Simulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Generoso, Bárbara Raissa
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14990
Resumo: The industrial distillation process is complex and since the adoption of ethanol as a fuel, replacing gasoline, it has become a strategic process for the country. Wines produced from fermentation have a concentration of 6.4 to 9.7% w/w of ethanol and commercial hydrous bioethanol must have a concentration of 92.6 to 93.8% w/w. Ethanol losses in vinasse and phlegmasse are important parameters during the operation of a distillery, as they determine the efficiency of the distillation process. Chemical process simulation software’s play an important role in the development of new processes and in the analysis of already consolidated processes, enabling testing hypotheses and comparisons with the reality of a plant in a practical, economically viable and assertive way. In the present work, the simulation software Aspen Plus® (Advanced System for Process Engineering), commercialized by Aspen Tech, was used. The work was intended to simulate a real distillation column to obtain hydrous bioethanol, considering a constant Murphree stage efficiency scenario associated with a 0.027% ethanol loss in the vinasse stream and a produced hydrous bioethanol content of 92.7% w/w. The consumption of steam obtained was 2.88 kg/L ethanol, it was observed that drops in steam pressure result in loss in vinasse and impact the purity of the ethanol obtained. The column reflux ratio determines the purity of the ethanol obtained and the optimal ratio is between 2.7 and 4.2. The simulated temperatures satisfactorily approached the operating temperatures, demonstrating that the simulation represents the real process.
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Ethanol losses in vinasse and phlegmasse are important parameters during the operation of a distillery, as they determine the efficiency of the distillation process. Chemical process simulation software’s play an important role in the development of new processes and in the analysis of already consolidated processes, enabling testing hypotheses and comparisons with the reality of a plant in a practical, economically viable and assertive way. In the present work, the simulation software Aspen Plus® (Advanced System for Process Engineering), commercialized by Aspen Tech, was used. The work was intended to simulate a real distillation column to obtain hydrous bioethanol, considering a constant Murphree stage efficiency scenario associated with a 0.027% ethanol loss in the vinasse stream and a produced hydrous bioethanol content of 92.7% w/w. The consumption of steam obtained was 2.88 kg/L ethanol, it was observed that drops in steam pressure result in loss in vinasse and impact the purity of the ethanol obtained. The column reflux ratio determines the purity of the ethanol obtained and the optimal ratio is between 2.7 and 4.2. The simulated temperatures satisfactorily approached the operating temperatures, demonstrating that the simulation represents the real process.O processo de destilação industrial é complexo e desde a adoção do etanol como combustível carburante substituindo a gasolina tornou-se um processo estratégico para o país. Os vinhos produzidos a partir da fermentação possuem uma concentração de 6,4 a 9,7% m/m de etanol e o etanol hidratado carburante comercial deve apresentar concentração de 92,6 a 93,8% m/m. A perda na vinhaça e a perda na flegmaça são parâmetros importantes durante a operação de uma destilaria, pois determinam a eficiência do processo de destilação. Softwares de simulação de processos químicos tem importante papel no desenvolvimento de novos processos e nas análises de processos já consolidados, permitindo realizar testes de hipóteses e comparações com a realidade de uma planta de maneira prática, viável economicamente e assertiva. No presente trabalho utilizou-se o software de simulação Aspen Plus® (Advanced System for Process Engineering), comercializado pela Aspen Tech. O trabalho se dispõe a simular uma coluna de destilação real para obtenção de etanol hidratado carburante, considerando cenário de eficiência de estágios de Murphree constante associada a perda de etanol na corrente de vinhaça de 0,020% e teor do etanol hidratado produzido de 92,7% m/m. O consumo de vapor obtido foi de 2,88 kg/L etanol, observou-se que quedas na pressão do vapor resultam em perdas na corrente e vinhaça e impactam na pureza do etanol obtido. A razão de refluxo da coluna determina a pureza do etanol obtido e a razão ótima está entre 2,7 e 4,2. As temperaturas simuladas aproximaram-se satisfatoriamente das temperaturas operacionais, demonstrando que a simulação representa o processo real.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia Química - EQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessDestilaçãoEtanolSimulaçãoDistillationEthanolSimulationENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICASimulação de uma coluna de destilação para produção de etanol hidratado e análise de perdas na vinhaça e pureza do etanol produzidoSimulation of a distillation column for the production of hydrated ethanol and analysis of vinasse losses and ethanol puritySimulación de una columna de destilación para la producción de etanol hidratado y análisis de pérdidas en la vinaza y pureza del etanol producidoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis6006004dc9699a-83dd-49ff-bccc-80051e73f3e6reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdfTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdfapplication/pdf860887https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/1/TG_BARBARA%20GENEROSO_vf.pdf25844b313beaf129f4c4435682b82e24MD51TEXTTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdf.txtTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdf.txtExtracted texttext/plain56903https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/3/TG_BARBARA%20GENEROSO_vf.pdf.txt784ce104be12017719aab31c136c8021MD53THUMBNAILTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdf.jpgTG_BARBARA GENEROSO_vf.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6679https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14990/4/TG_BARBARA%20GENEROSO_vf.pdf.jpg646a3e2da144b91bbb596fa8e10489e7MD54ufscar/149902023-09-18 18:32:17.333oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/14990Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:17Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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