliação de qual dos modelos teria maior capacidade representação dos dados, sendo o modelo UNIQUAC o que obteve melhor performance. Os parâmetros do modelo UNIQUAC obtidos no Specs não foram suficientes para realização da simulação da coluna de destilação no simulador Aspen Plus®, sendo necessário a realização da regressão dados no Aspen para obtenção dos parâmetros. Com base nos novos parâmetros o modelo passou a ser chamado de UNIQUAC-otimizado, e após a simulação, percebeu-se que esse modelo apresentou menor gasto energético para o processo. A análise de sensibilidade feita com a temperatura e composição na alimentação mostrou que quanto menor a temperatura de alimentação maior gasto de energia ocorrerá, e no caso da composição, para valores maiores de que 0,0642 não afeta a composição do destilado. Foi possível avaliar qual modelo termodinâmico melhor representou o processo de produção de etanol e o benefício do ponto de vista de eficiência energética proporcionado. Por meio da análise de sensibilidade aprimorou-se o entendimento de operação de processo, conhecendo de fato, o quão sensível são as variáveis de interesse frete a variações nas condições de alimentação.

 

 


Keywords


ELV, etanol hidratado, destilação.

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DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv5n10-320

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