Análise energética rigorosa do processo de destilação por mudança de pressão: proposta de novo procedimento de otimização.

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: SILVA, Jessica Oliveira da.
• Tipo de documento: Dissertação
• 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 por oscilação da pressão; Equilíbrio fases; Otimização energética; Pressure swing distillation; Phase equilibrium; Energy optimization; Separação de misturas binárias azeotrópicas; Software Aspen PlusTM; Acetona-metanol - mistura; Engenharia Química
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27323

Diversos são os tipos de destilação encontrados industrialmente; entretanto, para separação de misturas binárias azeotrópicas destacam-se dois tipos: destilação por mudança de pressão e destilação extrativa. O primeiro é eficaz quando a composição da mistura varia significativamente com a pressão e o segundo quando se é possível utilizar um solvente adequado. A seleção do solvente afeta fortemente o consumo de energia e o investimento de capital devido às diferenças em seletividade, capacidade e ponto de ebulição. O processo de destilação por mudança de pressão acaba ganhando espaço, visto que não é necessário a adição de um terceiro componente para que ocorra a separação, mostrando ser uma excelente alternativa para uso em escala industrial. Porém, para se tornar competitiva com as demais, precisa ocorrer a integração térmica parcial ou total do sistema. Diversas metodologias de otimização são encontradas na literatura. Simuladores comerciais, como Aspen PlusTM, são bastante utilizados como ferramentas para o desenvolvimento de procedimentos sistemáticos para otimização do processo destilação por mudança de pressão. Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo propor um procedimento de otimização aplicável ao processo destilação por mudança de pressão. A mistura acetona-metanol foi escolhida como estudo de caso e o processo foi simulado utilizando o software Aspen PlusTM. Os resultados obtidos mostram que é fundamental considerar a não idealidade da fase vapor, em função da forte influência sobre o equilíbrio líquido-vapor. Para ambas as configurações, o procedimento de otimização proposto obteve melhor resultado quando comparado aos trabalhos utilizados como referência. Na configuração sem integração térmica, a redução da energia das cargas térmicas totais dos reboilers (Qr total) foi de 13,7 % e 5,8% menor; e para a configuração com integração térmica, a redução da energia das cargas térmicas totais dos reboilers (Qr total) foi de 30,26 % e 4,84% menor respectivamente.