Destilação: Neste processo, duas misturas de líquidos imiscíveis são primeiro fervidas e depois resfriadas. Este processo é crucial em um número de setores, principalmente na refinação de petróleo, fabricação de produtos químicos e produção de medicamentos. A destilação permite que obtenhamos substâncias puras a partir de misturas, pois isola as moléculas desejadas. Dito isso, é desafiador construir ou operar uma coluna de destilação. Por isso, os engenheiros frequentemente recorrem a simulações para discernir como o processo pode ser melhorado ou qual seria o aspecto de uma coluna de destilação melhor projetada.
Simulação de Coluna de Destilação é um programa de computador usado para planejar e aprimorar o design de colunas de destilação por engenheiros. A simulação ajuda os engenheiros a observar o comportamento de vários constituintes dentro da coluna de destilação. É importante porque a simulação nos ajuda a saber qual é a temperatura e a pressão na coluna, entre outras coisas... e por fim, podemos entender como será nosso produto final após o processo completo.
Essas simulações são criadas usando modelos matemáticos e podem ser usadas por engenheiros químicos. Eles são muito meticulosos em seus cálculos, considerando como a mistura se moverá pela coluna em diferentes locais. Eles também tomam muitos outros passos para lidar com o funcionamento da coluna, como temperatura e pressão; A quantidade de líquido que retorna à coluna após a condensação.
A grande vantagem do uso de simulações é que elas ajudam os engenheiros a chegarem ao melhor design da coluna. Ao projetar o comportamento da coluna - por exemplo, quanto do líquido é reciclado de volta para ela - os engenheiros podem melhorar tanto a pureza quanto o volume do produto resultante. Isso permite que eles produzam produtos mais limpos e, ao mesmo tempo, maximizem sua produção. As simulações podem fornecer insights sobre onde a coluna pode enfrentar dificuldades ou tornar-se ineficiente, alertando os engenheiros sobre áreas potenciais de preocupação e ajudando-os a ajustar conforme necessário.
Existem vários fatores-chave que determinam a eficiência e o desempenho de qualquer coluna de destilação. Esses valores também são grandemente influenciados por um número de fatores, como a razão de refluxo (líquido reciclado em relação ao destilado produzido) e até mesmo o design da coluna em geral. É importante entender como esses poucos fatores trabalham juntos para tornar a coluna tão eficiente quanto possível no processamento do perfil de eluição.
Um desses conceitos é variar a razão de refluxo. Se os engenheiros aumentarem essa proporção, isso implica que mais líquido certamente retornará à coluna - metade do qual evapora e condensa novamente, além de metade do seu produto puro! Mas então você corre o risco de obter MENOS do produto no geral. Alternativamente, se eles reduzirem ainda mais a razão, pode ser possível produzir mais produto, mas este não atenderá mais aos padrões de pureza. Encontrar o equilíbrio perfeito desses fatores é onde você encontrará seus melhores resultados.
Por exemplo, uma das realizações mais difíceis na engenharia química é distinguir um conjunto não encoberto de dimetilheptanos de outros. Isômeros são moléculas que possuem fórmulas químicas idênticas, mas diferem em estrutura, o que obscurece sua separação por meio de destilação convencional. A mistura acima mencionada de hidrocarbonetos leves é considerada difícil de separar sem correr o risco de custos energéticos excessivos, no entanto, por meio de simulações, os engenheiros podem adaptar o design de uma coluna de destilação e melhorar a eficiência desse processo de separação.
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