Otimização de processo alternativo para refino de etanol combustível com CO₂ como gás de arraste

Abstract

A produção de etanol combustível é tradicionalmente realizada por destilação, processo associado a elevado consumo energético. Neste trabalho, avaliou-se a viabilidade técnica de um processo alternativo de purificação de etanol utilizando dióxido de carbono como gás de arraste. O sistema foi modelado nos softwares DWSIM e ChemSep, contemplando etapas de absorção, esgotamento, retificação, recuperação térmica e reciclo de dióxido de carbono. A modelagem termodinâmica empregou o modelo NRTL associado à equação de Hayden-O'Connell e à Lei de Henry para representação do equilíbrio de fases. Os resultados indicaram que o processo produziu etanol hidratado com fração mássica de etanol de 93,0%, acima do mínimo de 92,5% exigido pela legislação brasileira (BIASI et al., 2021). A recuperação global de etanol atingiu 99,97%, com perdas de apenas 0,03% para a vinhaça e inferiores a 0,01% para a corrente de purga. A integração térmica permitiu recuperar aproximadamente 22,8 MW de energia, reduzindo a necessidade de aquecimento externo. A razão volumétrica entre vinhaça e etanol foi de 8,6 L/L, valor inferior à faixa de 10 a 13 L/L normalmente observada em processos convencionais de destilação (BATISTA et al., 2012). A utilização de dióxido de carbono como gás de arraste constitui uma alternativa tecnicamente viável para a purificação de etanol, apresentando desempenho comparável ou superior ao processo convencional descrito por Bessa et al. (2012): fração mássica de etanol equivalente (93,0% frente a ~93,0%) e recuperação global de etanol superior (99,97% frente a 99,20%).