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Análisis exergético y de segunda ley del esquema tecnológico para la producción de etanol anhidro por destilación extractiva
(Fundación Universidad de América, 2018-07-25) Tovar Cantor, Nataly Tatiana; Arturo Calvache, Jaime Eduardo
El grupo de investigación de procesos de separación no convencionales (GPS) de la Fundación Universidad de América ha realizado previamente investigaciones en la obtención de etanol anhidro así como el gasto energético que se presenta en la producción del mismo. Siendo este una alternativa para la reducción del consumo de combustibles fósiles puesto que se produce a partir fuentes renovables y genera una combustión oxigenada con menor emisión de gases tóxicos al medio ambiente. En este proyecto se presenta la continuación del proyecto de investigación Evaluación energética de esquemas tecnológicos para la producción de etanol anhidro por destilación extractiva al cual se le incorpora un análisis exergético y de segunda ley de la termodinámica. Se presenta inicialmente la incorporación de los balances de materia, energía, entropía y exergía al esquema tecnológico el cual se lleva a cabo en el simulador de procesos Aspen HYSYS v9.0. Posteriormente se calcula el trabajo perdido por entropía generada y exergía destruida dando como resultado 370,71 kJ/s y 370,59 kJ/s respectivamente, así como las eficiencias de segunda ley de la termodinámica para cada uno de los equipos presentes como lo son; la columna extractiva (33,62%), columna de recuperación (13,09%), intercambiador de calor(69,47%), mezclador (100%) y bomba (19,28%), llevando a cabo cada uno de las operaciones matemáticas en la herramienta que brinda el simulador llamada Spreadsheet. Adicionalmente se presenta la inclusión del estudio de sensibilidad de parámetros que se lleva a cabo en Aspen HYSYS v9.0 y Aspen Plus v9.0 para reducir el gasto energético del proceso y llegando a finalizar con la implementación de las modificaciones a las variables de operación que generan una reducción en la pérdida de trabajo, logrando que esta disminuya a 214,770 kJ/s. De lo anterior se observa la importancia de la implementación del análisis de segunda ley puesto que se puede considerar la disminución de pérdidas energéticas como para el presente proyecto en un 42,01%.