Separação de compostos aromáticos em unidades de destilação por filme descendente

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2018.A destilação convencional é um processo amplamente utilizado na separação de fluidos nas indústrias. Os principais motivos para implementação de inovações tecnológicas de destilação para grandes indústrias, é a minimização das despesas de capital e os custos operacionais, aumentando a capacidade de produção. Por isso as novas tecnologias de colunas de destilação (destilação não convencional) estão ganhando mais espaço no mercado. O grupo de pesquisa DESTUBCAL apresenta ao longo dos anos estudos envolvendo destilação de filme descendente com diferentes misturas. O presente trabalho estudou experimentalmente o processo de separação de compostos aromáticos em uma unidade de destilação de filme descendente unitubular (um tubo de destilação) e uma unidade de destilação de filme descendente multitubular (nove tubos de destilação), tendo cada unidade 1 m de comprimento e 26 mm de diâmetro com pressão atmosférica assistida por termossifão. A separação de tolueno no destilado na unidade unitubular apresentou teor de 68,24% com produtividade de 2,96 kg · h-1 e consumo energético de 768 W quando a câmara de vapor operou na condição isotérmica. Em relação a coluna convencional, para produzir a mesma quantidade de tolueno no destilado foi preciso um consumo energético praticamente o dobro utilizado na unidade unitubular. O objetivo na multitubular foi aumentar a produtividade da unitubular, assim a separação de tolueno no destilado na unidade multitubular apresentou teor de 66,72% com produtividade de 44,76 kg · h-1 e consumo energético de 8640 W quando a câmara de vapor operou na condição isotérmica. Em relação a coluna convencional, para produzir a mesma quantidade de tolueno no destilado foi preciso um consumo energético de 12286,33 W. Assim, tornando o processo não convencional de destilação mais eficiente em relação ao ponto energético para produzir a mesma quantidade de separação de tolueno no destilado.Abstract : Conventional distillation is widely used in the separation of fluids in industries. The main reasons for implementing technological distillation innovations for large industries is to minimize capital expenditures and operating costs by increasing production capacity. So the new technologies of distillation columns (unconventional distillation) are gaining more space in the market. The research group DESTUBCAL presents over the years studies involving downslope distillation with different mixtures. The present work investigated the process of separation of aromatic compounds in a unitubular descending film distillation unit (a distillation tube) and a multitubular descending film distillation unit (nine distillation tubes), each unit being 1 m in length and 26 mm diameter with thermosyphon assisted atmospheric pressure. The separation of toluene in the distillate in the unitubular unit had a 68.24% yield with a yield of 2.96 kg · h-1 and energy consumption of 768 W when the steam chamber operated in the isothermal condition. In relation to the conventional column, to produce the same amount of toluene in the distillate it was necessary an energy consumption almost double used in the unitubular unit. The objective in the multitubular was to increase the productivity of the unitubular, so the separation of toluene in the distillate in the multitubular unit had 66.72% content with productivity of 44.76 kg · h-1 and energy consumption of 8640 W when the vapor chamber operated in the isothermal condition. In relation to the conventional column, to produce the same amount of toluene in the distillate, an energy consumption of 12286.33 W. was required. Thus, making the unconventional distillation process more efficient in relation to the energy point to produce the same amount of separation of toluene