Trabalho de Termodinamica
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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;
• Pressão - 700 kPa;
• 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;
• 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.
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:
• Fração de vapor – 0,0740;
• Temperatura – 73,40 ºC;
• Pressão - 40 kPa;
• 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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Condições de Saída
Corrente de vapor (topo):
• Fração de vapor – 1,0000;
• Temperatura – 49,49 ºC;
•
Pressão - 30 kPa;• Fluxo molar – 0,000 kg-mol/h;
• Vazão mássica – 0,000 kg/h;
• Vazão volumétrica – 0,000 m3/h;
• Fluxo de calor – 0,000 kJ/h.
Corrente de líquido (base):
• Fração de vapor – 0,000;
•Temperatura – 49,49 ºC;
•
Pressão - 300 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.
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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):
• Fração de vapor – 0,0000;
• Temperatura – 79,33 ºC;
•
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.
http://goo.gl/hG5b6O%20Acesso%20em%2025/11/13http://goo.gl/hG5b6O%20Acesso%20em%2025/11/13http://goo.gl/hG5b6O%20Acesso%20em%2025/11/13http://goo.gl/hG5b6O%20Acesso%20em%2025/11/13http://goo.gl/hG5b6O%20Acesso%20em%2025/11/13http://goo.gl/hG5b6O%20Acesso%20em%2025/11/13