BR102017018998A2

BR102017018998A2 - COLUMN AND STEAM SEPARATION PROCESS WITH PARALLEL CHAINS

Info

Publication number: BR102017018998A2
Application number: BR102017018998-8A
Authority: BR
Inventors: Lilian Caroline Kramer Biasi; Fabio Rodolfo Miguel Batista; Antonio José De Almeida Meirelles
Original assignee: Universidade Estadual De Campinas - Unicamp
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2019-03-26

Abstract

a presente invenção refere-se a colunas e processos de absorção e dessorção por contato líquido-vapor com correntes paralelas inserida no campo da engenharia química, engenharia de alimentos, química, farmácia, indústria de cosméticos e purificação de produtos biotecnológicos, com aplicação industrial voltada a bio-refinarias e outras indústrias que utilizam processos de separação de absorção e dessorção. apresenta aplicação no refino físico e a desodorização de óleos vegetais; a recuperação de etanol perdido durante o processo de fermentação do mosto; o esgotamento de solvente (hexano) de óleos vegetais; a dessolventização; entre outros.The present invention relates to parallel-current liquid-vapor contact absorption and desorption columns and processes in the field of chemical engineering, food engineering, chemistry, pharmacy, cosmetics industry and biotechnology purification, with industrial application directed bio-refineries and other industries using absorption and desorption separation processes. presents application in physical refining and deodorization of vegetable oils; the recovery of ethanol lost during the must fermentation process; solvent (hexane) depletion of vegetable oils; desolventization; among others.

Description

COLUNA E PROCESSO DE SEPARAÇÃO LÍQUIDO-VAPOR COM CORRENTES PARALELASCOLUMN AND STEAM LIQUID-SEPARATION PROCESS WITH PARALLEL CHAINS

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a colunas e processos de absorção e dessorção por contato líquido-vapor com correntes paralelas.FIELD OF THE INVENTION [001] The present invention relates to columns and processes of absorption and desorption by liquid-vapor contact with parallel currents.

[002] A presente invenção se insere no campo da engenharia química, engenharia de alimentos, química, farmácia, indústria de cosméticos e purificação de produtos biotecnológicos, com aplicação industrial voltada a bio-refinarias e outras indústrias que utilizam processos de separação de absorção e dessorção. Exemplos de interesse comercial englobam: o refino físico e a desodorização de óleos vegetais; a recuperação de etanol perdido durante o processo de fermentação do mosto; o esgotamento de solvente (hexano) de óleos vegetais; a dessolventização; entre outros.[002] The present invention is part of the field of chemical engineering, food engineering, chemistry, pharmacy, cosmetics industry and purification of biotechnological products, with industrial application aimed at bio-refineries and other industries that use processes of separation of absorption and desorption. Examples of commercial interest include: physical refining and deodorizing vegetable oils; the recovery of ethanol lost during the wort fermentation process; the depletion of solvent (hexane) from vegetable oils; desolventization; among others.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [003] A presente invenção referencia os processos de absorção e dessorção realizados em colunas com correntes paralelas. Processos de separação líquido/vapor utilizando este tipo de coluna são pouco explorados, e as poucas referências encontradas estão focadas no processo de destilação. Referente ao processo de destilação, dois tipos de coluna com correntes paralelas são evidenciados na literatura: (1) a coluna de paradestilação, na qual, o fluxo de vapor é dividido, na base da coluna, em duas ou mais correntes paralelas ascendentes, que entram em contato com um único fluxo descendente de líquido; (2) e a coluna de metadestilação, onde o fluxo de líquido é dividido, no topo da coluna, em duas ouBACKGROUND OF THE INVENTION [003] The present invention references the absorption and desorption processes carried out in columns with parallel currents. Liquid / vapor separation processes using this type of column are little explored, and the few references found are focused on the distillation process. Regarding the distillation process, two types of column with parallel currents are evidenced in the literature: (1) the paradestilation column, in which, the vapor flow is divided, at the base of the column, into two or more parallel ascending currents, which come into contact with a single downward flow of liquid; (2) and the metadistillation column, where the liquid flow is divided, at the top of the column, into two or

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2/20 mais correntes descendentes, que entram em contato alternativamente com um único fluxo ascendente de vapor.2/20 more downward currents, which alternatively come into contact with a single upward flow of steam.

[004] Na paradestilação a coluna é dividida em duas ou mais zonas, sendo esta divisão realizada em função do número de correntes de vapor (β). Dada uma coluna com β divisões de vapor, cada zona da coluna será composta por (1/β) segmentos de estágio, conforme descrito por JENKINS (1985) para β=2. A mesma distância entre pratos utilizada na coluna de destilação convencional será mantida entre os estágios consecutivos da mesma zona da coluna de paradestilação. No entanto a distância entre pratos de zonas diferentes será a distância convencional dividida por β. Ou seja, como as bandejas na paradestilação ocupam somente (1/β) da área de seção da coluna, estas bandejas podem ser alocadas com espaçamento usual dividido por β (isto é, l^espaçamento) entre estágios subsequentes e um (1) espaçamento completo entre bandejas do mesmo lado da coluna, preservando o espaçamento igual ao da destilação convencional para aquelas bandejas que recebem a mesma corrente de vapor. Assim, se as duas colunas tiverem exatamente a mesma altura, a coluna de paradestilação poderá conter um número de bandejas pouco menor do que β vezes o número de bandejas da coluna de destilação. Desta forma é possível aumentar o número de estágios teóricos por unidade de altura da coluna e promover uma perda de pressão menor ou no máximo igual, com possibilidade de redução do consumo de energia e do custo de equipamento. Com este tipo alternativo de construção é possível alcançar um maior grau de separação utilizando uma coluna de paradestilação com a mesma altura de outra convencional, ou um grau de separação semelhante utilizando uma coluna de paradestilação de tamanho menor do que a convencional. Este efeito[004] In para-distillation the column is divided into two or more zones, this division being performed according to the number of vapor currents (β). Given a column with β vapor divisions, each column area will be composed of (1 / β) stage segments, as described by JENKINS (1985) for β = 2. The same distance between plates used in the conventional distillation column will be maintained between consecutive stages in the same zone of the para-distillation column. However, the distance between plates in different zones will be the conventional distance divided by β. That is, as the trays in the distillation only occupy (1 / β) of the column section area, these trays can be allocated with usual spacing divided by β (ie, l ^ spacing) between subsequent stages and one (1) spacing complete between trays on the same side of the column, preserving the spacing equal to that of conventional distillation for those trays that receive the same steam stream. Thus, if the two columns are exactly the same height, the column of distillation may contain a number of trays slightly less than β times the number of trays in the distillation column. In this way it is possible to increase the number of theoretical stages per unit of height of the column and to promote a lower or maximum equal pressure loss, with the possibility of reducing energy consumption and equipment cost. With this alternative type of construction it is possible to achieve a greater degree of separation using a paradestillation column with the same height as another conventional one, or a similar degree of separation using a paradestillation column of smaller size than the conventional one. This effect

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3/20 na separação é atribuído, por MESZAROS e FONYO (1990) e por CANFIELD (1984), ao efeito Jenkins. De acordo com este efeito, mantendo a mesma altura de coluna e distância entre os pratos, um número de bandejas igual a βχ N estágios ideais de paradestilação produzem uma separação melhor que N estágios ideais da destilação. Os poucos estudos encontrados na literatura científica aberta relataram a possibilidade de reduzir a altura da coluna de paradestilação em até 30% ou a razão de refluxo em até 70%, quando comparadas com a destilação convencional (CANFIELD, 1984; CANFIELD; JENKINS, 1986; GOUVÊA, 1999; MEIRELLES et al., 2017). Em um trabalho recente, MEIRELLES et al. (2017) confirmaram o efeito Jenkins, demonstrando que o arranjo dos estágios na paradestilação aumenta a força motriz de transferência de massa, sendo essa intensificação elucidada pelo maior gradiente de concentração entre as correntes de líquido e vapor de um determinado estágio da coluna de paradestilação. Este efeito ocorre, pois para um dado estágio n, ambas as configurações recebem a corrente de líquido proveniente do estágio (n + 1). No entanto, o vapor que entra no estágio n é proveniente de (n - 1) para a coluna convencional e de (n- 2) para a paradestilação com duas correntes de vapor. Como a fração molar do componente mais volátil no vapor é maior em (n-1) do que em (n-2), a maior diferença de concentração gerada no último caso permite uma maior força motriz para a transferência de massa em uma coluna de paradestilação, justificando a intensificação da separação neste tipo de coluna.3/20 in the separation is attributed, by MESZAROS and FONYO (1990) and by CANFIELD (1984), to the Jenkins effect. According to this effect, maintaining the same column height and distance between the plates, a number of trays equal to βχ N ideal stages of paradestilation produce a better separation than N ideal stages of distillation. The few studies found in the open scientific literature have reported the possibility of reducing the height of the paradestillation column by up to 30% or the reflux ratio by up to 70%, when compared with conventional distillation (CANFIELD, 1984; CANFIELD; JENKINS, 1986; GOUVÊA, 1999; MEIRELLES et al., 2017). In a recent study, MEIRELLES et al. (2017) confirmed the Jenkins effect, demonstrating that the arrangement of stages in paradestilation increases the driving force of mass transfer, and this intensification is elucidated by the greater concentration gradient between the liquid and vapor streams of a given stage of the paradestilation column. This effect occurs because, for a given stage n, both configurations receive the liquid stream from the stage (n + 1). However, the steam that enters stage n comes from (n - 1) for the conventional column and (n - 2) for the distillation with two steam streams. As the molar fraction of the most volatile component in the vapor is greater in (n-1) than in (n-2), the greater difference in concentration generated in the latter case allows a greater driving force for the transfer of mass in a column of distillation, justifying the intensification of separation in this type of column.

[005] Na metadestilação, a divisão das β correntes de líquido ocorre no topo da coluna (estágio N). Cada corrente é então alimentada aos estágios N a N - β + 1, onde são mantidas separadas até a base da coluna. Este tipo de coluna se diferencia da convencional pela[005] In methadistillation, the division of β streams of liquid occurs at the top of the column (stage N). Each current is then fed to stages N to N - β + 1, where they are kept separate until the base of the column. This type of column differs from the conventional one by

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4/20 disposição interna de líquido, segundo a qual um dado estágio genérico n recebe a corrente de líquido proveniente do estágio (n + β), e não de (n + 1) como ocorre na destilação convencional. Desta forma, assim como na paradestilação, essa configuração apresenta um maior gradiente de concentração entre as correntes de líquido e vapor de um determinado estágio. Além do mais, a divisão da vazão de líquido é responsável por uma diminuição no diâmetro total da coluna de metadestilação em relação à convencional, isto ocorre, pois cada estágio irá receber aproximadamente apenas (L/β) da vazão total L de líquido. Esta redução na área dos estágios da coluna pode chegar a 30 %, conforme relatado por MIZSEY, MÉSZÉROS e FONYÓ (1993). Outra vantagem desse tipo de coluna é um potencial aumento na eficiência de Murphree, o qual, segundo GOUVÊA (1999), pode ser de 2 a 20% maior na metadestilação do que na destilação convencional.4/20 internal liquid disposition, according to which a given generic stage n receives the liquid stream from the stage (n + β), and not from (n + 1) as occurs in conventional distillation. In this way, as with paradestilation, this configuration presents a greater concentration gradient between the liquid and vapor streams of a given stage. Furthermore, the division of the liquid flow is responsible for a decrease in the total diameter of the metadistillation column in relation to the conventional one, this occurs, since each stage will receive approximately only (L / β) of the total liquid flow L. This reduction in the area of the spine stages can reach 30%, as reported by MIZSEY, MÉSZÉROS and FONYÓ (1993). Another advantage of this type of column is a potential increase in the efficiency of Murphree, which, according to GOUVÊA (1999), can be 2 to 20% higher in metadistillation than in conventional distillation.

[006] São poucos os trabalhos que relatam os processos de para- e meta- destilação e praticamente inexistentes os sobre absorção e dessorção com correntes paralelas. Além do mais, os estudos realizados com este tipo de coluna demonstram apenas a vantagem da divisão das correntes por dois (β=2), não explorando as demais possibilidades.[006] There are few studies that report the processes of para- and meta-distillation and practically nonexistent ones on absorption and desorption with parallel currents. Furthermore, the studies carried out with this type of column demonstrate only the advantage of dividing the currents by two (β = 2), not exploring the other possibilities.

[007] O equipamento utilizado para o refino físico de óleos vegetais é o mesmo utilizado na etapa de desodorização, sendo as duas etapas comumente realizadas em conjunto. Já no caso do refino químico de óleos a desacidificação é realizada por meio de neutralização com um composto básico, normalmente hidróxido de sódio, e lavagem e centrifugação para separação dos sabões formados. Neste caso, a etapa de desodorização é realizada, mas com o objetivo exclusivo de retirar compostos odoríferos[007] The equipment used for the physical refining of vegetable oils is the same used in the deodorization stage, the two stages being commonly performed together. In the case of chemical oil refining, deacidification is carried out through neutralization with a basic compound, usually sodium hydroxide, and washing and centrifugation to separate the formed soaps. In this case, the deodorization step is carried out, but with the sole purpose of removing odorous compounds

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5/20 relativamente voláteis. O objetivo geral destes processos é a extração de componentes indesejáveis presentes no óleo, tais como ácidos graxos livres, pigmentos, componentes odoríferos e de degradação, sendo a etapa de refino físico responsável por uma redução do teor de ácidos graxos livres de um valor inicial igual a 0,5 a 5,0% para 0,001 a 0,003% (CARLSON, 1996). O princípio básico do refino físico está relacionado à diferença de volatilidade entre os componentes graxos, sendo o processo realizado a altas temperaturas, de 200 a 275 °C. Como a elevação da temperatura potencializa a atividade oxidativa e a hidrólise causada pelo vapor de água, o processamento ocorre sob vácuo, na faixa de 4 a 6 mmHg, sendo que o vácuo não apenas contribui com a qualidade final do produto, mas também é responsável por uma redução na quantidade de vapor requerida no processamento (CARLSON, 1996). O vácuo elevado, característico dos processos de refino e desodorização, está associado a uma elevada perda de carga nos estágios da coluna de dessorção, já que as camadas de líquido contidas nas bandejas respondem pela maior parte da elevação da pressão entre o topo e a base da coluna. Por isso, a coluna tradicional que opera em contracorrente (com um único fluxo ascendente de vapor que passa por todos os estágios da coluna) é substituída por duas outras configurações que visam à redução da perda de carga. A primeira delas é caracterizada por uma coluna de recheio que pode apresentar estágios convencionais na base da coluna. A segunda é a coluna com correntes cruzadas, na qual a vazão total de vapor é dividida em tantas correntes quanto o número de bandejas do equipamento, com cada uma desta correntes sendo submetida à transferência de massa em um único estágio e coletadas conjuntamente após atravessar o estágio em questão, de forma a5/20 relatively volatile. The general objective of these processes is the extraction of undesirable components present in the oil, such as free fatty acids, pigments, odorous and degradation components, with the physical refining step responsible for a reduction in the content of free fatty acids by an equal initial value. to 0.5 to 5.0% to 0.001 to 0.003% (CARLSON, 1996). The basic principle of physical refining is related to the difference in volatility between fatty components, the process being carried out at high temperatures, from 200 to 275 ° C. As the rise in temperature enhances oxidative activity and hydrolysis caused by water vapor, processing takes place under vacuum, in the range of 4 to 6 mmHg, and the vacuum not only contributes to the final quality of the product, but is also responsible by a reduction in the amount of steam required in processing (CARLSON, 1996). The high vacuum, characteristic of the refining and deodorization processes, is associated with a high pressure loss in the stages of the desorption column, since the liquid layers contained in the trays account for most of the increase in pressure between the top and the bottom. of the column. For this reason, the traditional column that operates in countercurrent (with a single upward flow of steam that passes through all the stages of the column) is replaced by two other configurations that aim to reduce the head loss. The first one is characterized by a filling column that can have conventional stages at the base of the column. The second is the column with crossed streams, in which the total flow of steam is divided into as many streams as the number of trays in the equipment, with each stream being subjected to mass transfer in a single stage and collected together after crossing the stage in question, in order to

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6/20 minimizar a perda de carga. Mesmo que esta coluna apresente uma menor perda de carga total em comparação à coluna em contracorrente, CERIANE e MEIRELLES (2006) constataram que o consumo de vapor requerido para o processamento de óleo de palma e de coco em colunas com aproximadamente 5 estágios é maior do que na coluna que opera em contracorrente. Neste sentido, a coluna de para-absorção é uma boa alternativa para este processo, pois opera em contracorrente, mas pode apresentar uma perda de carga (pressão) menor que a da coluna de absorção convencional. Esta possibilidade não descarta, no entanto, o uso da configuração de para-absorção na base da coluna de recheio ou nos estágios da coluna de corrente-cruzada.6/20 minimize head loss. Even though this column has a lower total head loss compared to the countercurrent column, CERIANE and MEIRELLES (2006) found that the steam consumption required for processing palm and coconut oil in columns with approximately 5 stages is higher than than in the column that operates in countercurrent. In this sense, the para-absorption column is a good alternative for this process, as it operates in countercurrent, but it can present a pressure drop (pressure) less than that of the conventional absorption column. This possibility does not, however, rule out the use of the para-absorption configuration at the base of the filling column or in the stages of the cross-current column.

[008] No que tange ao processo de dessorção, um exemplo de aplicação industrial de interesse nas biorefinarias é a recuperação de etanol evaporado nas dornas de fermentação do mosto. Os açúcares, originários de fontes como a cana-de-açúcar, a beterraba, e o milho e presentes no mosto, são fermentados, gerando álcool, dióxido de carbono e calor. O dióxido de carbono é um gás volátil que, ao ser removido das dornas de fermentação, carrega parte do etanol. Este etanol pode ser recuperado pela lavagem da mistura gasosa por um solvente, o qual é comumente constituído por água, que, além de apresentar baixo custo, ainda possui boa solubilidade seletiva e pode ser separada do etanol pelo processo usual de destilação utilizado nas usinas. As principais vantagens da presente invenção, particularmente no caso de processos de para-absorção, é a possibilidade de reduzir a altura do equipamento mantendo o consumo da água empregado como solvente de absorção ou, então, reduzir o consumo deste solvente caso a altura do equipamento seja[008] Regarding the desorption process, an example of an industrial application of interest in biorefineries is the recovery of evaporated ethanol in the wort fermentation vats. Sugars, originating from sources such as sugar cane, sugar beet, and corn and present in the must, are fermented, generating alcohol, carbon dioxide and heat. Carbon dioxide is a volatile gas that, when removed from fermentation vats, carries part of the ethanol. This ethanol can be recovered by washing the gas mixture with a solvent, which is commonly made up of water, which, in addition to having a low cost, still has good selective solubility and can be separated from ethanol by the usual distillation process used in the plants. The main advantages of the present invention, particularly in the case of para-absorption processes, are the possibility of reducing the height of the equipment while maintaining the consumption of water used as an absorption solvent, or else reducing the consumption of this solvent if the height of the equipment be

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7/20 preservada, permitindo sempre o mesmo grau de recuperação do etanol presente na corrente de gás liberada durante a fermentação.7/20 preserved, always allowing the same degree of recovery of ethanol present in the gas stream released during fermentation.

[009] Os relatos, encontrados na literatura, sobre a utilização de colunas com correntes paralelas referem-se ao processo de destilação convencional, salva duas exceções: a patente requerida por JENKINS (1985) e o trabalho realizado por HEUCKE (1987).[009] The reports, found in the literature, on the use of columns with parallel currents refer to the conventional distillation process, with two exceptions: the patent required by JENKINS (1985) and the work carried out by HEUCKE (1987).

[0010]No trabalho apresentado por HEUCKE (1987) são discutidas, de forma genérica, as vantagens de colunas de absorção, dessorção e destilação com correntes paralelas. Nenhum exemplo de interesse industrial foi mencionado, nem discutido ou especificadas suas faixas de condições operacionais e construtivas.[0010] In the work presented by HEUCKE (1987), the advantages of absorption, desorption and distillation columns with parallel currents are discussed in a generic way. No examples of industrial interest were mentioned, nor discussed or specified their ranges of operational and constructive conditions.

[0011] A patente requerida em 29/01/1985 por JENKINS (1985), sob o número US 4.582.569, apresenta detalhes construtivos dos estágios das colunas com duas correntes divididas de vapor (β=2). Nesta patente são reivindicados os modelos construtivos, não havendo referência ao uso desses estágios aplicados ao refino de óleos vegetais ou à recuperação de etanol evaporado do processo de fermentação. O documento relata um exemplo de aplicação desses estágios ao processo de absorção de hidrocarbonetos, no qual apenas a configuração com duas divisões internas de vapor é explorada. No documento em questão não há nenhuma referência aos processos de meta-absorção/dessorção/destilação.[0011] The patent applied for on January 29, 1985 by JENKINS (1985), under the number US 4,582,569, presents constructive details of the stages of the columns with two divided steam currents (β = 2). In this patent construction models are claimed, with no reference to the use of these stages applied to the refining of vegetable oils or to the recovery of evaporated ethanol from the fermentation process. The document reports an example of applying these stages to the hydrocarbon absorption process, in which only the configuration with two internal steam divisions is explored. In the document in question there is no reference to the processes of meta-absorption / desorption / distillation.

[0012] Além da construção sugerida por JENKINS (1985), outras patentes relatam a construção de estágios com divisão de líquido, de vapor ou de ambos, são elas: (1) as patentes de inovação e utilidade CN101905088B e CN201775974U, registradas por ZHANG e SUN (2012) e ZHANG (2011a), respectivamente, as quais relatam a construção de colunas com duas correntes internas de líquido e duas de vapor; (2) as patentes de inovação e utilidade CN101905089B e[0012] In addition to the construction suggested by JENKINS (1985), other patents report the construction of stages with division of liquid, steam or both, they are: (1) the innovation and utility patents CN101905088B and CN201775974U, registered by ZHANG and SUN (2012) and ZHANG (2011a), respectively, which report the construction of columns with two internal streams of liquid and two of vapor; (2) the innovation and utility patents CN101905089B and

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CN201799131U, registradas por ZHANG (2012, 2011b), que relatam a construção de colunas com duas ou mais divisões internas de líquido, sem mencionar a corrente de vapor. Vale ressaltar que as quatro patentes aqui referenciadas não consideram, nem mencionam, os processos de absorção e dessorção/esgotamento e também não reivindicam processos de aplicação, apenas a construção das colunas.CN201799131U, registered by ZHANG (2012, 2011b), who report the construction of columns with two or more internal divisions of liquid, not to mention the vapor stream. It is worth mentioning that the four patents referenced here do not consider, nor mention, the absorption and desorption / exhaustion processes and also do not claim application processes, only the construction of the columns.

[0013]As colunas e processos da presente invenção apresentam vantagens econômicas tanto no investimento inicial, pois permitem a construção de colunas menores e de diâmetro reduzido, quanto no custo operacional, pois possibilitam menor consumo de utilidades.[0013] The columns and processes of the present invention have economic advantages both in the initial investment, as they allow the construction of smaller columns with reduced diameter, and in the operational cost, as they allow less consumption of utilities.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [0014] A presente invenção descreve coluna e processo de separação líquido-vapor com correntes paralelas.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION [0014] The present invention describes column and liquid-vapor separation process with parallel currents.

[0015] A coluna de meta-absorção/dessorção compreende a divisão do fluxo de líquido no topo da coluna em β correntes; cada corrente é alimentada em um estágio, o primeiro estágio recebe a alimentação na forma líquida (estágio N); porções da alimentação são introduzidas nos estágios imediatamente inferiores (N-1,N2,... ,N - β + 1); a transferência de correntes de líquido ocorre de um estágio para outro intercaladamente (a corrente de líquido que deixa o estágio genérico n entra no estágio η- β).[0015] The meta-absorption / desorption column comprises the division of the liquid flow at the top of the column into β currents; each current is fed in one stage, the first stage receives the supply in liquid form (stage N); portions of the food are introduced in the immediately lower stages (N-1, N2, ..., N - β + 1); the transfer of liquid streams occurs from one stage to another interchangeably (the liquid stream that leaves the generic stage n enters the stage η- β).

[0016] A coluna de para-absorção/dessorção compreende a divisão do fluxo de vapor na base da coluna em β correntes, alimentando as bandejas de 1 a β, respectivamente, contadas de baixo para cima; cada corrente é alimentada em uma zona; cada zona/divisão contem estágios com área corresponde à (1/β) da área de seção da coluna; as bandejas podem ser alocadas com (1/β) espaçamento entre estágios subsequentes e um (1) espaçamento completo entre[0016] The para-absorption / desorption column comprises the division of the vapor flow at the base of the column into β currents, feeding trays from 1 to β, respectively, counted from bottom to top; each current is fed into a zone; each zone / division contains stages with an area corresponding to (1 / β) of the column section area; trays can be allocated with (1 / β) spacing between subsequent stages and one (1) complete spacing between

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9/20 bandejas do mesmo lado da coluna; a alimentação da corrente de líquido ocorre no estágio N e a remoção das β correntes de vapor ocorre no topo da coluna.9/20 trays on the same side of the column; the liquid stream is fed in stage N and the removal of β vapor currents occurs at the top of the column.

[0017] O processo de absorção com correntes paralelas utiliza as colunas, objetos da presente invenção e, compreende as etapas:[0017] The absorption process with parallel currents uses the columns, objects of the present invention and comprises the steps:

a) Alimentação do solvente (água líquida) no estágio N da coluna de para-absorção e nos estágios de N a N - β + 1 na meta-absorção, contando da base (1) para o topo (N);a) Solvent feed (liquid water) in the N stage of the para-absorption column and in the stages from N to N - β + 1 in the meta-absorption, counting from the base (1) to the top (N);

b) Alimentação da fase gás/vapor, contendo o meio gasoso (dióxido de carbono) e o soluto (etanol) a ser recuperado, no estágio 1 (base) da coluna de metaabsorção e nas β bandejas inferiores da coluna de paraabsorção;b) Feeding of the gas / steam phase, containing the gaseous medium (carbon dioxide) and the solute (ethanol) to be recovered, in stage 1 (base) of the metaabsorption column and in the β lower trays of the paraabsorption column;

c) Retirada da fase vapor no topo da coluna sem a presença do soluto (etanol), e da fase líquida na base da coluna, composta pelo solvente mais o soluto recuperado;c) Removal of the vapor phase at the top of the column without the presence of the solute (ethanol), and of the liquid phase at the base of the column, composed of the solvent plus the recovered solute;

- Operação das colunas à temperatura ambiente (não superior a 45°C);- Operating the columns at room temperature (not exceeding 45 ° C);

- Operação das colunas a pressão igual ou inferior à pressão ambiente (p < 760 mmHg); e- Column operation at pressure equal to or less than ambient pressure (p <760 mmHg); and

- Alimentação da água à temperatura ambiente (não superior a 45°C).- Water supply at room temperature (not more than 45 ° C).

[0018] O processo de dessorção ou esgotamento com correntes paralelas utiliza as colunas, objetos da presente invenção e, compreende as seguintes etapas:[0018] The desorption or depletion process with parallel currents uses the columns, objects of the present invention, and comprises the following steps:

a) Alimentação do gás de arraste (vapor de água) no estágio 1 da coluna de meta-dessorção e nas bandejas de 1 a β na para-dessorção, contando da base (1) para o topo (N), a uma temperatura não superior a 280 °C;a) Feeding the carrier gas (water vapor) in stage 1 of the meta-desorption column and in trays from 1 to β in the para-desorption, counting from the base (1) to the top (N), at a temperature not greater than 280 ° C;

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b) Alimentação da fase líquida, contendo os compostos de interesse (triacilgliceróis) e o soluto a ser separado, no estágio N (topo) da coluna de para-dessorção e nos estágios de (N - β + 1) a N no caso da meta-dessorção, a uma temperatura não superior a 280 °C;b) Feeding of the liquid phase, containing the compounds of interest (triacylglycerols) and the solute to be separated, in stage N (top) of the para-desorption column and in stages (N - β + 1) to N in the case of meta-desorption, at a temperature not exceeding 280 ° C;

c) Retirada da fase líquida, rica nos compostos de interesse (triacilglicerois) e sem a presença do soluto, na base da coluna e da fase vapor, composta pelo gás de arraste mais o soluto, no topo da coluna;c) Removal of the liquid phase, rich in the compounds of interest (triacylglycerols) and without the presence of the solute, at the base of the column and the vapor phase, composed of the carrier gas plus the solute, at the top of the column;

- Operação das colunas a temperaturas inferiores a 280 °C; e- Column operation at temperatures below 280 ° C; and

- Operação das colunas a pressões de topo iguais ou menores que a atmosférica (p < 760 mmHg), preferencialmente inferior a 10mmHg.- Column operation at top pressures equal to or less than atmospheric (p <760 mmHg), preferably less than 10 mmHg.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [00i9]Figura 1: Representação esquemática das colunas de metaabsorção/dessorção com duas divisões internas (β=2) de líquido.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES [00i9] Figure 1: Schematic representation of the meta-absorption / desorption columns with two internal divisions (β = 2) of liquid.

[0020]Figura 2: Representação esquemática das colunas de paraabsorção/dessorção com duas divisões internas (β=2) de vapor.[0020] Figure 2: Schematic representation of paraabsorption / desorption columns with two internal divisions (β = 2) of steam.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0021] A presente invenção refere-se às colunas e aos processos de absorção e dessorção por separação líquido-vapor com correntes paralelas.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0021] The present invention relates to columns and processes of absorption and desorption by liquid-vapor separation with parallel currents.

[0022] As colunas da presente invenção apresentam pelo menos duas divisões (β=2) de vapor (para-) ou de líquido (meta-), com a possibilidade de até 6 repartições em β.[0022] The columns of the present invention have at least two divisions (β = 2) of steam (para-) or liquid (meta-), with the possibility of up to 6 divisions in β.

[0023] A Figura 1 representa a modalidade construtiva da coluna de meta-absorção/dessorção com β=2; e a Figura 2 representa a[0023] Figure 1 represents the constructive modality of the meta-absorption / desorption column with β = 2; and Figure 2 represents the

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11/20 modalidade construtiva da coluna de para-absorção/dessorção com β=2.11/20 constructive modality of the para-absorption / desorption column with β = 2.

Coluna de meta-absorção/dessorção [0024] A coluna de meta-absorção/dessorção compreende a divisão do fluxo de líquido no topo da coluna em β correntes. Cada corrente é alimentada em um estágio, o primeiro estágio que recebe a alimentação na forma líquida é o estágio N, correspondente ao último estágio da coluna (contagem da base para o topo da coluna). As demais porções da alimentação são introduzidas nos estágios imediatamente inferiores: (N -1),(N -2),...,(^ -β + 1). As correntes de líquido são transferidas de um estágio para outro intercaladamente, isto é, a corrente que deixa o estágio genérico n entra no estágio η- β. Todas as correntes descendentes de líquido entram em contato com um único fluxo ascendente de vapor, durante o contato entre as fases líquida e vapor o soluto (componente de interesse da separação) é transferido da fase gasosa para fase líquida na absorção e vice-versa na dessorção. As β correntes de líquido podem ser unidas na base da coluna com a finalidade de obter apenas um produto de fundo, ou podem ser coletadas individualmente, já que podem haver variações entre as composições de cada uma das correntes.Metabsorption / desorption column [0024] The meta-absorption / desorption column comprises the division of the liquid flow at the top of the column into β currents. Each stream is fed in one stage, the first stage that receives the liquid feed is stage N, corresponding to the last stage of the column (counting from the base to the top of the column). The remaining portions of the food are introduced in the immediately lower stages: (N -1), (N -2), ..., (^ -β + 1). The liquid streams are transferred from one stage to another intercalated, that is, the current that leaves the generic stage n enters the stage η- β. All downward streams of liquid come into contact with a single upward flow of steam, during the contact between the liquid and vapor phases the solute (component of interest in the separation) is transferred from the gas phase to the liquid phase in the absorption and vice versa in the desorption. The β streams of liquid can be joined at the base of the column in order to obtain only one bottom product, or they can be collected individually, since there may be variations between the compositions of each of the streams.

Coluna de para-absorção/dessorção [0025]A coluna de para-absorção/dessorção compreende a divisão do fluxo de vapor na base da coluna em β correntes. Cada corrente é alimentada em uma zona da coluna de para-absorção/dessorção, sendo que cada zona/divisão contem estágios com área corresponde à aproximadamente (1/β) da área de seção da coluna. Desta forma, estas bandejas podem ser alocadas com (1/β) espaçamento entre estágios subsequentes e um (1) espaçamento completo entrePara-absorption / desorption column [0025] The para-absorption / desorption column comprises the division of the vapor flow at the base of the column into β currents. Each stream is fed into a zone of the para-absorption / desorption column, with each zone / division containing stages with an area corresponding to approximately (1 / β) of the column section area. In this way, these trays can be allocated with (1 / β) spacing between subsequent stages and one (1) complete spacing between

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12/20 bandejas do mesmo lado da coluna, preservando o espaçamento igual ao da absorção/esgotamento convencional para aquelas bandejas que recebem a mesma corrente de vapor. Esta coluna ainda compreende a alimentação da corrente de líquido no estágio N e a remoção das β correntes de vapor no topo da coluna. Mais uma vez, estas correntes podem ser unidas para obtenção de um único produto de topo ou podem se manter separadas para obtenção de β produtos com possíveis composições diferentes.12/20 trays on the same side of the column, preserving the same spacing as conventional absorption / depletion for those trays that receive the same steam stream. This column also comprises feeding the liquid stream in stage N and removing the β vapor streams at the top of the column. Once again, these streams can be joined to obtain a single top product or can be kept separate to obtain β products with different possible compositions.

[0026]O processo de absorção com correntes paralelas da presente invenção, utilizando as colunas de para- e meta-absorção, compreende as seguintes etapas:[0026] The parallel current absorption process of the present invention, using the para- and meta-absorption columns, comprises the following steps:

[0027]O processo de absorção compreende, ainda, as seguintes características:[0027] The absorption process also includes the following characteristics:

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[0028]O processo compreende a recuperação de um soluto, ou a descontaminação de uma corrente de gás/vapor, através da transferência de massa que ocorre da fase gasosa para a fase líquida, sendo a transferência possibilitada pela introdução do solvente no estágio N no caso da para-absorção e nos estágios N, (N - 1),..., (N - β + 1), no caso da meta-absorção. O processo de recuperação de bioetanol perdido por evaporação nas dornas de fermentação foi adotado como forma de exemplificar uma das possíveis utilizações dos processos de para- e meta-absorção aplicados a casos industriais. Neste exemplo, o objetivo é absorver, em equipamentos contracorrente que admitam β correntes de líquido (meta-) ou vapor (para-), o etanol (soluto) presente no dióxido de carbono, utilizando água líquida como solvente.[0028] The process comprises the recovery of a solute, or the decontamination of a gas / vapor stream, through the transfer of mass that occurs from the gas phase to the liquid phase, the transfer being made possible by the introduction of the solvent in stage N in the para-absorption and in stages N, (N - 1), ..., (N - β + 1), in the case of meta-absorption. The recovery process of bioethanol lost by evaporation in the fermentation vats was adopted as a way of exemplifying one of the possible uses of the para- and meta-absorption processes applied to industrial cases. In this example, the objective is to absorb, in countercurrent equipment that admit β currents of liquid (meta-) or vapor (para-), the ethanol (solute) present in carbon dioxide, using liquid water as a solvent.

EXEMPLO 1: ABSORÇÃO [0029]O exemplo demonstra a operação da presente invenção aplicada à recuperação do etanol evaporado nas dornas de fermentação, via processo de absorção.EXAMPLE 1: ABSORPTION [0029] The example demonstrates the operation of the present invention applied to the recovery of evaporated ethanol in fermentation vats, via the absorption process.

[0030] Foram avaliadas colunas de para- e meta-absorção com β correntes internas de vapor e líquido, respectivamente. As condições avaliadas objetivaram uma recuperação de 98% do etanol alimentado a uma taxa de 8333 kg total/h de gás carbônico contendo etanol a uma concentração de 0,0168 kg de etanol/kg total. Um cálculo estimado, considerando que somente o etanol se transfere da fase vapor para a líquida, admitindo bandejas com eficiência máxima e desconsiderando arraste mecânico, permite obter a Tabela 1, na qual é possível observar que, fixada a taxa de recuperação (98%), o número de estágios ideais necessários aumenta com o aumento de[0030] Para- and meta-absorption columns with β internal vapor and liquid currents, respectively, were evaluated. The evaluated conditions aimed at recovering 98% of the ethanol fed at a rate of 8333 kg total / h of carbon dioxide containing ethanol at a concentration of 0.0168 kg of ethanol / kg total. An estimated calculation, considering that only ethanol is transferred from the vapor to the liquid phase, admitting trays with maximum efficiency and disregarding mechanical drag, allows to obtain Table 1, in which it is possible to observe that, the recovery rate (98%) is fixed , the number of ideal stages required increases with increasing

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14/20 repartições (β). Para um mesmo número de estágios ideais, a razão L/V aumentou com o número de partições (β). A razão L/V também aumenta com a diminuição do número de estágios, sendo maior na para-absorção, com valores intermediários na meta-absorção e com valores menores na absorção convencional. Sabe-se que quanto menor a razão L/V menor é o consumo de solventes e, portanto, menor é o custo operacional. Apesar da razão L/V ter sido maior no processo de para-absorção quando comparado ao de absorção convencional, considerando sempre o mesmo número de estágios, vale salientar que a construção deste tipo de coluna permite a disposição de um número maior de estágios por altura de coluna, sendo necessário, para avaliar as vantagens dos processos propostos, comparar duas colunas de mesma altura. Dada uma coluna convencional de 8 estágios, a coluna de para-absorção correspondente em altura terá 15, 22 e 29 estágios para β=2, 3 e 4, respectivamente. Os resultados demonstraram a possibilidade de reduzir a razão L/V em até 8% no caso de β=2 e 12% no caso de β=4, obtendo-se uma razão menor quanto maior o número de correntes internas de vapor (β). No caso da meta-absorção a economia é devido à redução no diâmetro da coluna, com um diâmetro 30% menor representando um decréscimo no custo da coluna de 25%, segundo equação sugerida por DOUGLAS (1988).14/20 breakdowns (β). For the same number of ideal stages, the L / V ratio increased with the number of partitions (β). The L / V ratio also increases with the decrease in the number of stages, being higher in para-absorption, with intermediate values in meta-absorption and with lower values in conventional absorption. It is known that the lower the L / V ratio, the lower the solvent consumption and, therefore, the lower the operating cost. Although the L / V ratio was higher in the para-absorption process when compared to the conventional absorption process, always considering the same number of stages, it is worth noting that the construction of this type of column allows the provision of a greater number of stages per height column, being necessary, to evaluate the advantages of the proposed processes, to compare two columns of the same height. Given a conventional 8-stage column, the corresponding para-absorption column in height will have 15, 22 and 29 stages for β = 2, 3 and 4, respectively. The results demonstrated the possibility of reducing the L / V ratio by up to 8% in the case of β = 2 and 12% in the case of β = 4, obtaining a lower ratio the greater the number of internal vapor currents (β) . In the case of meta-absorption, the savings are due to the reduction in the column diameter, with a 30% smaller diameter representing a 25% decrease in the column cost, according to the equation suggested by DOUGLAS (1988).

Tabela 1. Resultados para Meta-, Para- e Absorção de etanolTable 1. Results for Meta-, Para- and Ethanol absorption

Razão V /L V / L Ratio N Para-absorção N Para-absorption Meta-absorção Meta-absorption Absor ção Absor dog β = 2 β = 3 β = 4 β = 2 β = 3 β = 4 β = 2 β = 3 β = 2 β = 3 β = 4 β = 4 0 = 1 0 = 1 5 0,713 1,694 4,054 5 0.713 1.694 4.054 0,575 0,784 0.575 0.784 1,015 1,015 0,400 0.400

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15/2015/20

6 6 0,540 0.540 0,917 0.917 2,292 2,292 0,476 0.476 0,628 0.628 0,799 0.799 0,350 0.350 7 7 0,711 0.711 0,711 0.711 1,293 1.293 0,416 0.416 0,533 0.533 0,664 0.664 0,318 0.318 8 8 0,574 0.574 0,574 0.574 0,859 0.859 0,375 0.375 0,468 0.468 0,574 0.574 0,297 0.297 9 9 0,490 0.490 0,490 0.490 0,707 0.707 0,346 0.346 0,423 0.423 0,511 0.511 0,282 0.282 10 10 0,437 0.437 0,437 0.437 0,596 0.596 0,325 0.325 0,390 0.390 0,464 0.464 0,271 0.271 11 11 0,398 0.398 0,398 0.398 0,519 0.519 0,309 0.309 0,365 0.365 0,428 0.428 0,262 0.262 12 12 0,370 0.370 0,370 0.370 0,465 0.465 0,296 0.296 0,345 0.345 0,400 0.400 0,255 0.255 13 13 0,290 0.290 0,348 0.348 0,428 0.428 0,286 0.286 0,329 0.329 0,377 0.377 0,249 0.249 15 15 0,273 0.273 0,316 0.316 0,374 0.374 0,270 0.270 0,305 0.305 0,344 0.344 0,241 0.241 17 17 0,261 0.261 0,296 0.296 0,340 0.340 0,259 0.259 0,288 0.288 0,320 0.320 0,234 0.234 18 18 0,256 0.256 0,288 0.288 0,327 0.327 0,254 0.254 0,281 0.281 0,310 0.310 0,232 0.232 21 21 0,245 0.245 0,269 0.269 0,299 0.299 0,244 0.244 0,265 0.265 0,289 0.289 0,226 0.226 22 22 0,243 0.243 0,265 0.265 0,292 0.292 0,242 0.242 0,261 0.261 0,283 0.283 0,225 0.225 23 23 0,240 0.240 0,261 0.261 0,286 0.286 0,239 0.239 0,258 0.258 0,278 0.278 0,224 0.224 26 26 0,234 0.234 0,251 0.251 0,271 0.271 0,234 0.234 0,249 0.249 0,266 0.266 0,221 0.221 29 29 0,230 0.230 0,244 0.244 0,260 0.260 0,229 0.229 0,242 0.242 0,257 0.257 0,218 0.218 33 33 0,225 0.225 0,237 0.237 0,250 0.250 0,225 0.225 0,236 0.236 0,248 0.248 0,216 0.216

[0031]O segundo processo contemplado pela presente invenção é o de dessorção ou esgotamento com correntes paralelas, utilizando as colunas de para- e meta-absorção, e compreende as seguintes etapas:[0031] The second process contemplated by the present invention is that of desorption or depletion with parallel currents, using the para- and meta-absorption columns, and comprises the following steps:

b) Alimentação da fase líquida, contendo os compostos de interesse (triacilgliceróis) e o soluto a ser separado, nob) Liquid phase feed, containing the compounds of interest (triacylglycerols) and the solute to be separated, in the

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16/20 estágio N (topo) da coluna de para-dessorção e nos estágios de (N - β + 1) a N no caso da meta-dessorção, a uma temperatura não superior a 280 °C;16/20 stage N (top) of the para-desorption column and in stages (N - β + 1) to N in the case of meta-desorption, at a temperature not exceeding 280 ° C;

[0032]O processo de dessorção exemplificado acima compreende, ainda, as seguintes características:[0032] The desorption process exemplified above also includes the following characteristics:

[0033]Este processo é caracterizado pela purificação de uma corrente líquida via eliminação de um soluto através de sua transferência da fase líquida para a fase gasosa, sendo esta transferência possibilitada pela introdução de gás/vapor de arraste no estágio 1 no caso da meta-dessorção e nos primeiros estágios de 1 a β, no caso da para-dessorção. O processo de refino físico de óleos foi adotado como forma de exemplificar uma das possíveis utilizações dos processos de para- e meta-dessorção aplicados a casos industriais, este exemplo não limita, no entanto, o uso desta técnica. Neste exemplo, o gás de arraste é representado por vapor de água, os componentes a serem transferidos (soluto) pelos ácidos graxos livres, pigmentos e compostos odoríferos, todos presentes em óleos vegetais brutos, e os componentes a serem purificados são representados pelos triacilgliceróis, componentes principais dos óleos vegetais.[0033] This process is characterized by the purification of a liquid stream via the elimination of a solute through its transfer from the liquid to the gas phase, this transfer being made possible by the introduction of gas / entrained vapor in stage 1 in the case of desorption and in the first stages from 1 to β, in the case of para-desorption. The process of physical oil refining was adopted as a way of exemplifying one of the possible uses of the para- and meta-desorption processes applied to industrial cases, this example does not limit, however, the use of this technique. In this example, the carrier gas is represented by water vapor, the components to be transferred (solute) by free fatty acids, pigments and odorous compounds, all present in crude vegetable oils, and the components to be purified are represented by triacylglycerols, main components of vegetable oils.

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17/20 [0034]Outros processos de dessorção similares são empregados na indústria de óleos vegetais, como a dessorção de hexano utilizado na extração de óleos ou os álcoois de cadeia curta usados na produção de biodiesel, também a partir de óleos e gorduras. Estes processos empregam temperaturas sempre menores que 280 °C, mas podem utilizar pressões próximas ou inferiores à atmosférica (p < 760 mmHg).17/20 [0034] Other similar desorption processes are employed in the vegetable oil industry, such as the hexane desorption used in the extraction of oils or the short-chain alcohols used in the production of biodiesel, also from oils and fats. These processes always use temperatures below 280 ° C, but can use pressures close to or below atmospheric (p <760 mmHg).

EXEMPLO 2: DESSORÇÃO [0035] O segundo exemplo refere-se ao exemplo da dessorção/esgotamento aplicada ao processo de refino físico de óleos vegetais. Para este exemplo, considerou-se azeite de oliva, cujo principal triacilglicerol é a trioleína, contendo um teor elevado de ácidos graxos livres (AGL), principalmente ácido oleico. A alimentação da fase líquida corresponde a uma taxa de 12500 kg total/h, a uma concentração de 0,02 kg de AGL/kg total. A concentração de saída foi de 0,0004 kg de AGL/kg total, o que representa uma taxa de recuperação de 98%. O gás de arraste, representado pelo vapor d'água, foi alimentado à coluna operando na condição de 240 °C e 3 mmHg. Um cálculo estimado, considerando que somente os ácidos graxos livres se transferem da fase líquida para a vapor, admitindo bandejas com eficiência máxima e desconsiderando arraste mecânico, permite obter a Tabela 2, na qual, fixado o grau de recuperação, a razão V/L foi variada em função do número de estágios (N) e do número de correntes internas (β), para os três tipos de colunas (coluna convencional, para- e metaabsorção). Nota-se que para um mesmo número de bandejas o aumento do número de correntes internas (β) eleva o consumo de gás/vapor injetado no equipamento. No entanto, considerando a mesma altura de equipamento, é possível alocar mais bandejas nosEXAMPLE 2: DESORPTION [0035] The second example refers to the example of desorption / exhaustion applied to the physical refining process of vegetable oils. For this example, olive oil was considered, whose main triacylglycerol is triolein, containing a high content of free fatty acids (FFA), mainly oleic acid. The liquid phase feed corresponds to a rate of 12500 kg total / h, at a concentration of 0.02 kg of AGL / kg total. The output concentration was 0.0004 kg of AGL / kg total, which represents a recovery rate of 98%. Carrier gas, represented by water vapor, was fed to the column operating at 240 ° C and 3 mmHg. An estimated calculation, considering that only free fatty acids are transferred from the liquid to the steam phase, allowing trays with maximum efficiency and disregarding mechanical drag, allows to obtain Table 2, in which, fixed the degree of recovery, the V / L ratio it was varied according to the number of stages (N) and the number of internal currents (β), for the three types of columns (conventional column, para- and meta-absorption). Note that for the same number of trays, the increase in the number of internal currents (β) increases the consumption of gas / steam injected into the equipment. However, considering the same equipment height, it is possible to allocate more trays in

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18/20 equipamentos com maior número de correntes internas. Assim, uma coluna convencional com 5 estágios poderá alocar na mesma altura 9 bandejas para β=2 e 17 bandejas para β=4. Desta forma, para uma mesma altura de coluna, a razão V/L da para-esgotamento foi menor quanto maior o número de repartições (β), representando uma redução de 13% para uma coluna de para-esgotamento com β=2 (9 bandejas) e uma queda de 20% para uma coluna de paraesgotamento com β=4 (17 bandejas), ambas com a mesma altura de uma coluna convencional de 5 estágios.18/20 equipment with a greater number of internal currents. Thus, a conventional column with 5 stages can allocate at the same time 9 trays for β = 2 and 17 trays for β = 4. Thus, for the same column height, the V / L ratio of para-exhaustion was lower the greater the number of partitions (β), representing a 13% reduction for a para-exhaustion column with β = 2 (9 trays) and a 20% drop for a para-exhaust column with β = 4 (17 trays), both with the same height as a conventional 5-stage column.

Tabela 2. Resultados para Meta-, Para- e Dessorção de ácidos graxos livresTable 2. Results for Meta-, Para- and Free fatty acid desorption

Razão V/I x 10³ V / I ratio x 10 ³

N N Para-dessorção Para-desorption Meta-dessorção Meta-desorption Dessorçã o Desorption β = 2 β = 2 β = 3 β = 3 β = 4 β = 4 β = 2 β = 2 β = 3 β = 3 β = 4 β = 4 β = 1 β = 1 10,76 10.76 13,95 13.95 23,35 23.35 5 5 7,889 7.889 9,782 9,782 55,920 55,920 5,479 5,479 0 0 0 0 0 0 10,96 10.96 12,61 12.61 6 6 6,534 6.534 8,626 8.626 7,411 7.411 31,600 31,600 4,801 4.801 0 0 0 0 7 7 5,698 5,698 7,311 7.311 9,124 9,124 6,236 6.236 9,762 9,762 17,810 17,810 4,363 4,363 8 8 5,140 5.140 6,435 6.435 7,889 7.889 5,479 5,479 7,889 7.889 11,810 11,810 4,064 4,064 9 9 4,741 4,741 5,817 5.817 7,013 7.013 4,981 4,981 6,734 6,734 9,722 9,722 3,865 3.865 10 10 4,463 4,463 5,359 5.359 6,375 6.375 4,622 4.622 5,997 5,997 8,188 8.188 3,706 3.706 11 11 4,243 4,243 5,000 5,000 5,877 5,877 4,343 4,343 5,459 5.459 7,112 7.112 3,586 3,586 12 12 4,064 4,064 4,722 4.722 5,479 5,479 4,144 4,144 5,080 5,080 6,395 6.395 3,486 3,486 13 13 3,925 3.925 4,502 4,502 5,180 5.180 3,984 3,984 4,761 4,761 5,877 5,877 3,407 3.407

Petição 870180016560, de 01/03/2018, pág. 20/27Petition 870180016560, of 03/01/2018, p. 20/27

19/2019/20

15 15 3,706 3.706 4,184 4,184 4,722 4.722 3,745 3.745 4,343 4,343 5,140 5.140 3,287 3,287 17 17 3,546 3,546 3,945 3.945 4,383 4,383 3,586 3,586 4,044 4,044 4,662 4.662 3,207 3.207 18 18 3,486 3,486 3,845 3.845 4,263 4,263 3,506 3.50 3,945 3.945 4,482 4,482 3,188 3,188 21 21 3,347 3,347 3,626 3,626 3,964 3,964 3,367 3,367 3,686 3,686 4,104 4.104 3,108 3.108 22 22 3,307 3.307 3,586 3,586 3,885 3.885 3,327 3,327 3,626 3,626 4,004 4,004 3,088 3,088 23 23 3,287 3,287 3,526 3,526 3,805 3.805 3,287 3,287 3,566 3,566 3,925 3.925 3,068 3,068 26 26 3,207 3.207 3,407 3.407 3,646 3,646 3,207 3.207 3,447 3,447 3,725 3.725 3,028 3,028 29 29 3,148 3.148 3,327 3,327 3,526 3,526 3,148 3.148 3,347 3,347 3,566 3,566 2,988 2.988 33 33 3,088 3,088 3,227 3,227 3,387 3,387 3,088 3,088 3,247 3,247 3,427 3,427 2,948 2.948

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20/2020/20

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Claims

1. Metabsorption / desorption column characterized by understanding the division of liquid flow at the top of the column into β currents; each current is fed in one stage, the first stage receives the supply in liquid form (stage N); portions of the feed are introduced in the immediately lower stages (N - 1, N - 2, ..., Ν - β + 1); the transfer of liquid streams occurs from one stage to another interchangeably (the liquid stream that leaves the generic stage n enters stage n β).

2. Para-absorption / desorption column characterized by understanding the division of steam flow at the base of the column into β currents; each current is fed into a zone; each zone / division contains stages with an area corresponding to (1 / β) of the column section area; trays can be allocated with (1 / β) spacing between subsequent stages and one (1) complete spacing between trays on the same side of the column; the liquid stream is fed in stage N and the removal of β vapor currents occurs at the top of the column.

3. Absorption process with parallel currents characterized by using the columns according to claims 1 and 2 and comprising the following steps:

a) Solvent feed (liquid water) in the N stage of the para-absorption column and in the stages from N to N - β + 1 in the meta-absorption, counting from the base (1) to the top (N);

b) Feeding of the gas / steam phase, containing the gaseous medium (carbon dioxide) and the solute (ethanol) to be recovered, in stage 1 (base) of the target column

Petition 870180016560, of 03/01/2018, p. 23/27

2/3 absorption and in the lower β paraabsorption column trays;

c) Removal of the vapor phase at the top of the column without the presence of the solute (ethanol), and of the liquid phase at the base of the column, composed of the solvent plus the recovered solute;

- Operating the columns at room temperature (not exceeding 45 ° C);

- Column operation at pressure equal to or less than ambient pressure (p <760 mmHg); and

- Water supply at room temperature (not more than 45 ° C).

4. Desorption or depletion process with parallel currents characterized by using the columns according to claims 1 and 2 and comprising the following steps:

a) Feeding of the carrier gas (water vapor) in stage 1 of the meta-desorption column and in trays 1 to β in the para-desorption, counting from the base (1) to the top (N) at a temperature not exceeding at 280 ° C;

b) Feeding of the liquid phase, containing the compounds of interest (triacylglycerols) and the solute to be separated, in stage N (top) of the para-desorption column and in stages (N - β + 1) to N in the case of meta-desorption, at a temperature not exceeding 280 ° C;

c) Removal of the liquid phase, rich in the compounds of interest (triacylglycerols) and without the presence of the solute, at the base of the column and the vapor phase, composed of the carrier gas plus the solute, at the top of the column;

- Column operation at temperatures below 280 ° C; and