Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Rodrigo Orgeda da
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
Texto Completo: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/6353
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Oswaldo Curty da Motta Lima
id UEM-10_572629e369dcbe00fc2608683ed1d40f
oai_identifier_str oai:localhost:1/6353
network_acronym_str UEM-10
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
repository_id_str
spelling Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilaçãoEtanol - Coluna de destilaçãoInjeção direta de vaporRefervedores662.6692EngenhariasEngenharia QuímicaOrientador: Prof. Dr. Oswaldo Curty da Motta LimaDissertação(mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2013RESUMO: A destilação é uma ferramenta de separação de componentes que consiste na vaporização de um líquido, ou de uma mistura de líquidos, seguida de imediata condensação dos vapores produzidos, podendo ser executada por dois principais métodos. O primeiro método é baseado na produção de um vapor por ebulição da mistura líquida a ser separada e condensação sem permitir que qualquer líquido volte à coluna de destilação. Então, não há refluxo. O segundo método é baseado no retorno de parte do condensado para a coluna de destilação em condições tais que este líquido retornando é colocado em contato direto com os vapores que estão se direcionando para o condensador. Qualquer um destes métodos pode ser conduzido como um processo contínuo ou em batelada. O aquecimento da coluna de destilação pode ser feito por duas maneiras: injeção direta de vapor e uso de refervedores. Refervedores são trocadores de calor normalmente utilizados para fornecer calor para a parte inferior de colunas de destilação industrial. Eles fervem o líquido da parte inferior de uma coluna de destilação para produzir os vapores que são retornados para a coluna de destilação. O objetivo deste trabalho foi comparar três projetos de colunas de destilação de álcool, usando, para o aquecimento da coluna, injeção direta de vapor, refervedor parcial ou refervedor total. Primeiramente, desenvolveram-se balanços de massa e energia para os casos de aquecimento direto e indireto para uma coluna de esgotamento. Depois, calculou-se a variação do número de pratos em ambos os tipos de aquecimento. Com os valores obtidos por meio do sistema de equações, dimensionou-se a área dos refervedores parcial e total. Além disso, fez-se uma análise de viabilidade financeira do projeto. Uma pesquisa de campo em uma usina em operação foi realizada a fim de fornecer informações que ajudaram no dimensionamento dos refervedores e sustentaram, de forma mais realista, a discussão final das vantagens e desvantagens deste projeto. Resultados sobre o estudo de caso mostraram que é possível haver uma redução de quase 17% da quantidade de vinhaça e 1,8% da quantidade de vapor. Por ter havido diminuição na quantidade de vapor, pode-se estimar o tempo de retorno do investimento de aproximadamente dois anos. Neste cenário, o refervedor parcial se mostrou mais viável que o refervedor total, já que promove mais um estágio de separação, podendo aumentar a eficiência da coluna, e possui custo de aquisição menor que o refervedor total. Assim, pode-se afirmar, tanto no aspecto ambiental como financeiro, que é vantajoso realizar a substituição proposta neste projetoABSTRACT: Distillation is a tool for the separation of components that consists in vaporization of a liquid, or a mixture of liquids, followed by immediate condensation of the vapors produced; it may be performed by two main methods. The first method is based on the production of a vapor by boiling the liquid mixture to be separated and condensing the vapors without allowing any liquid to return to the still. There is then no reflux. The second method is based on the return of part the condensate to the still under such conditions that this returning liquid is brought into intimate contact with the vapors on their way to the condenser. Either of these methods may be conducted as a continuous process or as a batch process. The heating of the still can be done in two ways: direct steam injection and use of reboilers. Reboilers are heat exchangers commonly used to provide heat to the bottom of distillation columns industry. They boil the liquid of the bottom of a distillation column to produce vapors which are returned to the still. The aim of this work was to compare three alcohol distillation columns projects, using for the column heater, direct steam injection, partial or total reboiler. First, it was developed mass and energy balances for the cases of direct and indirect heating for the distillation column in a stripping section. Then, it was calculated the variation of the number of plates in both types of heating. With the values obtained by the system of equations, the area of partial and total reboilers was dimensioned. Besides, an analysis of the financial project viability was made. A field research on a plant in operation was undertaken to provide information that helped in the design of reboilers and sustained, more realistically, the final discussion of the advantages and disadvantages of this project. Results about the study of case showed that it is possible to have a reduction of almost 17% of the amount of stillage and 1,8% of the amount of steam. Because there was a decrease in the amount of steam, it was possible estimate the payback time of approximately two years. In this scenario, the partial reboiler proved to be more viable than the total one, since promotes a separation stage, which can increase the efficiency of the column, and has lower cost than the total reboiler. Thus, it can be stated, in both financial and environmental aspects, it is advantageous to carry out the change proposed in this projectii, 142 f. : il. color., tabs.Universidade Estadual de MaringáDepartamento de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaMaringá, PRCentro de TecnologiaLima, Oswaldo Curty da MottaBergamasco, Rita de CássiaJorge, Luiz Mario de MatosSilva, Rodrigo Orgeda da2022-02-04T17:07:30Z2022-02-04T17:07:30Z2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Rodrigo Orgeda da. Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação. 2013. ii, 142 f. Dissertação(mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2013, Maringá, PR. Disponível em: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/6353. Acesso em: 4 fev. 2022.http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/6353info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM)instacron:UEM2024-04-09T20:32:45Zoai:localhost:1/6353Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.uem.br:8080/oai/requestopendoar:2024-04-23T14:59:20.501401Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação
title Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação
spellingShingle Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação
Silva, Rodrigo Orgeda da
Etanol - Coluna de destilação
Injeção direta de vapor
Refervedores
662.6692
Engenharias
Engenharia Química
title_short Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação
title_full Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação
title_fullStr Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação
title_full_unstemmed Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação
title_sort Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação
author Silva, Rodrigo Orgeda da
author_facet Silva, Rodrigo Orgeda da
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Lima, Oswaldo Curty da Motta
Bergamasco, Rita de Cássia
Jorge, Luiz Mario de Matos
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Rodrigo Orgeda da
dc.subject.por.fl_str_mv Etanol - Coluna de destilação
Injeção direta de vapor
Refervedores
662.6692
Engenharias
Engenharia Química
topic Etanol - Coluna de destilação
Injeção direta de vapor
Refervedores
662.6692
Engenharias
Engenharia Química
description Orientador: Prof. Dr. Oswaldo Curty da Motta Lima
publishDate 2013
dc.date.none.fl_str_mv 2013
2022-02-04T17:07:30Z
2022-02-04T17:07:30Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVA, Rodrigo Orgeda da. Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação. 2013. ii, 142 f. Dissertação(mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2013, Maringá, PR. Disponível em: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/6353. Acesso em: 4 fev. 2022.
http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/6353
identifier_str_mv SILVA, Rodrigo Orgeda da. Estudo comparativo entre o uso de refervedores e injeção direta de vapor em colunas de destilação. 2013. ii, 142 f. Dissertação(mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2013, Maringá, PR. Disponível em: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/6353. Acesso em: 4 fev. 2022.
url http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/6353
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual de Maringá
Departamento de Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Maringá, PR
Centro de Tecnologia
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual de Maringá
Departamento de Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Maringá, PR
Centro de Tecnologia
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM)
instacron:UEM
instname_str Universidade Estadual de Maringá (UEM)
instacron_str UEM
institution UEM
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
collection Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1801841378268807168

Registros relacionados