60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

O biodiesel pode ser obtido através da reação de transesterificação entre óleos vegetais ou gordura animal com um intermediário ativo, formado pela reação de um álcool com um catalisador, sendo os ésteres (biodiesel) e glicerol, os principais produtos obtidos pela reação química. A depender da oleaginosa e do álcool utilizado a transesterificação forma duas fases, sendo a mais pesada composta por glicerina bruta, álcool, água produzida e impurezas encontradas na matéria prima. A fase mais leve é composta de uma mistura de ésteres metílicos ou etílicos, dependendo do álcool utilizado na reação, excessos reacionais de álcool e impurezas. Este trabalho tem por objetivo simular em colunas de destilação a separação dos componentes reacionais presentes no biodiesel obtido por transesterificação por rota metílica. Foram avaliadas as seguintes variáveis de processos: número de pratos, posição do prato de alimentação, temperatura, pressão, composição e razão de refluxo. O modelo termodinâmico utilizado foi NRTL.

METODOLOGIA:

A metodologia empregada nas simulações é baseada nos coeficientes de atividade NRTL. A prática usualmente empregada para o cálculo dos coeficientes de atividade da fase líquida, faz uso de modelos derivados de expressões dadas para a energia livre de Gibbs excedente, que relacionam-se com a composição e temperatura. Modelos para a energia livre de Gibbs excedente são apresentados em diversos artigos na literatura. Muitos deles são empíricos, alguns possuindo certo embasamento teórico. A uma dada temperatura, a energia livre de Gibbs excedente de uma mistura depende da composição e, em menor grau, da pressão do sistema. A baixas e médias pressões é aceitável desprezar a dependência da energia de Gibbs em relação a pressão, já que o efeito é suficientemente pequeno. Dessa forma, os modelos adotados para a representação do coeficiente de atividade da fase líquida, também ficam como função da temperatura e composição. Este modelo leva em consideração a energia de interação entre as moléculas, expressa na forma de parâmetros de interação binários.

RESULTADOS:

Este trabalho é uma síntese de colunas de destilação que objetiva a recuperação do metanol, Separação dos componentes leves e pesados, purificação da glicerina e purificação do biodiesel, os componentes analisados na simulação foram: ácido óleico, oleato de metila, glicerol , metanol, água. Os cálculos neste trabalho são posteriores a etapa de transesterificação. A primeira destilação objetiva a recuperação do álcool. A segunda coluna fará a separação entre metanol restante, água e glicerol (mais voláteis) dos ácidos graxos e ésteres. Essa separação alimentará outras duas colunas, uma com o intuito de purificar o glicerol (produto de base da coluna) e a outra com o intuito de purificar o éster (biodiesel) como produto de topo dessa coluna. O modelo termodinâmico utilizado para esse experimento é baseado na teoria do coeficiente de atividade NRTL.

CONCLUSÕES:

A simulação vem se mostrando uma importante ferramenta para predição e para o estudo do comportamento dos processos, devido a sua flexibilidade de mudanças nas variáveis e instantaneidade de resultados. A separação do metanol se mostrou um processo mais simples que os demais, utilizando menos pratos e com uma facilidade maior para obter um produto mais puro, pois de todos os componentes utilizado na simulação ele é o mais volátil. O processo de purificação da glicerina é uma importante etapa, pois esta, sendo purificada, irá agregar mais valor ao processo de produção. Constatou-se que a etapa de purificação do biodiesel é o processo mais oneroso da simulação, pois requer uma coluna com muitos estágios quando comparadas com as demais do processo e consequentemente com um maior gasto de energia. Uma significativa redução nos custos associado ao processo pode ocorrer se recuperarmos o álcool e reaproveitá-lo através de uma corrente de reciclo alimentando o reator.

Instituição de fomento: CNPQ; FINEP; BNB; UFAL

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: Biodiesel, destilação, metílico

E-mail para contato: thiagoalguem@hotmail.com