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MODELING AND SIMULATION OF A BATCH DISTILLATION COLUMN FOR RECOVERING LIMONENE EPOXIDE (MODELADO Y SIMULACIÓN DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN POR LOTES PARA RECUPERAR EPÓXIDO DE LIMONENO)

MODELING AND SIMULATION OF A BATCH DISTILLATION COLUMN FOR RECOVERING LIMONENE EPOXIDE (MODELADO Y SIMULACIÓN DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN POR LOTES PARA RECUPERAR EPÓXIDO DE LIMONENO)





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MODELING AND SIMULATION OF A BATCH DISTILLATION COLUMN FOR RECOVERING LIMONENE EPOXIDE (MODELADO Y SIMULACIÓN DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN POR LOTES PARA RECUPERAR EPÓXIDO DE LIMONENO). (2013). Revista EIA, 9(18), 131-141. https://eiaupgrade.metarevistas.org/index.php/reveia/article/view/265

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This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

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Consequently, the author may not publish or disseminate the works that are selected for publication in the Revista EIA, neither totally nor partially, nor authorize their publication to third parties, without the prior express authorization, requested and granted in writing, from the Univeridad EIA.

Rolando Barrera Zapata
Aida Luz Villa

Rolando Barrera Zapata,

Ingeniero Químico, Magíster en Ciencias Químicas y Doctor en Ingeniería, Universidad de Antioquia.Docente Asistente, Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia.

Aida Luz Villa,

Ingeniera Química, Universidad Nacional de Colombia; Magíster en Ciencias Químicas, Universidad de Antioquia;Doctora en Ciencias Biológicas, Katholieke Universiteit Leuven. Docente Asociada, Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia.

Consuelo Montes de Correa

Ingeniera Química, Universidad de Antioquia; Doctora en Ingeniería Química, Virginia Polytechnic Institute and State University. Profesora-investigadora, Grupo Catálisis Ambiental, Universidad de Antioquia.La profesora Consuelo Montes de Correa falleció en enero de 2012, por lo cual, desde entonces, el artículo quedóa cargo de los profesores Rolando Barrera y Aida Luz Villa.

Aspen Plus and MATLAB software simulation tools were employed for modeling, simulation and optimization of a distillation process to recover limonene epoxide from a liquid mixture containing limonene + acetonitrile + water + limonene epoxide. This mixture is obtained from limonene epoxidation over PW-Amberlite using aqueous hydrogen peroxide as oxidant and acetonitrile as solvent. Analyses of residue curve maps indicate that batch distillation columns of inverse configuration are adequate to separate limonene epoxide. The model parameters, i.e., the number of stages (8) and the reflux ratio (3,1) were determined by steady state simulations with short-cut models and rigorous models from Aspen Plus. Aspen Plus simulation of the batch distillation operation showed that it is possible to recover up to 95 % limonene epoxide with a molar fraction of 0,97 after 7,5 h. For comparison purposes, the batch distillation operation was also simulated with a semi-rigorous MATLAB model and similar results were obtained.

 

Resumen: Se emplearon herramientas de software de simulación como Aspen Plus y MATLAB para el modelado, simulación y optimización de un proceso de destilación para recuperar epóxido de limoneno a partir de una mezcla líquida que contiene limoneno + acetonitrilo + agua + epóxido de limoneno. Esta mezcla se obtiene de la epoxidación de limoneno sobre PW-Amberlita utilizando peróxido de hidrógeno acuoso como oxidante y acetonitrilo como disolvente. Los análisis de curvas de composición residual indicaron que las columnas de destilación por lotes de configuración inversa son adecuadas para separar el epóxido de limoneno. Los parámetros del modelo, como el número de etapas (8) y la relación de reflujo (3,1) se determinaron mediante simulaciones de estado estacionario con modelos cortos y rigurosos de Aspen Plus. La simulación del equipo por lotes en Aspen Plus mostró que es posible recuperar hasta el 95 % del epóxido de limoneno con una fracción molar de 0,97 después de 7,5 h. Con fines comparativos, la destilación por lotes también se simuló con un modelo semirriguroso construido en MATLAB, con el cual se lograron resultados similares.


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