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Estudo da desidratação da glicerina por destilação trifásica em coluna de pratos perfurados (2012)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: OPPE, EVELYN EDITH GUTIÉRREZ - EP
  • USP Schools: EP
  • Sigla do Departamento: PQI
  • Subjects: DESTILAÇÃO; DESTILAÇÃO AZEOTRÓPICA; HIDROCARBONETOS; PLANEJAMENTO E ANÁLISE DE EXPERIMENTOS; SIMULAÇÃO
  • Language: Português
  • 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.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 09.05.2012
  • Acesso online ao documento

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    • ABNT

      GUTIÉRREZ OPPE, Evelyn Edith; TAQUEDA, Maria Elena Santos. Estudo da desidratação da glicerina por destilação trifásica em coluna de pratos perfurados. 2012.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-104218/pt-br.php >.
    • APA

      Gutiérrez Oppe, E. E., & Taqueda, M. E. S. (2012). Estudo da desidratação da glicerina por destilação trifásica em coluna de pratos perfurados. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-104218/pt-br.php
    • NLM

      Gutiérrez Oppe EE, Taqueda MES. Estudo da desidratação da glicerina por destilação trifásica em coluna de pratos perfurados [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-104218/pt-br.php
    • Vancouver

      Gutiérrez Oppe EE, Taqueda MES. Estudo da desidratação da glicerina por destilação trifásica em coluna de pratos perfurados [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16112012-104218/pt-br.php

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