Post on 01-Dec-2015
PENEIRA
MOLECULAR
SIDPEM GERAO 5
SISTEMA DE DESIDRATAO
VIA PENEIRA MOLECULAR
TPICOS
- Conhecendo a PENEIRA MOLECULAR
- Funcionamento do SISTEMA DE DESIDRATAO
- 20 Anos de Histria na DEDINI
5 GERAES DE PENEIRA MOLECULAR
PENEIRA MOLECULAR
CONHECENDO A
PENEIRA MOLECULAR
PENEIRA MOLECULAR
SIDPEM G3
SIDPEM G5
SIDPEM G4
PENEIRA MOLECULAR
ZELITO
Zelito: do grego zein (que ferve) + litos (pedra).
So minerais naturais formados h milhes de anos, e surgiram pela
alterao de cinzas vulcnias em meios aquosos.
Os zelitos naturais foram descobertos por um mineralogista sueco
chamado Freiherr Axel Cronstedt em 1756.
At 2008 j eram conhecidos mais de 40 zelitos naturais e mais de
170 zelitos artificiais.
PENEIRA MOLECULAR
ZELITO ARTIFICIAL Peneira Molecular
Adsorvente comercial sinttico de estrutura cristalina similar ao zelitonatural e com aparncia de uma argila porosa. Formado por cristais com cavidades uniformes interconectadas por estreitas aberturas tambm uniformes chamadas poros.
Primeira Peneira Molecular (ou Zelito Sinttico) foi sintetizada em laboratrio em 1932 por McBain.
As primeiras utilizaes de Peneiras Moleculares foram para secagem de ar para cmaras frias.
PENEIRA MOLECULAR
ZELITO ARTIFICIAL Peneira Molecular
Tetraedros compostos de:
Quatro tomos de Oxignio rodeados cada um por dois tomos de Slica ou Alumnio, mais ctions de Potssio, Sdio ou Clcio.
Para desidratao de lcool utilizadoo tipo potasso-alumino-silicato.
O ction de potssio confere o poro de 3A
ideal para essa seleo.
- Molcula da gua tem 2,8 de dimetro.
- Molcula de etanol tem 4,4 de dimetro.
- 1 ngstron igual a 0,000.000.000.1 metro.
STRUCTURE OF A-TYPE
ZEOLITE
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Adsoro x Absoro
Adsoro = Fixao das molculas, geralmente de um fluxo lquido ou gasoso, na superfcie de um slido sem que as molculas passem a fazer parte deste slido.
Absoro = quando a substncia absorvida se infiltra na substncia que absorve, ou seja, fixao de uma substncia lquida ou gasosa no interior da massa de outra substncia, geralmente slida.
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Fenmenos da Adsoro
Foras de Coeso = Atrao por molculas de um fluxo aderindo-as superfcie do slido.
Condensao Capilar = concentrao de superfcies gera concentrao de foras de adsoro.
Atrao Eletrosttica
Polarizada = Superfcies polares tem atrao eletrosttica por molculas polares,
como a da gua.
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Requisitos de Adsoro
Fase do Fludo:
Na fase lquida a taxa de adsoro e a velocidade do fluxo so 10 vezes menores e o tempo de reteno 10 vezes maior.
Para melhor eficincia do sistema o lcool deve ser desidratado na fase vapor.
Assim necessrio garantir que o vapor de lcool esteja alguns graus superaquecido para eliminar uma possvel formao de fase lquida durante a alimentao do leito.
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Requisitos de Adsoro
Presso do Sistema = A presso na qual o vapor de lcool ser desidratado nos leitos.Desde pouco menos de 1,0 kgf/cm at ao redor de 3,5 kgf/cm .
Temperatura doSistema = O efeito temperatura atua
inversamente na capacidade til do adsorvente.Desde pouco menos de 120C at ao redor de 150C
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Calor de Adsoro
O calor de adsoro gerado no momento da adsoro da molcula de gua e pode elevar a temperatura do leito em at 16C.
Consiste de:Calor de mudanade estado = o calor de condensao no poro.
Calor de secagem = o calor resultante da extrao da molcula de gua do fluxo ou corrente.
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Curvas Isotermas:
so curvas de equilbrio de temperatura que indicam, numa mesma temperatura, qual a quantidade de produto adsorvido em funo da sua concentrao na mistura e da presso parcial da mesma.
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Tipos de desadsoro:
- Deslocamento
- Variao de Temperatura
- Variao de Presso
Por estar sendo desidratado na fase vapor, o mais recomendado para o processo de desadsoro (ou regenerao do leito) a
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Leito de Adsoro
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Dinmica da Adsoro
Fluxo ascendente:Causa fluidizao do leito permitindo constante movimentao e atrito da peneira molecular, desgastando-a prematuramente.
Fluxo descendente:Causa compactao do leito imobilizando a peneira molecular.
Efeito Duna:Causa movimentao do leito desprotegido.
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Dinmica da Adsoro
Durante o processo de adsoro,
o leito de resina se divide em
trs camadas.
- Zona de Equilbrio
- Zona de Transferncia de Massa
- Zona Ativa
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO - Dinmica da AdsoroDurante a adsoro, o leito vai se saturando com gua e a Zona de Equilibrio vai se expandindo para baixo.
Um leito bem dimensionado apresenta uma Zona de Transferncia de Massa (MTZ) de pouca espessura.
A alimentao deve ser interrompida quando a MTZ atinge a regio de LUB.
No incio da desadsoro (ou regenerao do leito) o
Com o passar do tempo o vcuo vai removendo a -
Mesmo com a aplicao de um gs de purga o leito ainda ir reter de 1 a 2% do seu peso em gua, e em escala industrial com 5% considerado saturado.
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Dinmica da Adsoro
Leitos e Fluxos - Recomendaes:
So recomendados leitos altos e estreitos, sem ultrapassar a capacidade de empilhamento da peneira molecular.
Fluxo deve ser turbulento, sem exceder mxima velocidade evitando atrito entre as esferas.
Despressurizao e repressurizao suaves evitando movimentao do leito e estresse excessivo da peneira molecular, respeitando a taxa de 50 psi/seg.
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Dinmica da Adsoro
Leitos e Fluxos - Recomendaes:
O leito deve ter baixa perda de carga.
Tamanho das esferas de Peneira Molecular devem ser compatveis com a perda de carga disponvel no leito.
Peneiras Moleculares de menores dimetros adsorvem melhor mas geram grande perda de carga.
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Dinmica da Adsoro
Como preservar a Vida til 8 a 15 anos.
- manter histrico e registros de operao.- garantir uma perfeita regenerao e evitar saturao prematura.- evitar temperaturas de operao muito altas.- evitar contaminao do leito (hidrocarbonetos, soda, etc...).- manter o pH do lcool hidratado entre 4,5 e 7,5.
- preferir ciclos longos a ciclos curtos.- usar eliminador de gotas adequado.- evitar ocorrncia de duas fases no fluxo.
- evitar impactos no leito.
PENEIRA MOLECULAR
ADSORO E DESADSORO
Vantagens da Peneira Molecular
Produto final de graduao at acima de 99,8 INPM, sem traos de agente desidratante, com ampla aplicao na indstria qumica, petroqumica, farmacutica e cosmtica e sem restrio no mercado internacional.
Agente desidratante ecolgico de consumo praticamente nulo e vida til longa.
Baixos consumos de gua e vapor.
Totalmente automatizada.
Por ser independente da destilaria possibilita operar na entre safra.
FUNCIONAMENTO
DO
SISTEMA DE DESIDRATAO
POR
PENEIRA MOLECULAR
PENEIRA MOLECULAR
PENEIRA MOLECULAR
Etapas da Desidratao:
Aquecimento, Evaporao e Superaquecimento do lcool Hidratado.
Desidratao do lcool nos leitos de Peneira molecular.
Condensao e Resfriamento do lcool Anidro.
Regenerao dos leitos de Peneira Molecular.
Gerao do Flegma.
Retificao do Flegma e retorno do retificado
para o processo.
SIDPEM G4
PENEIRA MOLECULAR
lcool retificado
Tanque
Bomba
Centrfuga
Pr-aquecedor
a Placas
Aquecedor
a Placas
Super
Aquecedor
Evaporador
lcoolanidro
Colunas
Desidratadoras
Resfriador
a Placas
Condensador
Tanque
Bomba
Centrfuga
lcool hidratado
vapor de alta
gua
gua
vapor de baixa
condensado
condensado
Etapas da Desidratao Evaporao e Condensao do lcool
PENEIRA MOLECULAR
Aquecedor
a Placas
Bomba
Centrfuga
Tanque
Condensador
flegma
Colunas
Desidratadoras
Bomba
de Vcuo
Coluna de
Gases
Tanque Bomba
Centrfuga
gua
gua
guaflegmaa
Etapas da Desidratao Regenerao dos Leitos de Peneiras Moleculares
PENEIRA MOLECULAR
lcool
retificado
Coluna
de Retificao
Condensador
Principal
Balo de
Retrogradao
Condensador
Final
Bomba
Centrfuga
flegmaa
flegma
vapor de baixa
gua
Etapas da Desidratao Retificao do Flegma
PENEIRA MOLECULAR
Etapas da Desidratao -Tempos do Ciclo de Desidratao:
Alimentao e Produo:
Tempo destinado a alimentar o vaso com lcool hidratado, produzindo
lcool anidro.
Regenerao:
Tempo destinado remoo da gua retida na resina durante o tempo
de alimentao e produo por meio de vcuo.
Repressurizao:
Tempo destinado a repressurizao do leito para que saia da condio
de vcuo e v para a presso de operao.
PENEIRA MOLECULAR
Etapas da Desidratao -Tempos do Ciclo de Desidratao:
SIDPEM G3
PENEIRA MOLECULAR
P M - 1
P M - 2
0 min 7 min 14 min
alimentao
e produo
regenerao repressurizao
Etapas da Desidratao -Tempos do Ciclo de Desidratao:
PENEIRA MOLECULAR
P M - 1
P M - 2
P M - 3
0 min 6 min 12 min 18 min
alimentao
e produo
regenerao repressurizao
Etapas da Desidratao -Tempos do Ciclo de Desidratao:
5 GERAES DE
PENEIRA MOLECULAR
DEDINI
20 ANOS DE HISTRIA
PENEIRA MOLECULAR
PENEIRA MOLECULAR
SISTEMA DE DESIDRATAO DE LCOOL
POR PENEIRA MOLECULAR
SIDPEM
Em 1992 a Codistil, juntamente com K-Engineering e Zeochem projetaram e Forneceram a primeira Unidade de Desidratao de lcool via Peneira Molecular, em
escala industrial no Brasil.
Usina da Pedra, Serrana SP , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550 a 600 m/dia.
Nascia o SIDPEM 1 Gerao.
PENEIRA MOLECULAR
SIDPEM - PRIMEIRA GERAO - CODISTIL
USINA DA PEDRA SERRANA SP - 1992
SIDPEM G1
PENEIRA MOLECULAR
SIDPEM - PRIMEIRA GERAO CODISTIL
1992 1996
Em 1996, com o projeto reformulado aps os dados colhidos na primeira planta,
foram entregues mais 4 unidades de Peneiras Moleculares:
Usina Quat - ZL, Quat SP , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 m/dia.
Equipav, Promisso SP , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 m/dia.
Aucareira So Jos - ZL, Macatuba SP , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 m/dia.
Usina So Martinho, Pradpolis SP , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 m/dia.
Totalizando 5 unidades.
PENEIRA MOLECULAR
SIDPEM - PRIMEIRA GERAO - CODISTIL
EQUIPAV PROMISSO SP - 1996
SIDPEM G1
PENEIRA MOLECULAR
1992
1994
20001996 2004
20021998 2006
2008
2010
2012
100 m/d
200 m/d
300 m/d
400 m/d
500 m/d
600 m/d
700 m/d
800 m/d
900 m/d
1000 m/d
PM G1 PM G2 PM G3 PM G4 PM G5
PENEIRA MOLECULAR
SIDPEM - SEGUNDA GERAO CODISTIL / DEDINI
1997 2005
Melhorias Iniciais da Segunda Gerao:
Substituio do vapor direto na evaporao pelo vapor de escape.
Em 1997, foi fornecida para a Usina Barra Grande de Lenis uma unidade que pode
ser considerada o prottipo da Segunda Gerao pois o sistema de evaporao j era
adaptado para usar vapor de escape.
UBG - ZL, Lenis Paulista SP , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 m/dia.
Totalizando 6 unidades.
PENEIRA MOLECULAR
SIDPEM - SEGUNDA GERAO CODISTIL / DEDINI
1997 2005
Melhorias na Segunda Gerao a partir de 2000 Projeto Dedini:
Novo sistema de vcuo com chiller e perna de vcuo no condensador de flegma.
Reduo da quantidade necessria de Peneira Molecular na desidratao.
Otimizao dos trocadores de calor para reduzir consumo de gua e vapor.
Reduo do consumo de gua com Sistema em Cascata nos trocadores de calor.
Uso de trocadores a placas para melhorar eficincia e lay-out da planta.
Instalao de vlvulas auxiliares nos vasos para reduzir o estresse sobre o leito.
PENEIRA MOLECULAR
SIDPEM - SEGUNDA GERAO CODISTIL / DEDINI
1997 2005
Como Segunda Gerao foram fabricadas mais duas unidades de desidratao por
Peneira Molecular:
Em 2002:
Usina da Barra, Barra Bonita SP, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 m/dia.
Em 2005:
Petrojam, Kingston - Jamaica, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 m/dia.
Agora, totalizando 8 plantas entregues.
PENEIRA MOLECULAR
SIDPEM - SEGUNDA GERAO CODISTIL / DEDINI
USINA DA BARRA BARRA BONITA SP - 2002
SIDPEM G2SIDPEM G2