Análise de uma planta de recuperação de solventes gráficos

Abstract

A emissão atmosférica da indústria gráfica é constituída por compostos orgânicos voláteis provenientes do processo de secagem da tinta. No Brasil não há legislação que regule essas emissões, e uma prática comum é a liberação na atmosfera ou a incineração. Como forma de evitar a emissão desses compostos na atmosfera e ainda reaproveitá-los no processo, a empresa em estudo fez a instalação de uma planta de recuperação de solventes, que entrou em funcionamento em agosto de 2012. A planta recupera acetato de etila e etanol, que são reutilizados como diluentes das tintas. A mistura etanol e acetato de etila é de difícil separação, pois os componentes apresentam pontos de ebulição muito próximos à pressão ambiente, e além disso formam um azeótropo. A alternativa utilizada na planta é a pressure-swing distillation, destilação com pressão diferenciada. O processo consiste na captação dos vapores de solvente da gráfica, a adsorção em carvão ativado e dessorção com nitrogênio gasoso. É eliminada a água dos solventes através de peneiras moleculares – esta etapa é fundamental, toda água deve ser removida, pois a mesma forma um azeótropo com o etanol, que dificultaria a separação do mesmo. Após esse processo, temos uma mistura majoritária de etanol e acetato de etila. A separação desta mistura azeotrópica é feita por três colunas de destilação, duas delas operando à pressão atmosférica e uma sob pressão de 7 bar. O objetivo do trabalho é entender o funcionamento da planta e fazer uma análise sobre a influência de diferentes parâmetros na operação. Para isso foi feita uma modelagem da mesma utilizando a ferramenta Aspen Plus. Após, foram simulados diferentes cenários de temperatura e composição da alimentação, calor do refervedor, pressão de operação, razão de refluxo e número de estágios, com o objetivo de identificar situações que levassem à perda de especificação dos produtos. Conclui-se a partir dos resultados obtidos que a planta apresenta comportamento sensível quanto à variação da composição de alimentação, que leva facilmente à uma perda de especificação dos produtos finais. Já outras variáveis como temperatura de alimentação, número de estágios, e calor no refervedor permitem uma margem de trabalho sem que a qualidade do produto final seja afetada.