Resumen de Evaluación de la deshidratación de alcohol carburante mediante simulación de procesos

Juan Andrés Quintero, Maria Isabel Montoya, Oscar Julian Sanchez, Carlos A. Cárdenas

• español

  La deshidratación de etanol juega un papel crucial en el proceso de obtención de alcohol carburante en especial cuando se consideran los costos del proceso global. Para la etapa de recuperación del producto proveniente de caldos de fermentación se han propuesto varias tecnologías las cuales comprenden generalmente una destilación convencional seguida de una etapa de deshidratación que se realiza por métodos como la destilación azeotrópica, la destilación extractiva, la destilación al vacío y la adsorción con tamices moleculares. En este trabajo se evaluó el efecto que tiene el tipo de sistema de separación sobre los costos de producción de etanol mediante el uso de simuladores de procesos. Entre las configuraciones estudiadas se encontró que el esquema de deshidratación con mejor desempeño correspondió a la adsorción con tamices moleculares que aunque exhibe altos costos de capital (US$ 12.809.706) en comparación con la destilación azeotrópica y la destilación extractiva (US$ 9.547.963 y 9.525.920 respectivamente), es el más eficiente energéticamente consumiendo 2.325,5 kcal/kg de producto, frente a 2.555,3, 2.958,6 y 3.682,7 kcal/kg para la destilación extractiva, destilación azeotrópica y destilación a vacío, respectivamente. Además, la deshidratación con tamices moleculares no involucra el uso de sustancias como solventes o arrastradores (benceno, ciclohexano, etilenglicol) que permanecen en las corrientes de residuo o quedan como trazas en el producto obtenido, siendo un proceso más limpio y amigable con el medioambiente.

• English

  Ethanol dehydration plays a crucial role during fuel ethanol production process, especially when costs of the overall process are considered. For product recovery step from fermentation broth, several technologies have been proposed. These technologies include conventional distillation followed by dehydration methods like azeotropic distillation, extractive distillation vacuum distillation, and adsorption with molecular sieves. In this work, the effect that the type of separation system has on ethanol production costs was evaluated using process simulators. Among the studied configurations, adsorption with molecular sieves was the dehydration scheme with the best performance despite its higher capital costs (US$ 12.809.706) compared to azeotropic and extractive distillation (US$ 9.547.963 and 9.525.920, respectively). From energy viewpoint, adsorption using molecular sieves requires 2,325.5 kcal/kg of product, while 2,555.3, 2,958.6, and 3,682.7 kcal/kg are required for extractive, azeotropic and vacuum distillation, respectively. Additionally, dehydration with molecular sieves do not involve solvents or entrainers (i.e. benzene, cyclohexane, ethylenglycol), which finally remain in wastewater and in product stream as traces; thus, this technology is cleaner and more environmentally friendly.