Proposta de intensificação do processo de separação de acetona e n-heptano via recompressão de vapor
DOI:
https://doi.org/10.22409/engevista.v22i1.65867Palavras-chave:
recompressão de vapor, destilação extrativa, economia energéticaResumo
Acetona e n-heptano são comumente encontrados em efluentes nas indústrias química e farmacêutica. Devido à tendência de formação de uma mistura azeotrópica, sua separação requer processos específicos. Frente aos impactos ambientais associados às suas atividades, a indústria química vem passando por transformações tecnológicas visando a maior ecoeficiência de seus processos. A recompressão de vapor se destaca como uma estratégia de intensificação atrativa para esta finalidade. No presente trabalho, propõem-se três configurações baseadas em recompressão de vapor aplicadas ao processo de separação da mistura acetona e n-heptano. O processo convencional e as propostas de intensificação foram projetados por simulação computacional no software UniSim Design R490. A fim de se obter resultados mais realistas, foi considerada a respectiva planta de utilidade, com os sistemas de água de resfriamento, refrigeração com R-152a e geração de vapor. Destacam-se as propostas PI2 e PI3 com reduções, respectivamente, de 39,51% e 34,43% de consumo energético total.
Downloads
Referências
BERJE, J.; SCHEDEMANN, A.; GMEHLING, J. Liquid densities of acetone and n-heptane and excess volumes of the binary system in a wide temperature and pressure range. Fluid Phase Equilibria, v. 300, p. 110-115, 2011.
KAZEMI, A.; MEHRABANI-ZEINABAD, A.; BEHESHTI, M. Evaluation of various heat pump assisted direct, indirect, Petlyuk and side stripper sequences for three-product separations. Chemical Engineering Science, v. 181, p. 19-35, 2018.
KIANINIA, M.; ABDOLI, S. M. The Design and Optimization of Extractive Distillation for Separating the Acetone/n-Heptane Binary Azeotrope Mixture. ACS omega, v. 6, p. 22447-22453, 2021.
KISS, A. A.; SMITH, R. Rethinking energy use in distillation processes for a more sustainable chemical industry. Energy, v. 203, p. 117788, 2020.
LIU, J. L.; WANG, X. Y.; ZHANG, L. L.; FANG, M. J.; WU, Y. L.; WU, Z.; QIU, Y. K. Two-dimensional countercurrent chromatography× high performance liquid chromatography with heart-cutting and stop- and-go techniques for preparative isolation of coumarin derivatives from Peucedanum praeruptorum Dunn. Journal of Chromatography A, v. 1374, p. 156-163, 2014.
MARIPURI, V. O.; RATCLIFF, G. A. Measurement of isothermal vapor-liquid equilibriums for acetone-n-heptane mixtures using modified Gillespie still. Journal of Chemical and Engineering Data, v. 17, n. 3, p. 366-369, 1972.
MARLOT, L.; FAURE, K. Preparative two dimensional separations involving liquid–liquid chromatography. Journal of Chromatography A, v. 1494, p. 1-17, 2017.
PALUDO, G. C.; CATHARINA, J. P. B. Avaliação da ecoeficiência e da intensificação do processo de separação de acetona e n-heptano via recompressão de vapor. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Química), Universidade Federal Fluminense, 2023. Disponível em: https://app.uff.br/riuff/handle/1/29879. Acesso em: 13 set. 2023.
ZHU, Z.; BAI, W.; QI, P.; DAI, Y.; WANG, Y.; CUI, P.; GAO, J. Liquid liquid equilibrium data for the separation of acetone from n-heptane using four imidazolium-based ionic liquids. Journal of Chemical & Engineering Data, v. 64, p. 1202-1208, 2019.