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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Simulação computacional da produção de biodiesel por hidroesterificação
Título [EN]: Computer simulation of biodiesel production by hydro-esterification
Autor(es): Guilherme Duenhas Machado
Palavras-chave [PT]:

Biodiesel. Esterificação. Hidroesterificação. Coluna de destilação reativa. Reator PBR. Simulação computacional. Produção. Brasil.

Biodiesel. Reactive distillation column. Simulation. Esterification. Hydro-esterification. PBR. Brazil.

Vladimir Ferreira Cabral [Orientador] - UEM Carla de Cássia Rodrigues da Silva Rossi - UEM Christian Gonçalves Alonso - Universidade Federal de Goiás Edson Antonio da Silva - UNIOESTE Camila da Silva - UEM

Resumo: O desenvolvimento de fontes limpas de energia tornou-se uma necessidade de suma importância, devido às consequências do aquecimento global intensificadas nos últimos anos e a inevitável carência futura de combustíveis fósseis. Por esta razão, a produção de biodiesel, combustível limpo que pode substituir parcial ou totalmente o óleo diesel, tem alcançado destaque significativo. O método convencional de produção deste biocombustível é descontínuo e em catálise alcalina homogênea e requer matérias primas de elevada qualidade. A produção de biodiesel pela reação de hidroesterificação a partir de matéria graxa sem restrições significativas atrai destaque devido a uma série de vantagens que esta técnica apresenta. Esse trabalho tem como principal objetivo contribuir com este tema, apresentando simulações computacionais de um processo contínuo multi-etapas de produção de biodiesel por hidroesterificação. Para a etapa de hidrólise optou-se pelo reator tubular de leito fixo enquanto que para a etapa de esterificação fez-se uso da tecnologia da coluna de destilação reativa, parte central desta tese. Os resultados das análises de sensibilidade definiram as melhores condições para a etapa de hidrólise que foram de 80 mol/min para a vazão de alimentação, razão molar de alimentação entre a água e a trioleína de 11:1 a 220 °C com 20g de catalisador no interior do reator tubular. Já para a etapa de esterificação, a coluna de destilação reativa simulada no exemplo do biodiesel etílico de soja, as condições ótimas foram: razão de refluxo mínima, refervedor desligado, 480 K na corrente de entrada de hidrolisado de soja, 40g de catalisador por estágio. Na análise térmica no refervedor, a opção por desliga-lo além da melhor eficiência gerou redução no consumo de energia ao longo da coluna, e ainda evita-se a exposição do biodiesel a elevadas temperaturas. Com estas condições operacionais de ambas as etapas, conversões de até 99% foram obtidas, superiores à pureza do biodiesel a ser comercializado sob as legislações atuais vigentes no país. Abstract: The development of clean energy sources has become a necessity of the utmost importance, because the consequences of global warming intensified in recent years and the inevitable future shortages of fossil fuels. For this reason, the production of biodiesel, a clean fuel that can partially or totally replace diesel oil, has achieved significant prominence. The conventional method of production of this biofuel is discontinuous with basic homogeneous catalysis and requires materials of high quality. The production of biodiesel by reacting hidroesterification from fatty matter without significant restrictions attracts prominent due to a number of advantages that this technique has. This work has as main objective to contribute to this theme, presenting computer simulations of a multi-steps continuous process for producing biodiesel by hidroesterification. For the hydrolysis step we chose the packed bed reactor (PBR) while for the esterification step was made use of the technology of reactive distillation column, the central part of this thesis. The results of sensitivity analysis defined the best conditions for the hydrolysis step that were 80 mol / min of molar flow rate, feed molar ratio between water and triolein to 11:1 at 220 °C with 20g of catalyst in inside the tubular reactor. As for the esterification step, the reactive distillation column simulated in the example that soy hydrolyzed react with ethanol, the optimum conditions were: minimum reflux ratio, reboiler off, 480 K in the feed of soy hydrolyzed, 40g of catalyst in each stage. In the reboiler thermal analysis, the best efficiency generated a reduction in energy consumption along the column, and yet avoids the exposure of biodiesel at high temperatures. With these operating conditions of both steps, up to 99% conversions were obtained, the higher purity of the biodiesel to be marketed under the current legislation in force in Brazil.

Idioma: Português Data de Publicação: 2011 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Vladimir Ferreira Cabral Co-Orientador: Prof. Dr. Lúcio Cardozo Filho, Donato A. G. Aranda Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia . Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Nível: Tese (doutorado em Engenharia Química)/ UEM: Departamento de Engenharia Química

Responsavel: beth
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Tese GuiDM.pdf
Tamanho: 9624 Kb (9855143 bytes)
Criado: 09-09-2013 11:22
Atualizado: 09-09-2013 11:28
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