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Previous issue date: 2016-08-22 / Capes / A destilação extrativa é um método bastante utilizado em indústrias alcooleiras para se
obter etanol anidro, cujo processo é composto por duas colunas de destilação, onde a primeira coluna (coluna de destilação extrativa) tem como função desidratar o etanol e a segunda coluna (coluna de recuperação) recuperar o solvente utilizado no processo. Colunas de destilação são responsáveis por um consumo bastante elevado de energia em uma planta e, por isso, diversos métodos de otimização têm sido publicados na literatura, cujos resultados propõem mudanças nas condições operacionais e design do sistema. Além da necessidade de que este sistema opere em condições ótimas, também é necessário se obter um sistema de controle eficiente e que seja capaz de manter o etanol anidro produzido dentro da especificação desejada, mesmo diante
distúrbios que ocorrem normalmente neste processo. Sendo assim, o tema deste trabalho surgiu da união destes dois pontos importantes, otimização e controle, no qual o objetivo é estudar o comportamento dinâmico e o controle do processo de destilação extrativa para obtenção de etanol anidro, utilizando etileno glicol como solvente e com integração térmica entre correntes do processo. Sob este escopo, traçou-se objetivos específicos inexistentes na literatura consultada, que são as influências da integração térmica, do teor de solvente e do grau de pureza de etanol anidro que se deseja obter sobre o controle de sistemas de destilação extrativa. Os resultados mostram que o teor de solvente e a presença da integração térmica causam desvios na composição do produto de interesse (etanol anidro), em comparação com o processo sem integração térmica, quando ocorrem distúrbios na alimentação para o mesmo sistema de controle. O grau de pureza de etanol anidro que se deseja obter também causa influência no controle da pureza. De maneira geral, estes efeitos se apresentaram de forma mais acentuada
nos casos em que o sistema opera com alto teor de solvente (condição que representa menor consumo energético). Sendo assim, foram propostas modificações no esquema de controle, proporcionando melhores resultados para estes casos. / Extractive distillation is a method widely used in the alcohol industry to obtain
anhydrous ethanol, which process consists of two distillation columns where the first column
(extractive distillation column) has the function to dehydrate ethanol and the second column
(recovery column) recovers the solvent used in the process. Distillation columns are responsible
for a very high energy consumption in a plant and thus various methods of optimization, which
results suggest changes in operating conditions and system design, have been published in the
literature. In addition to the need for this system to operate in optimum conditions, it is also
necessary to provide an efficient control system that is able to maintain anhydrous ethanol
produced within the desired specification even after the disturbances that normally occur in this
process. Thus, the theme of this work arose from the union of these two important points,
optimization and control, in which the goal is to study the dynamic behavior and the control of
the extractive distillation process for obtaining anhydrous ethanol, using ethylene glycol as a
solvent and thermal integration between process streams. Under this scope, specific objectives
nonexistent in the literature were drawn, which are the influences of thermal integration, solvent
content and the degree of purity of anhydrous ethanol to be obtained on the control of extractive
distillation systems. The results show that the solvent content and the presence of thermal
integration causes deviations in the product composition of interest (anhydrous ethanol)
compared to the process without heat integration, when disturbances occur in the feed for the
same control system. The degree of purity of anhydrous ethanol to be obtained also causes
influence over controllability. Generally, these effects are exhibited more markedly when the
system operates with high solvent content (optimum operating point). So changes were
proposed for the control scheme, providing better results for these cases.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/300 |
| Date | 19 March 2018 |
| Creators | RAMOS, Wagner Brandão. |
| Contributors | BRITO, Romildo Pereira., FIGUEIRÊDO, Marcella Feitosa de., MORAES JÚNIOR, Arioston Araújo de., BRITO, Karoline Dantas., SILVA, José Nilton., VASCONCELOS, Luis Gonzaga Sales. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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