trabalho de termodinamica

8/19/2019 Trabalho de Termodinamica

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Heronildes Júnior

Jéssica Tamiris

Produção de Biodiesel: Simulação de

Separador Flash utilizando software Hysys

para recuperação de etanol

Universidade Federal do Rio Grande do NorteCentro de Tecnologia

Departamento de Engenharia Química

Termodinâmica QuímicaProfessor: Osvaldo Chiavone Filho


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Introdução

• Alternativa em relação ao petróleo e seusderivados (produção mais barata e menoremissão de poluentes);

• Pode ser obtido de qualquer óleo vegetalconsiderado óleo fixo ou de gordura animal;

• O processo para transformação de óleovegetal em biodiesel é chamadoTransesterificação.


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Usina de Biodiesel de Candeias: Primeira usina “verde”

da Petrobras a entrar em operação.


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Desvantagens

• São previstos grandes volumes de glicerinaproduzidos;

• Economicamente mais caro que o diesel;

•

Polêmica em torno da utilização dealimentos.


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Obtenção de biodiesel emlaboratório

Pesagem do KOH Início da agitação do álcool

metílico e do Hidróxido dePotássio


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Mistura mais translúcida no início

da agitaçãoMistura menos translúcida ao

final da agitação


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Decantação de biodiesel e glicerol

alguns minutos após sua produção

Decantação de biodiesel e glicerol

alguns minutos após 24 h


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Fluxograma do Processo deProdução do Biodiesel


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Separação Flash (Destilação deEquilíbrio)

•Separação em um único estágio;

• Separação em duas fases de equilíbrio.


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Aplicação do Hysys na simulaçãocomputacional (Separador Flash)


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Objetivos Específicos

•Definição das variáveis do processo;

• Simulação das condições operacionais deseparação (etanol – glicerina) utilizandoHYSYS.


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Condições de Entrada

• Fração de vapor – 0,0;• Temperatura – 29,00 ºC;

• Pressão - 100 kPa;

• Fluxo molar – 3,092 kg-mol/h;• Vazão mássica – 222,9 kg/h;

• Vazão volumétrica – 0,1921 m3/h;

• Fluxo de calor – 1,69E6 kJ/h;

• A corrente de alimentação do separador foi caracterizada porconter um fluxo molar de 1,000 kg-mol/h de etanol e 2,092kg-mol/hora de glicerina.


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Corrente inicial pressurizada com o auxílio de uma bomba e acorrente resultante teve as seguintes características:

• Fração de vapor – 0,0;

• Temperatura – 29,14 ºC;


• Fluxo molar – 3,092 kg-mol/h;

• Vazão mássica – 222,9 kg/h;

• Vazão volumétrica – 0,1921 m3/h e;

• Fluxo de calor – 1,69E6 kJ/h.


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Antes de ser admitida no separador flash, a corrente desaída da bomba foi inserida através de um trocador de

calor. Características na saída do trocador:

•Fração de vapor – 0,0;

• Temperatura – 80,00 ºC;• Pressão - 600 kPa;


• Vazão mássica – 222,9 kg/h;• Vazão volumétrica – 0,1921 m3/h e;


A t d íd d t d t é d


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A corrente de saída do trocador passou através de umaválvula de redução de pressão e suas características

foram alteradas para que a mesma entrasse no vaso de

separação flash como:






•Vazão volumétrica – 0,1921 m3/h e;



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Condições de Saída

Corrente de vapor (topo):



•

Pressão - 30 kPa;• Fluxo molar – 0,000 kg-mol/h;


• Vazão volumétrica – 0,000 m3/h;

• Fluxo de calor – 0,000 kJ/h.

Corrente de líquido (base):


•Temperatura – 49,49 ºC;

•

Pressão - 300 kPa;• Fluxo molar – 3,092 kg-mol/h;


• Vazão volumétrica – 0,1921

m3/h;•Fluxo de calor – 1,69E6 kJ/h.


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Segunda simulação

Corrente de vapor (topo):

• Fração de vapor – 1,0000;• Temperatura – 79,33 ºC;• Pressão – 24,30 kPa;• Fluxo molar – 0,7026 kg-

mol/h;• Vazão mássica – 22,52

kg/h;• Vazão volumétrica –

2,829E-3 m3/h e;• Fluxo de calor – 1,398E-5

kJ/h.

•Corrente de líquido (base):



•

Pressão – 24,30 kPa;• Fluxo molar – 2,390 kg-

mol/h;

• Vazão mássica – 200,4

kg/h;• Vazão volumétrica – 0,138

m3/h e;

• Fluxo de calor – 1,500E6

kJ/h


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Eficiência da separação do sistema


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Layout dos equipamentos e dados do balanço de massa


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•RECUPERAÇÃO DO ETANOL EM COLUNA DEADSORÇÃO NA PRODUÇÃO DE BIODIESEL DOÓLEO DE PALMA. Rendimento Médioaproximado ao simulado.


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Conclusão

O trabalho apresentou a possibilidade de usode um sistema de separação flash pararecuperação de álcool no processo de

produção de biodiesel. Em razão de seu baixocusto, o separador flash pode ser competitivo.


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Referências Bibliográficas

•BIODÍESEL. O QUE É! Disponível em: http://goo.gl/hG5b6OAcesso em 25/11/13.

•SMITH, J. M.. Introdução à termodinâmica da engenhariaquímica. 7. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos,c2007. 626 p.

•BELTRÃO, N. E. M. E OLIVEIRA, M. I. P. ‐ EMBRAPA ALGODÃO.

Oleaginosas e seus óleos: Vantagens e Desvantagens para

Produção de Biodiesel. Campina Grande, 2008.
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