Simulación del proceso de obtención de bioetanol carburante a partir del etanol azeotrópico obtenido en la Planta Piloto de Alcohol de la FIQ-UNAP, utilizando software chemicad, en la FIQ-UNAP

Abstract

El objetivo del proyecto trabajo, es simular el proceso de obtención de bioetanol carburante a partir del etanol azeotrópico obtenido en la planta piloto de alcohol de la FIQ-UNAP, utilizando software Chemcad. En el primer capítulo, se efectúa una exposición del fundamento teórico, comenzando por la producción de bioetanol en el mundo, los principales países productores de este biocombustible, así como también la producción en el Perú; además se presenta los fundamentos en el proceso de producción de bioetanol, a partir de diferentes materia primas (sustancias azucaradas, amiláceas, lignocelulósicas); las ventajas ambientales de su uso. En el Capítulo II, explicamos la simulación de procesos, el entendimiento claro de los fundamentos ingenieriles, habilidades del modelado; así como la aplicación y la importancia de la simulación de procesos, la forma como esta herramienta contribuye a optimizar los procesos, la reducción de los costos operativos en una planta química; básicamente la importancia que tiene la termodinámica, métodos numéricos, elección del modelo termodinámico en la simulación de procesos químicos. En el Capítulo III, efectuamos el modelado de la columna de destilación, considerando inicialmente una columna de destilación binaria, posteriormente una columna de destilación multicomponente, en ambos casos comenzando por el balance de materia y energía, tanto en la sección de rectificación como en la sección de agotamiento y; empleando métodos cortos y optimización de columnas. En el Capítulo IV, explicamos la destilación azeotrópica heterogénea, loa forma como actúa el agente empleado, formando un azeótropo ternario heterogéneo, con punto de ebullición mínimo y, formación de dos fases, una fase orgánica que retorna a la columna y la fase acuosa, que es enviada a la tercera columna, donde se va a formar nuevamente el azeótropo binario (agua-etanol), que es recirculado a la columna azeotrópica; es en esta columna donde se obtiene por la base el producto principal que es el etanol. En el capítulo V, efectuamos la simulación en estado estable, teniendo como materia prima, el producto obtenido en la planta piloto (etanol azeotrópico), y como agente arrastrador el n-pentano; describimos el proceso de deshidratación, empleamos el software de simulación Chemcad, construimos el diagrama de flujo simulado, ingresamos los parámetros de operación en las corrientes de alimentación y en cada equipo del diagrama de flujo simulado, describimos el proceso de simulación y, ejecutamos la simulación. En el capítulo VI, encontramos los resultados obtenidos de acuerdo a los objetivos planteados: en análisis de rendimiento tenemos como resultado el 99. 97% de etanol recuperado de acuerdo a la alimentación, con un flujo molar por hora de 241.85 lb; también tenemos el análisis de viabilidad como análisis de costos. También se presentan las conclusiones y recomendaciones del estudio, al igual que la bibliografía empleada.