Remoção da água residual para etanol anidro
A desidratação é a etapa de remoção da água residual do etanol hidratado para produzir etanol anidro combustível (AEAC) com teor alcoólico ≥99,3°GL INPM. Como a mistura etanol-água forma um azeótropo a 95,6°GL, a destilação convencional não consegue ultrapassar essa concentração. São utilizados três processos principais: desidratação com MEG (monoetilenoglicol), com ciclohexano e por peneira molecular (zeólita 3A).
O MEG tem alta afinidade pela água, quebrando o azeótropo etanol-água por destilação extrativa.
Fluxo do processo: 1. Etanol hidratado + MEG → Coluna extrativa 2. Topo: etanol anidro (>99,3°GL) 3. Fundo: MEG + água → Coluna de recuperação do MEG 4. MEG recuperado e reciclado
Vantagens: Processo consolidado, baixo custo do MEG, boa eficiência Desvantagens: Contaminação do etanol com MEG (traços), consumo de vapor
O ciclohexano forma um azeótropo ternário (etanol + água + ciclohexano) com ponto de ebulição menor que o azeótropo binário etanol-água.
Fluxo: 1. Etanol hidratado + ciclohexano → Coluna azeotrópica 2. Topo: azeótropo ternário (ciclohexano + água + etanol) 3. Fundo: etanol anidro 4. Decantação do topo: fase orgânica (ciclohexano) reciclada, fase aquosa descartada
Desvantagens: Ciclohexano é carcinogênico, processo em desuso
A zeólita 3A possui poros de 3 Ångströms que adsorvem seletivamente moléculas de água (2,8 Å) mas não de etanol (4,4 Å).
Ciclo de operação: 1. Adsorção: Etanol hidratado passa pelo leito de zeólita a 120–160°C; água é adsorvida 2. Regeneração: Leito aquecido a 200–280°C sob vácuo; água dessorvida 3. Resfriamento: Leito resfriado para próximo ciclo
Vantagens: - Não usa solventes químicos - Etanol anidro de alta pureza - Baixo consumo de energia - Processo contínuo com dois leitos alternados
Desvantagens: Custo inicial elevado, vida útil limitada da zeólita