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    Acesso aberto (Open Access)
    Estudo computacional de recuperação de acetona no processo de produção de fibras de acetato de celulose
    (Universidade Federal de São Paulo, 2024-07-30) Ruas, Camila Vieira [UNIFESP]; Falleiro, Rafael Mauricio Matricarde [UNIFESP]; Tovar, Laura Plazas [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/5957249756042771; http://lattes.cnpq.br/7264259801951867; http://lattes.cnpq.br/4823538270217800
    Em determinadas indústrias têxteis a acetona é utilizada como solvente na produção de fibras de acetato de celulose, como não é agregada ao produto, é necessária sua recuperação no final do processo, principalmente por fatores econômicos e ambientais. Com o aumento do apelo por operações mais sustentáveis e utilização responsável de recursos naturais, a busca por processos com desempenho mais eficiente, com menores consumos energéticos e de matéria prima, têm se tornado metas globais em diversos países, principalmente no setor industrial. O presente trabalho realizou um estudo do processo de destilação com modulação de pressão da acetona/água, de uma planta de produção de fibras de acetato de celulose e realizou uma análise de sensibilidade dos principais parâmetros de processos (vazão de vapor, razão de refluxo e pressão das colunas), com objetivo de avaliar o melhor condições operacionais relativo a consumos energéticos e especificações de processo. Como alternativa, é apresentado um estudo de substituição da destilação com modulação de pressão por Extração Líquido-Líquido, utilizando o solvente 3-metil-hexano. Usando o conjunto de parâmetros NRTL-RK no ambiente computacional ASPEN Plus®, o modelo proposto representou satisfatoriamente a operação do sistema, sendo a recuperação de 98,9% de acetona. A análise de sensibilidade do sistema de destilação com modulação de pressão permitiu definir o melhor ponto de operação do processo, definindo conjuntamente pressão, razão de refluxo e vazão de vapor, considerando reduzir o consumo de energia, atingindo uma pureza 97,0% e vazão 3964 kg/h. O sistema de destilação com modulação de pressão conseguiu operar com uma redução de consumo de vapor de 15,6%, quando operado a 4,4 bar na coluna de maior pressão, 1,03 bar na coluna de menor pressão, ajustando as razões de refluxo em 1,75 na coluna de maior pressão e 1,8 na coluna de menor pressão. A simulação do sistema de recuperação de acetona por Extração Líquido-Líquido reportou as correntes de extrato e refinados dentro das especificações da planta (pureza acima de 97% no destilado e acetona menor que 70 ppm na água que retorna ao processo), com recuperação de acetona com pureza acima de 99,4%, utilizando como dados as vazões e concentrações praticadas na destilação com modulação de Pressão. O sistema de Extração Líquido-Líquido é uma alternativa ao sistema de modulação de pressão para separação de água e acetona, porém ainda precisa ser otimizado para obter melhores consumos energéticos.
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    Acesso aberto (Open Access)
    Otimização da destilação da mistura água-acetona via estudo hidrodinâmico dos meios de contato
    (Universidade Federal de São Paulo, 2019-11-26) Nunes, Thais de Souza [UNIFESP]; Nasser Junior, Roberto [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/3962803585020300; http://lattes.cnpq.br/4826414609882185
    O acetato de celulose passou a ser utilizado na indústria têxtil para fabricação de fibras sintéticas que, quando processadas, formam um tecido de bastante qualidade e maciez, similarmente à seda. O seu uso industrial requer solubilização em acetona e, consequentemente, recuperação deste solvente a partir de operações unitárias de absorção e destilação. A partir de dados de fotografias realizadas em uma coluna de destilação e, baseado em conceitos termodinâmicos de equilíbrio da mistura binária água-acetona, bem como relações empíricas e métodos computacionais, torna-se possível validar e aprimorar os processos envolvidos na separação da mistura estudada. O presente trabalho buscou otimizar a etapa de destilação, que requer demanda energética significativa, fazendo a transposição de internos, comparando a configuração de pratos com recheios estruturado, mais especificamente o recheio EuroPack 250Y, sendo que está última foi estudada em duas situações distintas. A capacidade para pratos e para o primeiro cenário com recheio estruturado foi mantida, em ambas alcançou-se a composição de 97,6% de acetona no destilado e de 34 ppm de acetona no fundo para a mesma vazão de alimentação. O grande diferencial quando comparadas as duas situações, é que a coluna de recheio apresentou uma redução expressiva no diâmetro de 33%. Entretanto, o ponto negativo é que foi necessário aumentar a razão de refluxo (de 3,82 para 4,59) e a vazão de vapor (de 329,95 kmol/h para 368,67 kmol/h), podendo impactar em custos adicionais. Procurando aprimorar, como a corrente de fundo com quantidade pequena de acetona retorna à destilação, sem maiores prejuízos, foi estabelecido um segundo cenário para a coluna recheada, a fim de diminuir a vazão de vapor requerida. Para tanto aumentou-se o limite do teor de acetona no produto de fundo, estabelecendo composição de 405 ppm. Desse modo, foi observado uma redução significativa de vapor necessário, que passou a ser de 306,36 kmol/h. Já em termos financeiros, estimou-se que tais modificações se convertem em uma economia de aproximadamente R$ 1,1 milhões na construção da coluna e de R$ 500 mil/ano na quantidade de vapor requerido.