Simulação e otimização do processo de produção de etanol hidratado da Usina Sonora S/A

Abstract

Hodiernamente, com o aumento crescente da preocupação com aspectos ambientais do planeta, o etanol se apresenta cada vez mais como uma excelente alternativa para a inevitável substituição dos combustíveis fósseis. Nesta perspectiva, se faz necessário a análise e otimização dos processos de destilação deste biocombustível, que pode ser realizada via simulação computacional. Dessa forma, este trabalho teve o objetivo de validar a utilização do Aspen Plus® no processo de produção de etanol hidratado da Usina Sonora, tal como utilizá-lo para otimizar as condições operacionais e estruturais das colunas de destilação. O Aspen Plus® apresentou dados confiáveis e condizentes quando comparados aos obtidos via análises laboratoriais, o que comprova sua eficiência na interpretação do processo produtivo da Usina Sonora. O software também foi utilizado para otimizar as condições estruturais do sistema de destilação, como o estágio de alimentação da flegma líquida na coluna B e de saída de flegma vapor na coluna A. Os estágios ideais definidos foram o 36 e o 6, respectivamente. Além disso, foram realizadas análises para otimização das razões de refluxo utilizadas nas colunas D e B. Neste caso, os valores ótimos desta variável foram de 3 e 4, respectivamente. Com isso, para o cenário otimizado, o sistema apresentou uma diminuição percentual na fração mássica de etanol na flegmaça de 3,95% quando comparado a simulação da planta atual da Usina Sonora, o que representa um ganho de capacidade de 1435,26 L/h de etanol hidratado. Além disso, o cenário otimizado apresentou uma baixa perda de etanol na vinhaça e um produto dentro das especificações técnicas exigidas pela Agência Nacional do Pétróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (94,5 %m).