Modelagem e simulação de unidades de desidratação de etanol usando líquidos iônicos

Abstract

Com a crescente pesquisa em biocombustíveis no mundo é importante estudar formas de minimizar as agressões ao meio ambiente, e também ao homem, causados pela queima de combustíveis fósseis. Realizar pesquisas para otimizar processos já existentes é importante para fazer com que os biocombustíveis se tornem cada vez mais competitivos em relação aos combustíveis fósseis. Um desses processos é a destilação, e para reduzir os danos ambientais causados pela mesma, é possível alterar os solventes utilizados nesse processo. Com isto, este trabalho visa simular os processos de destilação extrativa para produzir etanol anidro. Para isto, usando o simulador Aspen Plus, foram avaliados os seguintes líquidos iônicos: Metil sulfato de 1-butil-3-metilimidazólio (Bmim[MeSO4]), cloreto de metilimidazólio (Mim[Cl]), cloreto de 1-butil-3-metilimidazólio (Bmim[Cl]), cloreto de 1-etil-3-metilimidazólio (Emim[Cl]), cloreto de 1-hexil-3-metilimidazólio (Hmim[Cl]). Para a simulação dos processos se estabeleceu como modelo termodinâmico o Non-Random Two-Liquid (NRTL) devido à presença de componentes polares, por sua boa aplicação em sistemas químicos altamente não ideais e sua aplicação em sistemas contendo líquido e vapor ao mesmo tempo. Para cada líquido iônico em questão foi feita uma análise de sensibilidade para encontrar a melhor configuração dos dados de entrada e também das características das torres de destilação para se obter o máximo de pureza possível. Os resultados obtidos foram: 99,94% para o Bmim[MeSO4], 99,96% para o Mim[Cl], 99,98% para o Bmim[Cl], 99,99% para o Emim[Cl] e 97,87% para o Hmim[Cl] que foi o único que não correspondeu à especificação, isto é, pureza mínima de 99,3% em massa, para que seja chamado de anidro e possa ser destinado ao distribuidor de combustíveis líquidos para mistura com a gasolina A na formulação da gasolina C, em proporção definida pela resolução ANP n° 40 de 25/10/2013.