Alcohol absoluto a partir de etanol de alta concentración por destilación por cambio de presión

Abstract

RESUMEN

La creciente demanda energética y la necesidad de reducir la huella de carbono hacen del alcohol absoluto una opción atractiva como combustible. Este se mezcla con nafta en distintas proporciones, para usarse en automóviles, según regulaciones de cada país. El alcohol absoluto se produce a partir de fermentación de jugos azucarados (subproductos del proceso de fabricación de azúcar de caña en Latinoamérica). La destilación es necesaria para deshidratar el etanol, pero ésta debe combinarse con otra operación ya que el alcohol-agua forma un azeótropo, lo que impide la deshidratación con una sola columna de destilación. El trabajo propone utilizar la destilación por cambio de presión como alternativa a otros métodos de deshidratación como tamices moleculares o destilación con solventes, buscando un proceso que sea eficiente y ambientalmente responsable. El documento explora alternativas para mejorar la operatividad de una planta de destilación existente en Tucumán, Argentina. Se propone el agregado de dos columnas de destilación, trabajando a diferentes presiones. El proceso se estudia mediante simulaciones estáticas y dinámicas, realizadas con Aspen Plus® y Aspen Dynamics®. La simulación de procesos utilizando Aspen Plus®, se enfoca en optimizar el número de etapas de las columnas, las ubicaciones de las alimentaciones y los flujos. Además, se evalúan los costos operativos y de capital de distintos esquemas para seleccionar el más conveniente. Utilizando Aspen Dynamics® se simula el comportamiento de la planta ante perturbaciones (como cambios en el caudal o la composición de alimentación) para diseñar un sistema de control adecuado. Se estudian varias estrategias de control. Los resultados de las simulaciones indican que implementar dos columnas mejora significativamente la capacidad de producción y eficiencia del proceso, respecto a la adición de una única columna. En cuanto al estudio de los sistemas de control los esquemas DV y LV, ambos con controladores de análisis en las zonas de agotamiento de las columnas, presentan las respuestas favorables a los fines buscados ya que se ven poco afectadas por las perturbaciones.