Otimização econômica de sequências de colunas de destilação convencionais e coluna com parede dividida para a mistura benzeno, tolueno e p-xileno.

• Autor(a) principal: Tusso Pinzón, Ricardo Andrés
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-24122014-115533/
• topic: Coluna com parede dividida; Custo total anualizado; Direct sequence; Divided wall column distillation; Indirect sequence; Sequência direta; Sequência indireta; Total annualized cost

A destilação é um processo de separação com uma alta demanda de energia, razão pela qual, através de diferentes épocas tem sido estudadas diferentes configurações. O problema da separação de misturas multicomponente pode envolver sequências de colunas de destilação convencionais. Neste caso, surge um problema combinatório a fim de projetar a sequência mais econômica de separação. Por outro lado, em anos recentes têm sido proposto o uso de equipamentos alternativos, sendo as colunas com paredes divididas uma opção bastante estudada que se caracterizam pela integração de 2 seções de colunas compartilhando um único condensador e um único refervedor. Estes equipamentos propõem diminuir o custo total de processo de separação de misturas multicomponentes. Neste trabalho apresenta-se um estudo econômico da separação de três misturas ternárias de Benzeno, Tolueno, P-xileno, comparando os projetos ótimos de sequências convencionais e de colunas de paredes divididas. Inicialmente, são definidas as variáveis de projeto para cada configuração por meio de uma análise de graus de liberdade. O dimensionamento é realizado inicialmente com o método não rigoroso de valor de fronteira. Finalmente, as sequências diretas e indiretas e as colunas de parede divididas são projetadas usando modelos rigorosos, baseados no método de ponto de bolha, programação matemática para resolver os problemas de otimização do Custo Total Anualizado TAC com variáveis contínuas e enumeração exaustiva para tratar o problema combinatório. São obtidos projetos ótimos para uma alimentação com três composições diferentes. A sequência indireta forneceu o melhor resultado para a alimentação rica no componente mais pesado (-58,35%) e no componente intermediário (-45,98%). Já a sequência direta foi a melhor quando a alimentação é rica em componente leve (-33,36%). A coluna com parede dividida teve o pior desempenho em todos os três casos estudados.