Construção e operação de uma coluna de destilação
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i15.37635Palavras-chave:
Destilação; Operações Unitárias; Azeótropo; Coluna de Destilação; Simulação.Resumo
A destilação é uma operação unitária de suma importância em diversos processos industriais. É utilizada para purificar e separar diversos compostos, e seu funcionamento se baseia na diferença de volatilidade entre os componentes presentes na operação. O objetivo do presente trabalho foi construir uma coluna de destilação de pratos perfurados removíveis para práticas laboratoriais dos alunos da Universidade Federal do Triângulo Mineiro, a qual ainda permita estudar os efeitos de algumas variáveis: número de pratos, refluxo, condição de alimentação, carga térmica empregada e composições nas correntes de saída. Para tais análises, os modelos termodinâmicos utilizados foram validados através de dados experimentais e simulados. As simulações foram feitas através dos softwares livres COFE®, ChemSep® e Excel®. Os parâmetros foram avaliados levando em consideração a saída de água praticamente pura no fundo da coluna e uma corrente de topo de etanol anidro deixando a coluna. Adaptações para otimização tanto da estrutura disponível e operação do equipamento quanto dos resultados são as propostas deste trabalho.
Referências
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.
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