Estudo de colunas de destilação de alta eficiência

Autor(es)

Ronald Jaimes Prada

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
• Data de defesa: 2012-04-06

Membros da banca

Maria Regina Wolf Maciel; Galo Antonio Carrillo Le Roux; César Benedito Batistella

• Orientador: Maria Regina Wolf Maciel

Resumo

Nas últimas décadas, a intensificação de processos tem atraído a atenção da academia e da indústria. A Rotating Packed Bed (RPB) foi desenvolvida no contexto de intensificação de processos e tem sido amplamente usada em destilação, absorção, dessorção, dessulfuração, oxidação, cristalização, precipitação, polimerização e síntese de nanomateriais. Em uma coluna de destilação convencional, o fluxo de líquido está sob a influência da gravidade, como resultado, grandes colunas são requeridas para atingir altos níveis de separação. Para superar esta limitação, uma coluna de destilação com recheio rotativo (HIGEE High-gravity contactor) foi desenvolvida por Ramshaw e Mallison (1981) para realizar separações gás - líquido, a qual pode induzir forças centrífugas até 1000 vezes a força da gravidade. O incremento da força de contato entre as fases gera altos graus dos coeficientes volumétricos de transferência de massa e elevados limites de inundação (Ramshaw, 1983), permitindo uma redução de tamanho do equipamento comparado com o tamanho requerido para obter uma transferência de massa equivalente em colunas convencionais. Uma coluna HIGEE pode operar a altas vazões de gás ou líquido, devido à sua elevada capacidade de inundação. Além disso, este equipamento permite usar recheios com maior área superficial específica (2000-2500 m²/m³) e altas porosidades (0,90-0,95). Adicionalmente, utilizando colunas HIGEE podem ser obtidas grandes forças propulsoras do fluxo de líquido e diminuição nos tempos de residência devido à alta velocidade rotacional, o que permite que este equipamento opere com fluidos altamente viscosos, materiais sensíveis ao calor, e nanopartículas inorgânicas. A eficiência de transferência de massa aplicada a processos de destilação através de equipamentos com recheio rotativo tem sido estudada por poucos autores usando diferentes sistemas. Assim, o principal objetivo deste trabalho é simular uma coluna de destilação de alta eficiência (coluna HIGEE) no simulador comercial Aspen Plus V7.2, com o intuito de predizer o comportamento de separação do sistema etanol - água e compará-lo com o comportamento alcançado em uma coluna convencional. Para simular este equipamento no software comercial, foi preciso introduzir uma sub-rotina em Fortran que modificasse o modelo de transferência de massa de uma unidade existente. Estudou-se a eficiência de transferência de massa de uma RPB para diferentes condições de operação. Os resultados mostraram o potencial da coluna HIGEE como um processo intensificado que permite a redução considerável na altura e volume, comparado com uma coluna convencional com recheio, manifestando-se como uma alternativa promissória para o processo de destilação contínua (AU)

• Processo FAPESP: 09/13598-6 - Estudo de colunas de destilação de alta eficiência : higee
• Beneficiário: Ronald Jaimes Prada
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado