SIMULAÇÃO ROBUSTA DE COLUNAS DE DESTILAÇÃO NA PLATAFORMA EMSO

Documentos relacionados
MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO SISTEMA ACETONA- METANOL PARA OBTENÇÃO DE METANOL EM COLUNAS DE DESTILAÇÃO

ESTUDO COMPARATIVO DE MODELOS DE COEFICIENTES DE ATIVIDADE DA FASE LÍQUIDA PARA SEPARAÇÃO DA MISTURA ETANOL-ÁGUA

INFLUÊNCIA DA PRESSÃO EM UMA DESTILAÇÃO AZEOTRÓPICA

ANÁLISE DE CONTROLADORES EM MALHA ABERTA E FECHADA PARA UMA COLUNA PILOTO DE DESTILAÇÃO

PRODUÇÃO DE UMA INTERFACE GRÁFICA (SOFTWARE ACADÊMICO) PARA SIMULAÇÃO DE UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO

ESTUDO E ANÁLISE DA MISTURA DE ÁGUA E ETANOL ATRAVÉS DE EQUAÇÕES DE ESTADO.

Roteiro das Práticas 1 a 3

DESENVOLVIMENTO DO PROCEDIMENTO ÓTIMO DA PARTIDA DE UM SISTEMA DE COLUNAS DE DESTILAÇÃO TERMICAMENTE ACOPLADAS

UTILIZAÇÃO DE UM SOFTWARE GRATUITO PARA ANÁLISE E PROJETO DE COLUNAS DE DESTILAÇÃO

REDUÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO DO PROCESSO DE DESTILAÇÃO

PRODUÇÃO DE ETANOL ANIDRO VIA DESTILAÇÃO EXTRATIVA UTILIZANDO GLICEROL

OBTENÇÃO DE BIOETANOL ANIDRO VIA DESTILAÇÃO EXTRATIVA UTILIZANDO GLICEROL E ETILENOGLICOL COMO SOLVENTES

MÉTODO DE MCCABE-THIELE REVERSO PARA SIMULAÇÃO DE UNIDADE DE DESTILAÇÃO MULTICOMPONENTE

OTIMIZAÇÃO DE UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO AZEOTRÓPICA HOMOGÊNEA APLICADA À OBTENÇÃO DE ETANOL ANIDRO

UMA NOVA ESTRATÉGIA DE OTIMIZAÇÃO APLICADA À SEQUÊNCIA TERMICAMENTE ACOPLADA DE UM PROCESSO DA DESTILAÇÃO EXTRATIVA

Estudo e Simulação do Processo de Adoçamento de Gás Natural

USO DO SOFTWARE HYSYS PARA SIMULAÇÕES ESTÁTICA E DINÂMICA DE UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO

Faculdade de Engenharia Química (FEQUI) Operações Unitárias 2 2ª Lista de Exercícios (parte B) Profº Carlos Henrique Ataíde (agosto de 2013)

Simulação e otimização de uma planta produtora de etilbenzeno

ANÁLISE DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE METANOL ATRAVÉS DAS CLÁSSICAS EQUAÇÕES DE ESTADO TERMODINÂMICAS

Minicurso: Introdução ao DWSIM. Prof. Dr. Félix Monteiro Pereira

Curso de Engenharia Química. Prof. Rodolfo Rodrigues Lista 2 de Destilação Binária por Estágios

OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE DESTILAÇÃO EM PLANTA PILOTO PARA PRODUÇÃO DE BIOETANOL HIDRATADO

MODELAGEM E VALIDAÇÃO DO REGIME DE OPERAÇÃO DESCONTÍNUO EM UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO HÍBRIDA

ESTUDO COMPARATIVO DO PROCESSO DE DESTILAÇÃO EXTRATIVA COM UTILIZAÇÃO DO MONOETILEGLICOL E 1- METILIMIDAZÓLIO CLORETO PARA DESIDRATAÇÃO DO ETANOL.

PURIFICAÇÃO DO ÁLCOOL: DESTILAÇÃO, RETIFICAÇÃO E DESIDRATAÇÃO. Camila Ortiz Martinez

SIMULAÇÃO NO HYSYS DE UMA PLANTA DE BIOETANOL IN HYSYS SIMULATION OF A PLANT BIOETANOL

SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE DESASFALTAÇÃO A PROPANO

Destilação Binária por Estágios

Simulação da síntese de ETBE em coluna de destilação

DESTILAÇÃO FRACIONADA OPERAÇÕES UNITÁRIAS 2. Profa. Roberta S. Leone

ESTUDO EXPERIMENTAL DOS EQUILÍBRIOS ENTRE FASES COM APLICAÇÃO COMPUTACIONAL PARA O ENSINO DE TERMODINÂMICA PARA ENGENHARIA

3.ª ED., IST PRESS (2017) ÍNDICE

EFEITO DA PRESSÃO SOBRE DINÂMICA E CONTROLE DE COLUNA DE DESTILAÇÃO COM RETIRADA LATERAL

ANÁLISE DA PRODUÇÃO DE PROPILENOGLICOL COM O USO DO SOFTWARE COMPUTACIONAL MATLAB

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO PARA A SEPARAÇÃO DA MISTURA BTX BASEADA NA RESOLUÇÃO DO SITEMA DE EQUAÇÕES MESH.

V-Oktober Fórum PPGEQ

INFLUÊNCIA DO PACOTE DE PROPRIEDADES TERMOFÍSICAS NO PROJETO DE UMA UNIDADE DE SEPARAÇÃO BUTANOL-ÁGUA

SIMULAÇÃO DE PLANTA PILOTO PARA A PRODUÇÃO DE BIODIESEL USANDO ÁLCOOL PROVENIENTE DE MANIPUEIRA

Simulador EMSO. Simulação e Otimização de Processos. Rodolfo Rodrigues. Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)

SIMULAÇÃO E CONTROLE GLOBAL DE UMA PLANTA TÍPICA PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL

ESTRATÉGIA DE CONTROLEBASEADA EM MODELO FENOMENOLÓGICO PARA UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO CONTÍNUA EM BANCADA PARA A SEPARAÇÃO DE ETANOL-ÁGUA

DESTILAÇÃO DE UMA MISTURA BINÁRIA AZEOTRÓPICA

5º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS

Monitoramento da Cultura de Cana-de-Açúcar no Estado de São Paulo

APLICAÇÃO DO SIMULADOR EMSO EM UM PROBLEMA ESPECÍFICO DE CINÉTICA E CÁLCULO DE REATORES

ANÁLISE DE DIFERENTES MODELOS DE PREDIÇÃO DE PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS PARA BALANÇOS DE EXERGIA NA DESTILAÇÃO ETANOL/ÁGUA.

BIORREFINARIA VIRTUAL: SIMULAÇÃO DINÂMICA DE EVAPORADORES

DESTILAÇÃO. Prof.: Dr. Joel Gustavo Teleken

SIMULAÇÃO DE UMA PLANTA DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL

Cálculo do Fator Energético de Colunas de Destilação de Pequena Escala. Profº Drº do Departamento de Engenharia Química / UFSM (Orientador).

DESENVOLVIMENTO DE UM SIMULADOR DE PROCESSOS A PARTIR DA ABORDAGEM DE RESOLUÇÃO SEQUENCIAL MODULAR PACOTE TERMODINÂMICO.

Operações Unitárias Parte II

Faculdade de Engenharia Química (FEQUI) Operações Unitárias 2 2ª Lista de Exercícios (parte A) Profº Carlos Henrique Ataíde (julho de 2013)

MODELAGEM EMPIRICA PARA MAXIMIZAÇÃO DAVAZÃO DE ALIMENTAÇÃO DE UMA COLUNA FRACIONADORA DE PROPENO

Destilação Binária por Estágios

2 CONVERSÃO, SELETIVIDADE, RENDIMENTO E EFICIÊNCIA

Sessão 5 - Avaliação técnica, econômica e ambiental de biorrefinarias. Biorrefinaria Virtual de Cana-de-açúcar BVC. Mateus F.

EMPREGO DO SOFTWARE HYSYS DINÂMICO COMO GERADOR DE DADOS PARA CONSTRUÇÃO DE UM SOFT- SENSOR BASEADO EM REDE NEURAL ARTIFICIAL EM COLUNA DE DESTILAÇÃO

CARACTERÍSTICAS USOS

OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE SEPARAÇÃO DA MISTURA PROPANO-PROPILENO. Arthur Siqueira Damasceno 1 ; Karoline Dantas Brito 2

ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DOS PACOTES DE PROPRIEDADES TERMOFÍSICAS EM SIMULAÇÕES DE SEPARAÇÃO DE BINÁRIOS PELO SIMULADOR DE PROCESSOS COCO

(com até 0,7% em massa de água) na mistura com gasolina pura (gasolina A). A meta almejada era de 20% de adição de etanol anidro à gasolina (gasolina

Destilação etanólica

Introdução ao Simulador EMSO

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE DESTILARIA AUTÔNOMA NO SIMULADOR DE PROCESSOS EMSO

1. INTRODUÇÃO Equilíbrio Líquido-vapor. V. A. de ABREU 1, A. T. SANTOS 1, W. R. O. PIMENTEL 1 e A. K. BRAGA 1

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ENGENHARIA QUÍMICA LOQ 4017 OPERAÇÕES UNITÁRIAS EXPERIMENTAL II

PQI 3211 LISTA DE EXERCÍCIOS BALANÇOS MATERIAIS COM REAÇÕES QUÍMICAS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR PALOTINA MESTRADO - BIOENERGIA BIOETANOL

Universidade Federal de Campina Grande Centro de Ciências e Tecnologia Coordenação de Pós-Graduação em Engenharia Química

PRODUÇÃO DE ÁLCOOL: PESQUISA E DESENVOLVIMENTO. Centro de Tecnologia Copersucar. Jaime Finguerut.

Nome dos participantes (até um máximo de 3 alunos): António Palma, Catarina Couquinha e Vasco Queiroga

CARGA HORÁRIA CRÉDITOS ASSINATURA DO CHEFE DO DEPARTAMENTO ANO PRÁTICA ESTÁGIO TOTAL

Curso de Engenharia Química. Prof. Rodolfo Rodrigues

PQI 3103 Conservação de Massa e Energia

ethanol COMPACT system Extração e retificação destilação fermentação

Universidade Federal do Espírito Santo, Departamento de Engenharia Rural para contato:

PROPOSTA DE PRODUÇÃO EM ESCALA INDUSTRIAL DE ETANOL DE SEGUNDA GERAÇÃO A PARTIR DA MISTURA DE RESÍDUOS DA BANANICULTURA UTILIZANDO O SOFTWARE HYSYS

SIMULAÇÃO DO PROCESSO CONTÍNUO DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR PALOTINA MESTRADO - BIOENERGIA BIOETANOL

O USO DE SIMULADORES APLICADOS NA ENGENHARIA PROJETO ALIMENTANDO TALENTOS

Bioetanol e Cogeração. Fontes alternativas de energia - Bioetanol e Cogeração 1

INFLUÊNCIA DOS CONTAMINANTES MINORITÁRIOS DA PRODUÇÃO DE BIOETANOL NO EQUILÍBRIO LÍQUIDO VAPOR

SIMULAÇÃO DA DESTILAÇÃO DO PRODUTO OBTIDO A PARTIR DO CRAQUEAMENTO DE ÓLEO DE PALMA EMPREGANDO O SIMULADOR ASPEN HYSYS.

Parte II. Meneah Renata Talita

Simulação de processo para tratamento de óleos ácidos e produção de biodiesel

EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR A ALTAS PRESSÕES DO SISTEMA DIÓXIDO DE CARBONO + ANETOL: DADOS EXPERIMENTAIS E MODELAGEM MATEMÁTICA

SIMULAÇAO DA ETAPA FERMENTATIVA DO PROCESSO CERVEJEIRO

Faculdade de Engenharia Química (FEQUI) Operações Unitárias 2 4ª Lista de Exercícios (parte B Extração Líquido-Líquido)

ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DE ALTERNATIVAS DE SOLVENTES PARA DESTILAÇÃO EXTRATIVA DE UMA USINA DE ÁLCOOL

Acompanhamento quinzenal da safra na região Centro-Sul. Posição até 16/01/2019

Termodinâmica das Reações de Transesterificação e de Esterificação

CICLOS MOTORES A VAPOR. Notas de Aula. Prof. Dr. Silvio de Oliveira Júnior

Curso de Engenharia Química. Prof. Rodolfo Rodrigues

DESENVOLVIMENTO DA SIMULAÇÃO DINÂMICA DE UMA COLUNA DE ABSORÇÃO EM SCILAB PARA SUPORTE AO ENSINO DE ENGENHARIA QUÍMICA

QUESTÕES DISSERTATIVAS - GABARITO RESOLVIDO

MODELAGEM MATEMÁTICA DO PROCESSO REATIVO E DE SEPARAÇÃO DO BIODIESEL

REDUÇÃO DO TEMPO DE TRANSIÇÃO DE UMA UNIDADE DE DESTILAÇÃO OPERANDO COM AÇÃO DE CONTROLE DISTRIBUÍDA ENTRE ESTÁGIOS DO ESGOTAMENTO E DA RETIFICAÇÃO

Transcrição:

SIMULAÇÃO ROBUSTA DE COLUNAS DE DESTILAÇÃO NA PLATAFORMA EMSO ZUMACH, F.C, GUIRARDELLO, R. Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Departamento de desenvolvimento de processos e produtos E-mail para contato: fernandocassoli@hotmail.com; guira@feq.unicamp.br RESUMO A produção de etanol no Brasil ocorreu no 1975, com a finalidade de ser acrescentado à gasolina. O método de produção mais utilizado é a fermentação do caldo da cana-de-açúcar, que é comprovada a melhor matéria-prima para a produção. O álcool produzido a partir desse processo deve passar por um processo de destilação para atingir às especificações mínimas exigidas pela regulamentação. No entanto, projetar uma torre de destilação pode ser uma tarefa difícil, já que muitos parâmetros operacionais afetam o processo. Uma alternativa é a utilização de simulação computacional. Sendo este trabalho vinculado ao projeto temático Simulação da Biorrefinaria de Cana-de-Açúcar de 1ª Geração na Plataforma EMSO, foi desenvolvido um modelo rigoroso de uma coluna de destilação. Os modelos gerados neste estudo são implementados na linguagem do simulador EMSO, que é um simulador gratuito que possui ambiente gráfico completo e permite ao usuário trabalhar tanto com processos dinâmicos ou estacionário, utilizando o VRTherm como banco de dados termodinâmicos. 1. INTRODUÇÃO A produção de etanol no Brasil teve início com a criação do Programa Nacional do Álcool (Proálcool) em 1975, com o intuito de iniciar a produção do etanol anidro para ser acrescentado à gasolina. Segundo a CONAB (Companhia Nacional de Abastecimento) a produção de etanol no Brasil vem crescendo, sendo que, a produção da safra 2013/14 alcançou o valor de 27,96 bilhões de litros, um aumento de 14,94%, se comparado com a safra anterior. Os maiores produtores mundiais de biocombustíveis são Estados Unidos e Brasil. Em 2011 do total de etanol produzido no mundo, o somatório de produção destes dois países juntos foi cerca de 87%. A produção de etanol no Brasil é menor que a demanda. Segundo o Banco Nacional do Desenvolvimento (2012), esse déficit tende a aumentar. Para diminuir essa diferença, serão necessários inúmeros investimentos na fabricação de etanol. Com a atual perspectiva, o déficit acumulado poderá alcançar a 29,2 bilhões de litros até o ano de 2016, caso não sejam realizadas medidas para aumentara a eficiência dos processos produtivos.

Além da aplicação do etanol como combustível, existem diversas outras aplicações para o mesmo, podendo ser utilizado para a produção de bebidas alcoólicas destiladas ou fermentadas; na formulação de produtos farmacêuticos, como: loções, pomadas, colônias e perfumes; em laboratórios são utilizados como solventes nas mais variadas sínteses químicas, bem como agente de limpeza de equipamentos e vidrarias. Nas indústrias serve como reagente de partida para vários compostos químicos, tais como ácido acético, butadieno, acetaldeído (MARANGONI, 2010). O etanol pode ser fabricado utilizando qualquer matéria prima que possua açúcar, junto com a ação de bactérias e leveduras, ou pode ser obtido a partir de polissacarídeos, tais como, amido e celulose, que são quebrados em monossacarídeos, para então serem metabolizados para o etanol (DODIC, 2012). A principal matéria prima utilizada no processo de fabricação de álcool no Brasil é a cana de açúcar. Isso ocorre pelo fato da cana de açúcar possuir inúmeras vantagens, tais como: altamente eficiente, baixo custo, além de ser a matéria prima que possui o método de produção mais fácil (Goldemberg et al., 2008b). O álcool produzido a partir desse processo deve passar por um por um processo de destilação até corresponder às especificações mínimas exigidas pela regulamentação. No entanto, projetar uma torre de destilação pode ser uma tarefa difícil, já que muitos parâmetros operacionais afetam o processo de separação. Além disso, a construção de uma planta piloto é custosa e consume muito tempo. Uma alternativa para o problema, é a utilização de simulação computacional do processo de destilação.atualmente, existe um grande número de simuladores no mercado com capacidade de simular uma torre de destilação para separação de etanolágua, no entanto, este trabalho faz parte de um projeto temático do CTBE (Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol) junto à FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) Simulação da Biorrefinaria de Cana-de-Açúcar de 1ª Geração na Plataforma EMSO (Environment for Modelling, Simulation and Optmization). Sendo assim, o EMSO será utilizado para realizar as simulações desse trabalho. O EMSO é um simulador gratuito que possui ambiente gráfico completo e permite ao usuário trabalhar tanto com processos dinâmicos ou estacionário. 2. MODELAGEM Para o cálculo da coluna de destilação é necessária a determinação do perfil de temperatura, perfil das vazões e perfil das composições das correntes e a taxa de transferência de calor em cada estágio. Para alcançar esta determinação, torna-se necessária a resolução do balanço material, balanço de energia e das relações de equilíbrio para cada estágio O modelo matemático mais utilizado em modelagens de colunas de destilação, é o modelo de MESH (Mass, Equilibrium, Summation, Heat): balanço de massa (M), equações de equilíbrio liquido-vapor (E), o somatório das frações molares igual a 1(S) e o balanço de energia (H). Na Figura 1 é representado o esquema de um estágio teórico, onde o número de estágios foi numerado do topo para a base da coluna. Sendo, F alimentação, L vazão de líquido, V vazão de vapor, H entalpia do vapor, h entalpia do líquido, x fração molar do componente i no líquido, y fração molar do componente i no vapor, W purga de vapor, U purga do liquido, T temperatura e P pressão. Com base na Figura 1, e possível obter as equações de MESH:

Equação M - Balanço de massa para o componente i no prato j (C equações para cada estágio): Equação E - Relações de equilíbrio de fases (C equações para cada estágio): Equação S - Somatório das frações molares Equação H - Balanço de Energia no prato (1) (2) (3) (4) (5) Figura 1: Representação esquemática de um estágio genérico. Fonte: Adaptado do portal de engenharia química. Para o desenvolvimento de um modelo de coluna de destilação, diversos modelos de equipamentos periféricos são necessários. A seguir tem-se as equações básicas que descreve os estágios do condensador, refervedor, entrada da alimentação, razão de refluxo e os demais estágios da coluna de destilação. Para realizar a modelagem é necessário enumerar os estágios da coluna de destilação, sendo que, o condensador será contado com primeiro estágio e o revervedor com o último.

A equação que representa a razão de refluxo é dada por: (6) A seguintes equações foram utilizadas para a modelagem do condensador: Balanço Material por componente no condensador (7) Balanço de Energia no Condensador (8) Balanço Material Global no Condensador (9) A seguintes equações foram utilizadas para a modelagem do condensador: Balanço Material por Componente no Refervedor (10) Balanço de Energia no Refervedor (11) A seguintes equações foram utilizadas para a modelagem dos pratos: Balanço material por componente para cada estágio de equilíbrio (12) Balanço de energia para cada estágio de equilíbrio (13) Balanço Material Global para cada estágio de equilíbrio (14)

3. SIMULAÇÃO O modelo da coluna de destilação foi construído através das equações descritas nos tópicos anteriores. As equações foram inseridas no EMSO, utilizando o model, que é uma das linguagens de programação do EMSO (Figura 2). Com isso, todas as unidades da coluna, ou seja, os estágios de equilíbrio, refervedor, condensador, etc., foram modelados. Sendo assim, foi criado um conjunto de submodelos que conectados entre si formam o modelo de todo o sistema de separação em análise. Figura 2: Fluxograma do processo de destilação. Foi instalado um pacote termodinâmico chamado de VRTherm. Com a instalação desse software, torna-se possível obter propriedades físicas e termodinâmicas dos compostos, auxiliando na modelagem, simulação e otimização dos processos. O VRTherm tem em sua biblioteca propriedades de substâncias puras e de misturas, além de utilizar correlações de modelos como: Redlich-Kwong, Peng-Robinson, Van der Waals, UNIFAC, entre outros (SMITH et al., 2007). Com base nos modelos termodinâmicos disponíveis no VRTherm, para prever o ELV da mistura foram utilizados os seguintes modelos: UNIFAC, utilizado para os cálculos da fase liquida e Redlich-Kwong para o cálculo da fase vapor. 4. RESULTADOS Para realizar simulações no estado estacionário no EMSO e necessário antes rodar as simulações no regime transiente. É em seguida utilizar os valores da simulação dinâmica como chutes inicias para simulação no estado estacionário. Neste trabalho foram construídos dois modelos, o primeiro modelo e uma coluna de destilação convencional e o segundo modelo de uma coluna de destilação extrativa. Para validar o modelo foram feitas simulações utilizando o simulador de processos Aspen Plus (versão 7.3) da Aspen Tech, utilizando o módulo RadFrac, que é um modelo rigoroso disponível no Aspen Plus. Na Tabela 1 encontra-se os valores utilizados para a simulação da coluna de destilação convencional.

Tabela 1: Valores utilizados para simulação do processo. EMSO N de estágios 34 Estágio de alimentação 12 RR 2,5 Corrente da Base 160 Kmol/h P 1 atm Ef. Murphee 1 Corrente alimentação (F) 300 kmol/h Pressão alimentação (Pf) 1 atm Temp. alimentação (Tf) 350 k Composição (F) / Água 0,6 Composição (F) / Etanol Tempo de simulação 0,4 5000 s Na Tabela 2, encontra-se os valores obtidos com as simulações. A corrente que sai do fundo da coluna conseguiu alcançar um ótimo resultado, saindo apenas uma pequena fração de etanol juntamente com água. Na corrente do topo da coluna foi alcançado uma pureza de 0,80 do etanol em base molar. Segundo a ANP para o etanol ser comercializado com etanol hidratado e necessário obter uma pureza de 0,85 em base molar. A simulação pode não ter alcançado o valor exigido por erro no modelo termodinâmico usado pelo EMSO. Para verificar o possível erro do modelo termodinâmico foi realizado um mapeamento para identificar o ponto de azeotropo. Para realizar esse mapeamento foram feitas 11 simulações alterando apenas a composição da corrente de entrada. Com o mapeamento foi possível perceber que todas as concentrações convergem para uma faixa de 0,82 a 0,84, sendo que, a concentração do etanol 0,82 se manteve constate, sendo assim o ponto de azeotropo se encontra na concentração 0,82. Tabela 2: Resultados da simulação da coluna convencional. EMSO Topo água (molar) 0,2 Topo etanol (molar) 0,80 Fundo água (molar) 0,9992 Fundo etanol (molar) 0,0008 Qcond (Kw) -5654 Qref (Kw) 5524 Foi construído um novo modelo de uma coluna de destilação extrativa, para separar etanol água utilizando como solvente o etileno glicol. Os valores utilizados para a simulação extrativas estão na Tabela 3.

Tabela 3: Valores utilizados para simulação da coluna extrativa Coluna EMSO (Simples) ASPEN N de estágios 32 32 Estágio de alimentação 8 8 (etanol/agua) Estagio de alimentação etileno 6 6 glicol RR 0,5 0.5 Corrente da Base 250 Kmol/h 250 Kmol/h P 1 atm 1 atm Ef. Murphee 1 1 Corrente de alimentação etileno 100 Kmol/h 100 Kmol/h glicol Corrente alimentação (F) 600 kmol/h 600 kmol/h Pressão alimentação (Pf) 1 atm 1 atm Temp. alimentação (Tf) 355 k 355 k Composição (F) / água 0,15 0,15 Composição (F) / Etanol 0,85 0,85 Tempo de simulação 10000 s 10000 s Os resultados obtidos nas simulações utilizando os dois modelos de destilação extrativa estão da contido na Tabela 4. Os resultados encontrados em ambos os modelos são idênticos, a única diferença entre os modelos é o tempo de simulação gasto. Os modelos utilizados encontram ótimos resultados, a corrente do topo da coluna consegui atingir 0,93 (porcentagem mássica) atingindo a pureza necessário para o etanol se comercializado com etanol anidro, além disso, na corrente do topo da coluna não saiu etileno glicol, o que é muito bom para o processo economicamente. Na corrente de fundo, saiu uma pequena quantidade de etanol, de aproximadamente 0,005 (porcentagem molar), no entanto, esse tipo de perda e normal para esse tipo de processo. Tabela 4: Tabela de resultados da simulação extrativa. EMSO ASPEN Topo água 0,0679 0,0622 Topo etanol 0,9321 0,9378 Topo etileno glicol 0 0 Fundo água 0,18 0,198 Fundo etanol 0,01 0,009 Fundo etileno glicol 0,81 0,795 Qcond (Kw) -78420,32-7340,54 Qref (Kw) 7142 7420,01 Os resultados encontrados entre os dois simuladores são muito próximos, validando o modelo criado no EMSO.

5. CONCLUSÃO Neste trabalho foi construído um modelo de uma coluna de destilação convencional e extrativa para separação do sistema etanol-água dentro do software EMSO. A primeira etapa foi a modelagem das equações de MESH, para resolução de balanço de massa e energia, em seguida, as equações foram inseridas na linguagem de programação do EMSO. Assim, foi criado o primeiro modelo de coluna de destilação convencional. No entanto, o modelo da coluna convencional não conseguir atingir o ponto de azeotropo descrito na literatura, os valores encontrados foram aproximados, sendo o valor encontrado de 0,80 em base molar é o valor descrito na literatura de 0,85. Esse erro ocorreu durante o cálculo do modelo termodinâmico disponível no EMSO. Posteriormente foi criado o segundo modelo para uma coluna de destilação extrativa para separar etanol-água. Os modelos conseguiram convergir para ótimos resultados, alcançado o valor de pureza mínimo exigido para o etanol de 0,93 em base molar. Para validar o modelo construído no EMSO, foram feitas novas simulações no simulador Aspen, utilizando as mesmas condições. O EMSO apresentou resultados satisfatório quando comparados os resultados com do Aspen, isso leva a crer que o modelo do processo destilação pode ser simulado de maneira segura no EMSO. 6. REFERÊNCIAS CONAB Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento da safra brasileira: cana-de-açúcar. Segundo levantamento, 2012. Disponível em: http://www.conab.gov.br/olalacms/uploads/arquivos/12_08_09_15_07_05_boletim_cana_portugues _agosto_2012_2o_lev.pdf Acessado em: Setembro 2014; BNDES Banco Nacional do Desenvolvimento. O déficit de produção de etanol no Brasil entre 2012 e 2015: determinantes, consequências e sugestões de política. BNDES setorial 35 p. 277-302, 2012; DODIC, J. M.. Kinetic modelling of batch ethanol production from sugar beet raw juice. Applied Energy 99, p. 192 197, 2012; MARANGONI, A. C. APLICAÇÃO DO MÉTODO DE ANÁLISE DOS COMPONENTES PRINCIPAIS COM ESPECTROSCOPIA RAMAN EM SISTEMAS DE ETANOL-METANOL. Uni-FACEF. 2010; GOLDEMBERG, J., NIGRO, F. E. B., COELHO, S. T. Bioenergia no Estado de São Paulo: Situação atual, Perspectivas, Barreiras e Propostas. Imprensa Oficial do Estado de São Paulo, 152 p., 2008b; SMITH, J. M.; VAN NESS, H. C.; ABBOTT, M. M. Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química. 7. ed. Tradução de Eduardo M. Queiroz e Fernando L. P. Pessoa. Rio de Janeiro: LTC editora, 2007;