Navegando por Assunto "Fractionation processes"

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Acesso aberto (Open Access)
Estudo comparativo dos processos de separação na obtenção do biodiesel de óleo de palma bruto (Elaeis guineensis, Jacq)
(Universidade Federal do Pará, 2014-05-05) RIBEIRO, Haroldo Jorge da Silva; ARAÚJO, Marilena Emmi; http://lattes.cnpq.br/8983914018546682; MACHADO, Nelio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Neste trabalho investigou-se a influência dos processos de separação sobre o rendimento e as propriedades relativas à qualidade do biodiesel de óleo de palma bruto (Elaeis guineensis, Jacq) obtido em escala laboratorial, tais como decantação, centrifugação, evaporação, lavagem e desidratação, onde se utilizou as seguintes condições operacionais: tempo de decantação (borra/óleo neutro) – 120 minutos a 50 °C; tempos de decantação utilizados na lavagem do óleo neutro 60, 90 e 120 minutos a 50 °C; percentagens de H2O utilizadas na lavagem do óleo neutro 10%, 20% e 30% (m/m); temperaturas de centrifugação para separação do óleo neutro/borra e lavagens do óleo neutro 40, 50 e 60 °C; temperatura e faixa de pressão de desidratação do óleo neutro e do biodiesel 80 °C e 480,0 a 80,0 mbar respectivamente; temperatura e pressões de evaporação do etanol em excesso 75 °C e 213,3 e 146,6 mar respectivamente; tempos de decantação do sistema biodiesel/glicerina e de lavagens 60, 90 e 180 minutos a 50 °C; temperatura de operação utilizada na centrifugação na separação do sistema biodiesel/glicerina 50 °C; porcentagem de H2O utilizada na lavagem do biodiesel por centrifugação 20% em relação à fase éster. Os resultados constataram que a neutralização, em geral, foi satisfatória, pois gerou cerca de 10% de borra, ressaltando o Experimento 1 que gerou cerca de 84,6% em massa de óleo neutro. As lavagens em 90 minutos (Exp. 1) e com 20% em água (Exp.2) apresentaram os melhores desempenhos para a separação por decantação, enquanto que para o processo de centrifugação a melhor separação e lavagem ocorreram a 40 e 50 °C respectivamente. Em relação à evaporação do etanol, o melhor percentual em álcool foi obtido a 80 ºC e 146,6 mbar. Em relação à separação das fases ricas em ésteres e glicerol, o processo de centrifugação a 50 ºC gerou um biodiesel de melhor qualidade, entretanto, os melhores rendimentos se observaram no biodiesel proveniente do processo de decantação. A avaliação final do biodiesel produzido neste trabalho mostrou-se positiva, pois a maioria dos parâmetros analisados encontra-se de acordo com as especificações oficiais.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem e simulação de processos de separação a altas pressões: aplicações com Aspen hysys
(Universidade Federal do Pará, 2014) CUNHA, Vânia Maria Borges; MACHADO, Nélio Teixeira de; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065; ARAÚJO, Marilena Emmi; http://lattes.cnpq.br/8983914018546682
Neste trabalho, foi elaborada uma base de dados de parâmetros de interação binária de diferentes regras de mistura, para as equações de estado de Soave-Redlich-Kwong (SRK) e Peng-Robinson (PR), a partir de dados experimentais de sistemas binários e multicomponentes de hidrocarbonetos, N2, CO2, água, β-caroteno, etanol, acetona e metanol, com objetivo de aplicar em simulações com o Aspen Hysys aos processos de fracionamento do gás natural em um processo de turbo-expansão simplificado; de fracionamento de óleo, gás e água, em separador trifásico, de extração com CO2 supercrítico de acetona de uma solução aquosa e de β-caroteno de uma solução aquosa, em coluna de multiestágios em contracorrente. De modo geral, não ocorreram diferenças significativas na predição do equilibro de fases dos sistemas binários estudados, para ambas as equações, com as regras de mistura quadrática, Mathias-Klotz-Prausnitz (MKP) com dois e três parâmetros. Cabe destacar que a regra de mistura MKP com 3 parâmetros de interação binária apresentou os menores erros absolutos para os sistemas binários de hidrocarbonetos e CO2/ hidrocarbonetos. Para os ajustes de dados de equilíbrio dos sistemas multicomponentes de hidrocarbonetos, a equação de SRK combinada com a regra de mistura quadrática com 2 parâmetros de interação binária, foi a que apresentou os menores erros médios para os sistemas ternários e para o sistema com 5 componentes em ambas as fases. No estudo de caso do separador trifásico a equação de SRK com a regra de mistura RK-Aspen foi a que apresentou a maior separação da fase aquosa de todas as simulações (285,68 kg/h) contra 256,88 kg/h para a equação SRK, 249,81 kg/h para a equação PR e 152,90 kg/h para a equação PRSV, confirmando a grande influência do uso da matriz de parâmetros de interação binária determinada neste trabalho, com destaque para os parâmetros que representam as interações entre os hidrocarbonetos com a água. Os resultados das simulações com a planta simplificada de turbo-expansão estão de acordo com a análise descrita na literatura, apresentando as seguintes taxas de recuperação de etano: 84,045% para PRSV, 84,042% para SRK, 84,039% para TST e PR e 83,98% para RKAspen. O produto final da simulação publicada na literatura para o fracionamento de uma solução aquosa de acetona utilizando o processo de extração com CO2 supercrítico consistiu na corrente de saída do fundo da coluna de destilação a 65 atm (6586 kPa), com uma composição de 67,67 % de CO2 (74,3 kg/h), 31,11% de acetona (34,15 kg/h) e 1,21% (1,33 kg/h) de água em base mássica. Na simulação com o Aspen Hysys a corrente de saída da coluna de destilação foi submetida a um conjunto de separadores flash para a separação do CO2 atingindo a recuperação de 27 kg/h de acetona em três correntes (11,14 e 15) com menos de 5 kg/h residuais de CO2 e 0,8 kg/h de água. O fracionamento da solução aquosa de β- caroteno foi simulado com o Aspen Hysys, com uma coluna de múltiplos estágios em contracorrente e um separador flash vertical para a separação do CO2. As simulações convergiram com, no mínimo, cinco estágios. Foi obtida uma corrente de fundo (produto) do separador flash com 97,83% de β-caroteno contra 89,95% em massa, para a simulação de um extrator de um único estágio publicada na literatura.
Acesso aberto (Open Access)
Simulação do fracionamento em coluna em contracorrente de óleo de peixe e de solução aquosa com dióxido de carbono supercrítico
(Universidade Federal do Pará, 2015-08-11) SILVA, Marcilene Paiva da; ARAÚJO, Marilena Emmi; http://lattes.cnpq.br/8983914018546682
Este trabalho teve como objetivo geral a simulação com o Aspen Hysys, do processo de fracionamento utilizando dióxido de carbono supercrítico, em colunas de multiestagios em contracorrente de solução aquosa de etanol e de óleo de peixe, empregando equações de estado cúbicas com os parâmetros de interação binária extraídos de uma base de dados de parâmetros, previamente elaborada com diferentes regras de mistura, para as equações de estado de Soave-Redlich-Kwong (SRK), Peng-Robinson (PR), suas respectivas modificadas e Redlich-Kwong- Aspen (RK-Aspen), a partir de dados experimentais de sistemas binários de ésteres etílicos e metílicos, ésteres de ácidos graxos de óleo de peixe, biocompostos, sistemas aquosos e componentes minoritários de óleos vegetais. De modo geral, não ocorreram diferenças significativas na predição do equilibro de fases para todas as equações de estado utilizadas com as regras de mistura Quadrática, Mathias-Klotz-Prausnitz (MKP) com 2 e 3 parâmetros, KM1 com 3 parâmetros e RK-Aspen com 2 e 4 parâmetros. Cabe destacar que a regra de mistura RK-Aspen com 4 parâmetros de interação binária apresentou os menores erros absolutos para a maioria dos sistemas estudados. No simulador foi utilizada a equação de estado de Redlich-Kwong-Aspen como pacote termodinâmico, com as regras de mistura RK-Aspen. As simulações a pressão de 140 e 145 bar e 60°C para as composições P1 e P8 mostraram que o aumento da concentração de (eC20:53) e (eC22:63) ocorreu as custas do consumo de solvente (dióxido de carbono), ou seja, com o aumento da relação S/F, atingindo 85,67 % para S/F= 200 para a composição P1 e 70,61% para S/F=150 para a composição P8. Os resultados das simulações deste trabalho a 145 bar e 60°C, com as relações S/F de 70, 90, 110 e 130, utilizando diferentes composições de óleo de peixe, apresentaram rendimento em fluxo de rafinado superior em relação a coluna simulada na literatura, no Aspen Plus com a equação de Peng-Robinson, para todas as relações de S/F. Quanto a qualidade de recuperação dos compostos de interesse (eC20:53 e eC22:63), ambas as simulações apresentaram desempenho similares. Para o processo de fracionamento de soluções aquosas foram realizadas a pressão de 101 bar e temperatura de 333 K. Os resultados mostraram que as simulações reproduziram os experimentos na maioria das condições operacionais em escalas de laboratório, piloto e industrial publicados na literatura.