Simulação e otimização de uma torre de destilação da unidade de PGH visando redução do consumo energético

Abstract

Colunas de destilação são predominantes nas indústrias químicas e petroquímicas para a separação de misturas. Elas garantem grandes volumes de produção, mas são responsáveis por mais de 50% do custo operacional. Pensando nisto, neste trabalho foi realizado um estudo no simulador iiSE, de uma coluna de destilação, inserida no processo de produção de compostos aromáticos, com o objetivo de diminuir o gasto energético. A coluna estudada separa gases leves e gás ácido do corte C6-C8 Bihidrogenado. Após avaliação dos dados do processo, o conjunto termodinâmico escolhido foi a equação de estado de Peng Robinson e a regra de mistura de van der Waals, os quais foram validados com os dados reais do processo. A partir disso, foram verificadas as restrições operacionais e de qualidade do processo e pôde-se avaliar o impacto da razão de refluxo e da pressão de operação da coluna. Os dados da simulação mostraram uma oportunidade de redução de 28% do calor do refervedor da coluna, apenas com a diminuição da razão de refluxo, mantendo todos os produtos especificados. Para uma redução ainda maior, é necessário mudar a pressão de operação da coluna, chegando em uma redução de 42%, representando uma diferença de 968,8 kW de energia. Em compensação, neste caso é preciso de um sistema de resfriamento mais eficiente e a instalação de uma bomba no fundo da coluna com um gasto de energia de 18,5 kW.