Avaliação da recompressão mecânica de vapor na destilação reativa do processo de esterificação do n-Butanol.
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/22370 |
Resumo: | O processo de produção de ésteres geralmente é realizado por meio da esterificação em reator seguido de uma coluna de destilação para separação dos produtos. No entanto, esta configuração limita a conversão do reagente. A destilação reativa é uma alternativa para contornar esse problema, pois permite maiores conversões de reagentes em reações limitadas pelo equilíbrio químico. É uma das mais famosas técnicas de intensificação de processos. Por outro lado, sabe-se que a destilação é uma das unidades mais intensivas, em termos de energia, nas indústrias de processos químicos, e por este motivo a recompressão mecânica de vapor tem sido usada para reciclar o calor residual e melhorar a eficiência das colunas de destilação convencionais. Nesse contexto, este trabalho avaliou a inclusão de um sistema mecânico de recompressão de vapor em um processo de destilação reativa para obtenção de acetato de n-butila via esterificação de n-butanol com ácido acético. Os sistemas com e sem recompressão foram simulados em ambiente Aspen Plus ™. A adição da recompressão resultou em uma redução de 33,65% no custo anual do processo, sem afetar significativamente a pureza do produto desejado e a conversão dos reagentes. Do ponto de vista ambiental, a inclusão do sistema de recompressão mecânica de vapores resultou na redução de 12,69% nas emissões de CO2, contribuindo positivamente para o atendimento aos requisitos da regulamentação ambiental. |
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Avaliação da recompressão mecânica de vapor na destilação reativa do processo de esterificação do n-Butanol.Evaluation of mechanical steam recompression in the reactive distillation of the n-Butanol esterification process.Acetato de n-butilaEsterificaçãoIntensificação de processosEficiência energéticaSimulaçãoRecompressão mecânica de vaporDestilação reativaN-butyl acetateEsterificationProcess intensificationEnergy efficiencySimulationMechanical vapor recompressionReactive distillationAcetato de n-butiloEsterificaciónIntensificación de procesosEficiencia energeticaSimulaciónRecompresión mecánica de vaporDestilación reactivaAcétate de n-butyleEstérificationIntensification du processusEfficacité énergétiqueSimulationRecompression mécanique de vapeurDistillation réactiveEngenharia QuímicaO processo de produção de ésteres geralmente é realizado por meio da esterificação em reator seguido de uma coluna de destilação para separação dos produtos. No entanto, esta configuração limita a conversão do reagente. A destilação reativa é uma alternativa para contornar esse problema, pois permite maiores conversões de reagentes em reações limitadas pelo equilíbrio químico. É uma das mais famosas técnicas de intensificação de processos. Por outro lado, sabe-se que a destilação é uma das unidades mais intensivas, em termos de energia, nas indústrias de processos químicos, e por este motivo a recompressão mecânica de vapor tem sido usada para reciclar o calor residual e melhorar a eficiência das colunas de destilação convencionais. Nesse contexto, este trabalho avaliou a inclusão de um sistema mecânico de recompressão de vapor em um processo de destilação reativa para obtenção de acetato de n-butila via esterificação de n-butanol com ácido acético. Os sistemas com e sem recompressão foram simulados em ambiente Aspen Plus ™. A adição da recompressão resultou em uma redução de 33,65% no custo anual do processo, sem afetar significativamente a pureza do produto desejado e a conversão dos reagentes. Do ponto de vista ambiental, a inclusão do sistema de recompressão mecânica de vapores resultou na redução de 12,69% nas emissões de CO2, contribuindo positivamente para o atendimento aos requisitos da regulamentação ambiental.The process of producing esters is usually performed through esterification in a reactor followed by a distillation column to separate the products. However, this design limits the reagent conversion. Reactive distillation is an alternative to get around this issue as it allows greater reagent conversions in reactions limited by chemical equilibrium. It is one of the most famous process intensification techniques. On the other hand, it is known that distillation is one of the most energy intensive units in chemical process industries, and for this reason mechanical steam recompression has been used to recycle waste heat and improve the efficiency of conventional distillation columns. In this context, this work evaluated the inclusion of a mechanical vapor recompression system in a reactive distillation process to obtain n-butyl acetate via n-butanol esterification with acetic acid. Systems with and without recompression were simulated in Aspen Plus™ environment. The addition of recompression resulted in a reduction of 33.65% in the annual cost of the process, while not significantly affecting the purity of the desired product and the reagents’ conversion. From an environmental point of view, the mechanical vapor recompression system adoption resulted in a 12.69% reduction in CO2 emissions, contributing positively to meeting the requirements of the environmental regulations.CapesUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFCGBRITO, Karoline Dantas.Brito, K. D.http://lattes.cnpq.br/0189263188500915RAMOS, Wagner Brandão.SILVA, Vimário Simões.RODRIGUES, Danyelle Fialho de Souza.2021-10-142021-12-08T17:48:05Z2021-12-082021-12-08T17:48:05Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/22370RODRIGUES, D. F. de S. Avaliação da recompressão mecânica de vapor na destilação reativa do processo de esterificação do n-Butanol. 2021. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química ) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-12-08T17:48:05Zoai:localhost:riufcg/22370Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-12-08T17:48:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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