Estudo comparativo da eficiencia de separação entre colunas de destilação convencional e de paradestilação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moraes, Marcio Jose de
Data de Publicação: 2006
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1605367
Resumo: Orientador: Teresa Massako Kakuta Ravagnani
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spelling Estudo comparativo da eficiencia de separação entre colunas de destilação convencional e de paradestilaçãoComparative study of separation efficiency between conventional distillation and paradistillation columnsDestilaçãoHidrodinâmicaSeparação (Tecnologia)ÁlcoolDistillationColums hydrodynamicEthanol-waterOrientador: Teresa Massako Kakuta RavagnaniDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: O propósito deste trabalho é a comparação, no âmbito experimental, das operações de uma coluna de destilação convencional e uma coluna de configuração alternativa denominada paradestilação. Enquanto que na destilação convencional, uma corrente de vapor ascendente contata com uma corrente de líquido descendente, na paradestilação, a corrente de vapor é dividida em duas correntes que percorrem paralelamente toda a extensão da coluna. Estas correntes contatam, em estágios alternados, com uma única corrente de líquido descendente. Ambas as colunas de destilação e de paradestilação foram construídas em escala laboratorial. As colunas possuíam seis pratos com vertedores circulares. O objetivo foi a comparação entre ambas as colunas variando a velocidade superficial do vapor, fração de área livre de escoamento, concentração de etanol e razão de refluxo. Os experimentos foram realizados utilizando o sistema etanol-água a pressão atmosférica. Um programa computacional foi desenvolvido para resolver o sistema de equações de balanço de massa e de energia em ambas as colunas. Estes cálculos forneceram os valores das velocidades das fases vapor e líquida, da composição da fase vapor, da temperatura e da eficiência de Murphree em cada estágio, e a eficiência global da coluna. Análises das variáveis que afetam a altura e o tipo da dispersão formada sobre os pratos, o perfil de concentração e eficiência de separação foram realizadas. Verificou-se que a faixa de operação é diferente em ambas as colunas. Observou-se que a paradestilação apresenta maior altura média de dispersão e maior incidência de dispersões tipo espuma celular e ¿froth¿ homogêneo. A paradestilação obteve melhor desempenho de separação na maioria das operações, e mostrou-se menos sensível à variação da razão de refluxo. Constatou-se também que a eficiência de Murphree na paradestilação sofre maior influência da composição da fase líquida. A paradestilação apresentou também melhor eficiência global que a destilação convencionalAbstract: In this work the hydrodynamics and mass transfer performances of a conventional distillation column were compared to those of a parastillation column. While in the conventional distillation, the up flowing vapor stream contacts the down flowing liquid stream, in parastillation, the vapor stream is divided into two parts that run in parallel along the entire column. These two vapour streams are contacted, in alternative stages, with a single down flowing liquid stream. Both distillation and parastillation columns were built in laboratorial scale. The columns had six trays with circular downcomers. The purpose was to compare both columns performances when varying the vapor superficial velocity, tray free area, feed concentration and reflux ratio. The experiments were carried out with ethanol-water system, at atmospheric pressure. A computer program was developed to solve the mass and energy balance equations for both columns. These calculations provided the velocity of the vapor and liquid phases, the composition of the vapor phase, the temperature and the tray Murphree efficiency in each stage, and the global column efficiency. The influence of the operation conditions on the height and the type of the dispersion formed on the trays, on the concentration profile and on the separation efficiency were analyzed in detail. It was verified that the tray operation range is different for both columns. It was observed that the parastillation column shows higher dispersions height and higher incidence of cellular foam and homogeneous froth dispersion types. The parastillation presented a better separation performance for most of the operation range, and showed to be little influenced by reflux ratio variation. It was noticed that the Murphree efficiency in parastillation was more influenced by the liquid phase composition. The parastillation also showed better global efficiency than the conventional distillationMestradoSistemas de Processos Químicos e InformáticaMestre em Engenharia Química[s.n.]Ravagnani, Teresa Massako Kakuta, 1957-Cabral, Fernando AntonioDangelo, José Vicente HallakUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMoraes, Marcio Jose de20062006-08-25T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf99p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1605367MORAES, Marcio Jose de. Estudo comparativo da eficiencia de separação entre colunas de destilação convencional e de paradestilação. 2006. 99p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1605367. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/404800porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T04:56:25Zoai::404800Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T04:56:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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