Destilação multicomponente de nafta sintética em coluna de filme descendente em série

Abstract

Nesta tese estão apresentados os resultados experimentais obtidos na separação de misturas multicomponentes em coluna de destilação de filme descendente assistida por termossifão (câmara de vapor). O tema envolve a exigência crescente em se realizar o processo de modo a obter a maior eficiência energética. Foram utilizadas misturas de nafta sintética e nafta alquilada para investigar o comportamento da separação na unidade em questão, bem como, a separação multicomponente em uma série de colunas. Verificou-se que o modo de operação da câmara de vapor em perfil apresenta melhores resultados do que o isotérmico. Também se observou que a diferença de temperatura estabelecida entre as correntes da base e topo tem influência no fator de separação. Aliado a isso há um menor consumo de energia por parte do evaporador em torno de 20 % quando comparado à coluna de destilação convencional simulada no software Hysys®. Em relação ao estudo da separação utilizando uma sequência de colunas, constatou-se que para o presente caso, a sequência indireta é mais adequada. O processo realizado em uma série também é mais vantajoso do ponto de vista energético, pois resultou em uma redução total de energia para as três colunas da série em torno de 12 % comparada à unidade convencional. Para os melhores experimentos, os valores das eficiências energéticas foram superiores a 95 %, caracterizando a conservação desta propriedade. Por outro lado, os valores das eficiências exergéticas dos melhores experimentos foram superiores a 85 %. Portanto, a coluna de filme descendente é indicada para separar misturas multicomponentes como nafta sintética.

Abstract : In this thesis are presented the experimental results obtained in the separation of multicomponent mixtures in thermosyphon assisted falling film distillation column (vapor chamber). The current theme involves the increasing requirement to carry out the process in order to obtain the highest energy efficiency. So in this investigation mixtures of synthetic naphtha and alkylated naphtha were used to investigate the separation behavior in the unit in question as well as the multicomponent separation in a series of columns. It has been found that the mode of operation of the profile vapor chamber presents better results than isothermal. It was also observed that the temperature difference established between base and top influences the separation factor. Allied to this there is a lower energy consumption by the evaporator around 20% compared to the simulate in Hysys® software. With respect to the separation study using a column sequence, it has been found that for the present case, the indirect sequence is more suitable. The process accomplished in a series is also more advantageous from the energy point of view as it resulted in a total energy reduction for the three columns in the series of 12%. For the best experiments, the energy efficiency values were higher than 95%, characterizing the conservation of this property. On the other hand, the values of the exergetic efficiencies of the best experiments were higher than 85%, indicating the irreversibility of the process. Therefore, the falling film column is indicated for separating multicomponent blends such as synthetic naphtha.