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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Obtenção da configuração otima do processo de destilação extrativa do etanol utilizando os solventes glicerol e dipropilenoglicol
Autor(es): RADWAN JAMAL BARAKAT DAAKOUR
Primeiro orientador: PATRICIA CRISTINA DE ARAUJO PUGLIA DE CARVALHO
Resumo: Diante do crescente avanço com as preocupações ambientais e a procura constante por novas fontes de energia renováveis, o etanol anidro desempenha um papel de destaque no desenvolvimento sustentável e no enfrentamento de desafios energéticos atrelados a dependência de combustíveis fósseis. Considerado um símbolo de inovação, etanol anidro é produzido mediante processos físico-químicos e biológicos, com destaque para as operações unitárias utilizadas nos processos de separação da água e álcool. Desse modo, um dos principais desafios nos processos de separação, em especial a destilação, ocorre em virtude da mistura álcool e água formarem um azeótropo o que dificulta a separação dos dois compostos. Nesse contexto, a destilação extrativa surge como uma alternativa viável para superar esse desafio, permitindo a obtenção de etanol anidro com maior pureza e eficiência. Diante da problemática mencionada, o presente trabalho tem como objetivo otimizar o processo de destilação extrativa do etanol, utilizando os solventes glicerol e dipropilenoglicol, visando melhorar a eficiência energética e obter um produto com a especificação técnica mínima de 99,3 %m exigida pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Com esse propósito foi realizada uma simulação computacional utilizando o software gratuito DWSIM e o modelo termodinâmico NRTL, onde foram analisadas variáveis como: número de estágios teóricos, razão de refluxo, composição do solvente e pressão de operação. Os resultados obtidos indicaram que a configuração que apresentou melhor eficiência de separação foi uma coluna de destilação extrativa com 22 estágios, sendo a alimentação feita no décimo segundo prato e a entrada do solvente no quarto prato. Além disso, o melhor resultado ocorreu adicionando-se uma mistura de com 70% de glicerol e 30% de dipropilenoglicol. A partir das condições operacionais mencionadas, foi possível obter etanol anidro com um teor alcoólico de 99,31%m e reduzir o consumo energético em 17,84%, evidenciando a eficácia e a viabilidade do processo. Portanto, fica claro a eficácia da destilação extrativa utilizando glicerina e dipropilenoglicol como uma alternativa promissora e sustentável na purificação do etanol, proporcionando não apenas uma maior pureza do etanol, mas também uma significativa redução do impacto ambiental e dos custos operacionais, o que contribui para a viabilidade econômica e ambiental do processo.
Abstract: Given the growing concerns about environmental issues and the continuous search for new sources of renewable energy, anhydrous ethanol plays a prominent role in sustainable development and in addressing energy challenges linked to the dependence on fossil fuels. Considered a symbol of innovation, anhydrous ethanol is produced through physicochemical and biological processes, with particular emphasis on the unit operations used in the separation of water and alcohol. One of the main challenges in separation processes, especially distillation, arises from the fact that the alcohol-water mixture forms an azeotrope, making it difficult to separate the two compounds. In this context, extractive distillation emerges as a viable alternative to overcome this challenge, enabling the production of anhydrous ethanol with higher purity and efficiency. Given this issue, the present study aims to optimize the extractive distillation process of ethanol using glycerol and dipropylene glycol as solvents, with the goal of improving energy efficiency and obtaining a product that meets the minimum technical specification of 99.3 %w ethanol required by the National Agency of Petroleum, Natural Gas, and Biofuels. To achieve this, a computational simulation was carried out using the free software DWSIM and the NRTL thermodynamic model, where variables such as the number of theoretical stages, reflux ratio, solvent composition, and operating pressure were analyzed. The results indicated that the configuration with the best separation efficiency was an extractive distillation column with 22 stages, with the ethanol feed introduced at the twelfth stage and the solvent entering at the fourth stage. Additionally, the best results were obtained by adding a solvent mixture composed of 70% glycerol and 30% dipropylene glycol. Under these operating conditions, it was possible to obtain anhydrous ethanol with an alcohol content of 99.31 %w and reduce energy consumption by 17.84%, demonstrating the effectiveness and feasibility of the process. Therefore, the efficacy of extractive distillation using glycerol and dipropylene glycol as a promising and sustainable alternative for ethanol purification is evident, providing not only higher ethanol purity but also a significant reduction in environmental impact and operational costs, contributing to the economic and environmental viability of the process.
Palavras-chave: Etanol anidro
Destilação extrativa
Glicerol
Dipropilenoglicol
Simulação computacional
Separação por solventes
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/11642
Data do documento: 2025
Aparece nas coleções:Engenharia Química - Bacharelado (INQUI)

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