Construcción y operación de una coluna de destilación

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i15.37635

Palabras clave:

Destilación; Operaciones Unitarias; Azeótropo; Columna de Destilación; Simulación.

Resumen

La destilación es una operación unitaria muy importante en varios procesos industriales. Se utiliza para purificar y separar diversos compuestos, y su funcionamiento se basa en la diferencia de volatilidad entre los componentes presentes en la operación. El objetivo del presente trabajo fue construir una columna de destilación de platos perforados removibles para prácticas de laboratorio de estudiantes de la Universidade Federal do Triângulo Mineiro, que además permite estudiar los efectos de algunas variables: número de platos, reflujo, condición de alimentación, carga térmica empleados y composiciones en las corrientes de salida. Para tales análisis, los modelos termodinámicos utilizados fueron validados a través de datos experimentales y simulados. Las simulaciones se realizaron utilizando el software libre COFE®, ChemSep® y Excel®. Los parámetros se evaluaron teniendo en cuenta la salida de agua prácticamente pura por el fondo de la columna y una corriente superior de etanol anhidro saliendo de la columna. En este trabajo se proponen adaptaciones para optimizar tanto la estructura disponible y el funcionamiento de los equipos como los resultados.

Biografía del autor/a

Davi Leonardo de Souza, Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Citas

Arce, A., Martinez-Ageitos, J., & Soto, A. VLE for water + ethanol + 1-octanol mixtures. Experimental measurements and correlations. Fluid Phase Equilibria, Santiago, v. 122, n. 1-2, p. 117-129, jul. 1996. Elsevier BV. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/0378-3812(96)03041-5. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0378381296030415. Acesso em: 15 de outubro de 2021.

Battisti, R., Claumann, C. A., Marangoni, C. & Machado, R. A. F. (2019). Optimization of pressure-swing distillation for anhydrous ethanol purification by the simulated annealing algorithm. Brazilian Journal Of Chemical Engineering. 36(1), 453-9. ISSN 0104-6632 DOI: dx.doi.org/10.1590/0104-6632. https://www.scielo.br/j/bjce/. Acesso em: 01 de junho de 2022.

Cavalcanti, C. J. S. (2018). Simulação e otimização da produção de etanol anidro combustível. 115 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Química, Centro de Tecnologia e Geociências, Universidade Federal de Pernambuco. https://repositorio.ufpe.br/. Acesso em: 01 de junho de 2022.

Carlson, E. C. Don’t Gamble With Physical Properties For Simulations. Chemical Engineering Progress. Cambridge, p. 35-46. jan. 1996. http://www.cchem.berkeley.edu/cbe150b/docs/VLE/Guidelines.pdf. Acesso em: 25 de setembro de 2021.

Dias, R. M. Estudo de equilíbrio líquido-vapor de soluções hidroetanólicas contendo frutose. 2016. 150 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Química, Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2016.

Figueiredo, M. F. Obtenção de etanol anidro via destilação extrativa: simulação e otimização. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal de Campina Grande. Paraíba, 2019. <http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/5249>. Acesso em: 31 de maio de 2022.

Geankoplis, C. J., Hersel, A., Lepek, D. H. Transport Processes and Separation Process Principles. 5. ed. Nova Iorque: Pearson, 2018.

Kister, H. Z. Distillation Operation. 1ed New York: McGraw-Hill, 1990.

McCabe, W., Smith, J., Harriot, P. Unit Operations of Chemical Engineering. 7. ed. New York: McGraw-Hill, 2005.

Moussa, L. S. Análise Termodinâmica de Colunas de Destilação Visando à Otimização Energética. 2001. 107 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Química, Área de Concentração Sistemas de Processos Químicos e Informática, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2001. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/267546. Acesso em: 22 de outubro de 2021.

Mulia-Soto, J. F., Flores-Tlacuahuac, A. Modeling, simulation and control of an internally heat integrated pressure-swing distillation process for bioethanol separation. Computers & Chemical Engineering, [S.L.], v. 35, n. 8, p. 1532- 1546, ago. 2011. Elsevier BV. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.compchemeng.2011.03.011. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0098135411001013. Acesso em: 16 nov. 2022.

Oliveira, L. A., Cardoso, C.R., Sousa, N.G. Análise de sensibilidade de um sistema de destilação por alternância de pressão para a produção de etanol anidro. Revista Brasileira de Ciência, Tecnologia e Inovação. Abril, 2022.

Pereira, M. D., Sousa e Silva, I., & Siqueira, A. M. de O. (2022). Estudo de uma planta de destilação industrial utilizando o software livre ChemSep. The Journal of Engineering and Exact Sciences, 8(3), 14209–01e. https://doi.org/10.18540/jcecvl8iss3pp14209-01e.

Perry, R. H., Green, D. W. Perry's Chemical Engineers' Handbook. 6. ed. New York: McGraw-Hill, 1999.

Seader, J. D., Henley, E. J., Roper, D. K. Separation process principles: chemical and biochemical operations. 3. ed. Hoboken: Johnwiley & Sons, Inc., 2010. 849 p.

Smith, J. M., Van Ness, H. C., Abbott, M. M., Swihart, M. T. Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química. 8. ed. Rio de Janeiro: Ltc, 2019. 575 p.

Souza, A. E. C., Cerqueira, D. A., Souza, N. G., Cardoso, C. R. Simulation of the extractive distillation process to produce anhydrous ethanol using ethylene glycol as a separating agent. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 4, p. e45610414228, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i4.14228. https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/14228. Acesso em: 16 nov. 2022.

Souza, B. D., Alvarez, J. G. Projeto de uma coluna de destilação didática. Orientador: Marlus Pinheiro Rolemberg. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Instituto de Ciência e Tecnologia. Universidade Federal de Alfenas. Poços de Caldas, 2013.

Teleken, J. G. Destilação. Material didático (Mestrado) – Universidade Estadual do Centro Oeste, Guarapuava, Paraná, 2014. https://www.unicentro.br/posgraduacao/mestrado/bioenergia/material_didatico/2014/DESTILACAO_Prof_Joel_538343204e119.pdf. Acesso em: 02 de novembro de 2022.

UFRGS. Manual de experimentos – Química orgânica experimental. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2004. Disponível em: http://www.iq.ufrgs.br/dqo/images/apostilas/Apostila-QUI02004--2019.pdf . Acesso em: 02 de novembro de 2022.

Publicado

25/11/2022

Cómo citar

SILVA, F. G. R.; PITTA, J. V. T.; SIQUEIRA, L. de M.; OLIVEIRA, L. A.; GUARDIEIRO, B. de P.; MOREIRA , E. .; PEREIRA, T. . P.; SOUZA, D. L. de. Construcción y operación de una coluna de destilación. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 15, p. e532111537635, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i15.37635. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/37635. Acesso em: 2 jul. 2024.

Número

Sección

Ingenierías