Modelagem e simulação de equipamentos flash reativos para a produção de biodiesel

• Autor(a) principal: Cruz, Matheus Henrique Antonio Aboukalam da
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/38736
• topic: Engenharias.; Biodiesel; Transesterification; Simulação; Modelagem; Reactive Distillation; Destilação Reativa; Transesterificação; Simulation.; Modeling; Flash

Em busca de alternativas mais sustentáveis para a substituição gradual de combustíveis fósseis na matriz energética mundial, o biodiesel é visto atualmente como uma promissora opção. O biodiesel é considerado um combustível renovável, podendo ser gerado a partir de fontes vegetais (oleaginosas) ou gordura animal, possui baixa emissão de poluentes a partir de sua combustão e sua performance enquanto combustível é comparável à do diesel comum. Além disso, a sua produção impacta positivamente a economia local. A reação de produção deste combustível se chama transesterificação e o interesse das pesquisas neste ramo está em propor processos e condições operatórias que favoreçam a conversão de seus reagentes e reduzam os custos de separação do produto principal. Estudos recentes destacam a eficiência do processo de destilação reativa, que combina processos de separação baseados nas diferenças de volatilidade das substâncias e a reação química. Ela permite que os produtos sejam simultaneamente formados e separados dos demais reagentes e/ou subprodutos, garantindo uma melhor eficiência energética global, principalmente pelo deslocamento do equilíbrio da reação no sentido dos produtos. Um dos representantes desta categoria de operações unitárias é o flash reativo, que é um sistema regulado pelo equilíbrio termodinâmico entre suas fases e a cinética química de sua reação em fase líquida. O presente trabalho trata da modelagem e simulação de tal sistema bem como da análise dos efeitos de quatro parâmetros operatórios sobre o mesmo: a taxa de calor fornecido, a pressão, a proporção de reagentes alimentados e a distribuição de correntes para dois equipamentos flash em série. Os dados experimentais, termodinâmicos e cinéticos foram obtidos da literatura e do simulador ProSim®. O sistema de equações algébrico-diferenciais que representam o processo foi resolvido utilizando-se o método preditor-corretor de Gear através da linguagem Fortran. Os resultados obtidos legitimaram o modelo desenvolvido após sua comparação com dados disponíveis na literatura. Além disso, mostraram que a conversão é diretamente proporcional à pressão e à porcentagem de álcool nos reagentes, enquanto que possui duas regiões ótimas para a taxa de calor fornecido. Por fim, a configuração de dois equipamentos flash em série se mostrou mais eficaz com bypass da corrente de alimentação.