Minimización de Costos en el proceso de Extracción-Deshidratación de Bioetanol con Propano Supercrítico

CECILIA I. PAULO; MARIA SOLEDAD DIAZ; ESTEBAN A. BRIGNOLE

Casa Serrana - Huerta Grande- Córdoba

Congreso; II Reunión Interdiciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2010

Planta Piloto de Ingeniería Química (PLAPIQUI) y IDTQ (grupo de Investigación y Desarrollo en Tecnología Química)

Existe actualmente un creciente interés por el etanol derivado a partir de biomasa, en parte debido al creciente aumento del precio del petróleo crudo y en parte debido a la continua fuerza en la demanda mundial de este combustible. Los procesos aguas abajo de la etapa de fermentación, que incluyen la separación y deshidratación de bioetanol, están siendo estudiados en profundidad. Sin embargo, existe todavía la necesidad de disminuir el consumo de energía y los costos totales en la cadena de suministro de bioetanol para que pueda ser económicamente competitivo con otros combustibles fósiles. El uso de hidrocarburos livianos, como solventes supercríticos para la deshidratación de bioetanol, se ha propuesto como una tecnología de bajo consumo energético (Brignole et al., 1987; Diaz et al., 2000). El proceso básico consiste en dos pasos, la extracción de bioetanol a partir de la solución acuosa utilizando un solvente supercrítico, y una separación definitiva del etanol y el solvente en un tren de destilación. Los hidrocarburos livianos poseen buena selectividad para el etanol. Por otra parte, la volatilidad relativa agua-solvente se vuelve mayor que uno en la columna de recuperación de solvente (efecto de arrastre de agua), lo que permite la recuperación del etanol como producto de fondo en la primera columna de destilación. La inclusión de los diferentes esquemas de proceso ha sido formulada como una serie de problemas de programación no lineal (NLP), cuya solución ha proporcionado mejoras en el consumo energético de la planta (Paulo et al., 2009). Se ha dedicado especial atención en un nuevo sistema de proceso que integra la recomprensión del vapor de tope de la primera columna de destilación con el rebullidor de la columna de preconcentración, lo que produce una reducción adicional en el consumo de energía. En el presente trabajo se propuso un modelo riguroso para la minimización de costos operativos y de capital para tres capacidades de producción de bioetanol deshidratado, ampliando el trabajo previo (Paulo, et al., 2010).