Simulación de procesos híbridos de destilación-pervaporación para la deshidratación de soluciones acuosas de etanol

Autores/as

  • Jaime Arturo Universidad de América
  • Juan Rubio Universidad de América
  • Cesar Sánchez Universidad de América

Resumen

Se evaluaron procesos híbridos de separación destilación-pervaporación mediante simulaciones realizadas por el acople entre el simulador comercial de procesos químicos Aspen Plus 7.3® con Excel 2007® y Matlab R2012b®, se tomó como caso de estudio la deshidratación del etanol debido a la importancia que tiene este compuesto para la industria del alcohol carburante. La evaluación de los procesos híbridos se centró en el consumo de energía y los resultados fueron comparados con los obtenidos en referentes bibliográficos para los procesos de separación no convencionales utilizados en la actualidad.

Hybrid separation distillation-pervaporation processes has been evaluated by using simulations developed through Aspen Plus 7.3®, which in turn is linked with Excel 2007® and R2012b® MatLab. The study case selected was ethanol dehydration, because of its significance for the alcohol fuel industry. The evaluation of hybrid processes has been focused on energy consumption; and the result has been compared with bibliographic references for all non-conventional separation processes currently used.

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Citas

[1] V. Baelen, V. Bruggen, K. Dungen, J. Degreve y C. Vandecasteele, «Pervaporation of wateralcohol mixtures and acetic acid-water mixture», Chemical Engineering Science, vol. 60, pp. 1583- 1590, 2005.
[2] J. Villaluenga y Y. Cohen, «Numerical model of non-isothermal pervaporation in a rectangular channel», Journal of Membrane Science, vol. 260, pp. 119–130, 2005.
[3] J. Fontalvo, E. Fourcade, P. Cuellar, J. Wijers y J. Keurentjes, «Study of the hydrodynamics in a pervaporation module and implications for the design of multi-tubular systems», Journal of Membrane Science, vol. 281, pp. 219-227, 2006.
[4] J. Fontalvo, M. Vorstman, J. Wijers y J. Keurentjes, «Separation of organic-water mixtures by cocurrent vapor-liquid pervaporation with transverse hollow-fiber membranes», Ind. Eng.Chem. Res., vol. 45, pp. 2002-2007, 2006
[5] M. Sosa y J. Espinosa, «Feasibility analysis of isopropanol recovery by hybrid distillation/pervaporation process», Separation and Purification Technology, vol. 78, pp. 237–244, 2011
[6] A. Verhoef, J. Degréve, B. Huybrechs, H. Veen, P. Pex, Paul y B. Bruggen, «Simulation of a hybrid pervaporation–distillation process», Computers and Chemical Engineering, vol. 32, pp. 1135–1146, April 2008.
[7] M. Gómez, M. Fontalvo y H. Ibarra, Ingeniería de los reactores químicos con aplicaciones en Aspen Plus®. Manizales: Universidad Nacional de Colombia, 2013.
[8] A. Frolkova y V. Raeva, «Bioethanol dehydration: State of the art», Theoretical Foundations of Chemical Engineering, vol. 44, pp. 545-556, 2010.
[9] J. Arturo, J. Rubio y C. Sánchez, «Simulación de procesos híbridos de destilación-pervaporación para la deshidratación de soluciones acuosas de etanol», en XXVII Congreso Interamericano y Colombiano de Ingeniería Química, CIIQ - ACIQ, 2014, pp. 165.
[10] A. Marcilla, Introducción a las operaciones de separación, España: Publicaciones Universidad de Alicante, 1998.
[11] P. Kreis y A. Górak, «Process analysis of hybrid separation process combination of distillation and pervaporation», Chem. Eng. Res. Des., vol. 84, pp. 595-600, July2006.
[12] H. Guan, T. Chung, Z. Huang, M. Chng y S. Kulprathipanja, «Poly (vinyl alcohol) multilayer mixed matrix membranes for the dehydration of ethanol–water mixture», Journal of Membrane Science,vol. 268, pp. 113–122, 2006.
[13] Z. Huang, Y. Shi, R. Wen, Y. Guo, J. Su y T. Matsuura, «Multilayer poly(vinyl alcohol)–zeolite 4A composite membranes for ethanol dehydration by means of pervaporation», Separation and reification on Technology, vol. 51, pp. 126–136, 2006.
[14] S. Tanaka, T. Yosuda, Y. Katayama y Y. Miyake, «Pervaporation dehydration performance of microporouscarbón membranes prepared from resorcinole polymer», Journal of Membrane Science, vol. 379, pp. 52–59, 2011.
[15] M. Gómez y J. Fontalvo, Intensificación de Procesos Usando Tecnología de Membranas, Manizales: Universidad Nacional de Colombia, 2010.
[16] E. Favre, «Temperature polarization pervaporation”, Desalination, vol. 154, pp. 129-138, 2003.
[17] A. Elieche, M. Daviou, P. Hoch y L. Uribe, «Optimisation of azeotropic distillation columns combined with pervaporation membranes», Comp. Chem. Eng., vol. 26, pp. 563-573, 2002.
[18] A. Urtiaga, E. GorriyJ.Ortiz, «Pervaporative recovery of isopropanol from industrial effluents», Separation and Purification Technology, vol. 49, pp. 245–252, 2006.
[19] M. Feitosa, B. Guedes, J. Araújo, L. Vasconcelos y R. Brito, «Optimal design of extractive distillation columns», Chem. Eng. Res. Des., vol. 89, pp. 341-346, 2011.
[20] J. Fontalvo, «Using user models in Matlab® within the Aspen Plus® interface with an Excel® link», Ingeniería e Investigación, vol. 34, pp. 39-43, August 2014.
[21] I. Gil, J. Gómez y G. Rodríguez, «Control of an extractive distillation process to dehydrate ethanol using glycerol as entrainer», Comp. Chem. Eng., vol. 39, pp. 129–142, 2012.
[22] A. Kiss y D. Suszwalak, «Enhanced bioethanol dehydration by extractive and azeotropic distillation in dividing-wall columns», Separation and Purification Technology, vol. 86, pp. 70–78, 2012

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Publicado

2018-02-02