Avaliação termodinâmica e econômica do processo de produção de acetato de butila via destilação reativa.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: ROSA, David Santos.
• 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
• Palavras-chave em Português: Destilação reativa; Termodinâmica; Disponibilidade termodinâmica; Eficiência termodinâmica; Reactive distillation; Thermodynamic efficiency; Thermodynamic availability; Availability function; Engenharia química.
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/33151

Este trabalho aborda um estudo sobre a produção de acetato de butila por meio da reação em fase líquida entre acetato de metila e butanol. Essa reação reversível gera metanol como subproduto e forma dois azeótropos, o que apresenta desafios no processo. Para superar esses problemas e reduzir as unidades do processo, duas configurações diferentes são investigadas: uma com três colunas de destilação e outra com apenas duas, sendo que em ambas há uma coluna de destilação reativa. Embora esses sistemas de destilação sejam eficientes no que tange ao seu objetivo, eles consomem uma quantidade significativa de energia nas plantas onde são utilizadas. Portanto, este estudo tem como objetivo avaliar termodinamicamente e economicamente estes processos, analisando cada coluna individualmente e o processo como um todo. Conceitos baseados na Primeira e Segunda Lei da Termodinâmica são empregados na avaliação. Os processos são simulados em regime estacionário usando o software Aspen PlusTM, e sua eficiência termodinâmica é avaliada com base na disponibilidade, enquanto a análise econômica considera o custo anual total (TAC) e o desempenho energético utilizandose o consumo específico de energia (SEC). Os resultados indicam que as colunas de destilação reativas possuem menor eficiência termodinâmica e maior quantidade de trabalho perdido em comparação com as colunas convencionais. Os dois fluxogramas explorados apresentam eficiência termodinâmica próximas. Em termos econômicos, a segunda configuração é mais atraente, apesar de haver uma pequena variação no valor do TAC. Para investigar os fatores que influenciam a eficiência termodinâmica no processo de destilação reativa, é estudada a influência do número de estágios reativos. Os resultados mostram que a variação na zona reativa tem pouco impacto na eficiência termodinâmica, afetando principalmente a quantidade de trabalho perdido. Além disso, os resultados destacam a dependência dessa propriedade em relação à quantidade de calor fornecida ao reboiler.