ReP USP - Detalhe do registro: Estudo da desidratação da glicerina por destilação trifásica em coluna de pratos perfurados
Estudo da desidratação da glicerina por destilação trifásica em coluna de pratos perfurados (2012)
USP affiliated author: OPPE, EVELYN EDITH GUTIÉRREZ - EP
Subjects: DESTILAÇÃO; DESTILAÇÃO AZEOTRÓPICA; HIDROCARBONETOS; PLANEJAMENTO E ANÁLISE DE EXPERIMENTOS; SIMULAÇÃO
Abstract: A glicerina é um composto de grande utilidade em muitas áreas de aplicação. Atualmente, a maior fonte de glicerina é como subproduto da produção do biodiesel. Em 2010 o Brasil foi o segundo maior produtor de biodiesel no mundo com 2,4 milhões de m³. Estima-se que 10% da produção de biodiesel é glicerina bruta e destes 10%, aproximadamente entre 30% e 60% correspondem à glicerol. As impurezas são formadas por água, sais orgânicos e inorgânicos, ésteres e álcoois, e traços de glicerídeos. Como as aplicações mais nobres da glicerina requerem uma glicerina isenta de impurezas, novas rotas de purificação da glicerina bruta vem sendo estudadas. Neste sentido, o Laboratório de Separações Térmicas e Mecânicas da EPUSP propôs uma nova rota de purificação em 2008, na qual a ultima etapa é a desidratação de uma solução glicerol-água por meio de destilação trifásica usando tolueno como arrastador. O objetivo do presente trabalho foi estudar o comportamento deste tipo de destilação em uma coluna modulada com três pratos perfurados. Nesta coluna avaliou-se o layout de pratos e as melhores condições de operação. Os resultados, obtidos com este estudo, constituem uma contribuição importante para o projeto básico de coluna de destilação trifásica. As series experimentais foram planejadas sequencialmente empregando-se planejamento estatístico de experimentos (DOE). Como variáveis de processo foram estudadas a vazão de vapor do tolueno (kg/h), vazão de alimentação de glicerina (kg/h) e concentração de glicerol na alimentação (% em massa). Como variáveis geométricas foram estudadas a área livre do prato (Ф) e a altura de vertedouro (Hw).O desempenho da coluna foi avaliado mediante o incremento da concentração de glicerol (em relação à concentração de glicerol na alimentação) e a concentração de glicerol no fundo da coluna (estas duas variáveis de resposta são dependentes entre si). A influência das variáveis de processo e geométricas nas respostas estudadas permitiram a construção de modelos estatísticos, e o melhor deles foi comparado com os modelos de não equilíbrio (NEQ) e de equilíbrio (EQ) obtidos por simulação no programa ASPEN PLUS. O modelo de não equilíbrio está baseado nas equações de Maxwell-Stefan, que utiliza a abordagem de Eckert e Vanek's (2001) e a correlação de Chen-Chuang (1993), para estimar os coeficientes binários de transporte de massa. O modelo de equilíbrio utiliza as equações MESH (Material balance, Equilibrium, mole fraction Summation, and Heat balance). Conclusivamente, pode-se afirmar que as variáveis operacionais exercem maior influência do que as variáveis geométricas na desidratação da glicerina. As melhores condições foram: vazão de vapor de tolueno= 23,5kg/h, vazão de alimentação de glicerina = 2,2 kg/h e concentração de glicerol na alimentação =50 % glicerol em massa, usando o layout L5 com área livre = 0,04 e altura de vertedouro = 70 mm. Os valores preditos pelo modelo estatístico (obtido com dados experimentais) e pelo modelo de NEQ representaram o comportamento da desidratação da glicerina por destilação trifásica à pressão atmosférica usando tolueno como arrastador, na coluna de pratos perfurados estudada. O modelo de EQ superestimou os valores reais.
Data da defesa: 09.05.2012
GUTIÉRREZ OPPE, Evelyn Edith. Estudo da desidratação da glicerina por destilação trifásica em coluna de pratos perfurados. 2012. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-104218/pt-br.php. Acesso em: 03 jul. 2022.
Gutiérrez Oppe, E. E. (2012). Estudo da desidratação da glicerina por destilação trifásica em coluna de pratos perfurados (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-104218/pt-br.php
Gutiérrez Oppe EE. Estudo da desidratação da glicerina por destilação trifásica em coluna de pratos perfurados [Internet]. 2012 ;[citado 2022 jul. 03 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-104218/pt-br.php
Desidratação por destilação azeotrópica da glicerina obtida como subproduto da produção do biodiesel
Estudo dos efeitos das variáveis de processo em uma coluna de pratos perfurados para desidratação da glicerina por destilação azeo
Avaliação do desempenho do Xileno como arrastador na desidratação da glicerina por destilação heteroazeotrópica
Estudo do desempenho de pratos perfurados empregados na destilação azeotrópica de uma solução de glicerol