Na desidratação do etanol, as peneiras moleculares de zeólita são usadas principalmente para superar a limitação do ponto azeotrópico e produzir etanol anidro ou etanol de alta pureza por meio de processos em fase-líquida ou em fase-gasosa. Esta tecnologia é amplamente utilizada em bioetanol, medicina, alimentos e outras indústrias químicas.
Por que o etanol precisa ser desidratado?
No processo produtivo, a água é inevitavelmente produzida na obtenção do etanol. O etanol forma uma mistura azeotrópica com a água, que não pode ultrapassar a concentração de 95,6% em condições normais de destilação.
E em aplicações industriais, o etanol de alta pureza é muitas vezes um requisito necessário. Portanto, a desidratação ou purificação do etanol é necessária para romper os limites azeotrópicos e adquirir um produto final mais refinado.
Peneira molecular de zeólita para desidratação de etanol
A peneira molecular de zeólita tipo 3A tem se destacado na desidratação de etanol, adsorve preferencialmente moléculas de água polares e quase não tem adsorção a moléculas de etanol, sendo a primeira escolha para desidratação de etanol.
O diâmetro de uma molécula de água é de aproximadamente 2,8 Å, enquanto o diâmetro de uma molécula de etanol é de cerca de 4,4 Å, de modo que os microporos (com um diâmetro de cerca de 3Å) das peneiras moleculares de zeólito 3A permitem que as moléculas de água entrem nos canais de adsorção, mas repelem moléculas maiores de etanol. Portanto, a peneira molecular 3A pode adsorver água seletivamente, obtendo em última análise etanol de alta pureza.
Processo de desidratação de etanol por peneira molecular
O uso de peneira molecular para remover água até o nível PPM é atualmente uma das tecnologias mais maduras e eficientes na indústria de desidratação de etanol. Comparada com outros processos de desidratação de etanol, a peneira molecular traz grandes benefícios econômicos e ambientais.
Processo de desidratação TSA: O etanol em fase líquida passa pelo leito de adsorção, aquecendo para dessorção e regeneração. Ele é adequado para aplicativos de pequena e média-escala e é comumente usado em sistemas com operações em lote e longos ciclos de produção.
Processo de desidratação PSA: O etanol em fase gasosa entra no sistema de adsorção sob pressurização. Durante a despressurização, a água é liberada, regenerando a peneira molecular. É adequado para sistemas industriais de desidratação de etanol combustível em grande-escala que exigem produção contínua.
Vantagens da peneira molecular para desidratação de etanol
Superioridade tecnológica: A unidade de desidratação por peneira molecular tem como pontos fortes a simplicidade e o baixo custo de instalação. As peneiras moleculares são fáceis de regenerar e possuem longa vida útil, o que pode permitir a produção contínua.
Operação e manutenção: A unidade de desidratação por peneira molecular pode ser projetada com torres duplas ou torres múltiplas para adsorção e regeneração alternativas. Possui controle automático, operação simples e fácil manutenção.
Pureza e eficiência: A pureza do etanol do produto final pode chegar a 99,5% ~ 99,9% (etanol anidro). A tecnologia de desidratação por peneira molecular tornou-se o padrão industrial para a produção de etanol anidro, promovendo atualizações verdes nas indústrias química e de biocombustíveis.
Respeito econômico e ambiental: Todo o processo não contém aditivos tóxicos, nem descarga de resíduos, o que economiza energia e melhora significativamente a eficiência da desidratação em comparação com os métodos tradicionais.
