Diante da importância do etanol na matriz energética brasileira e do incentivo da política nacional para produção de biocombustíveis, a realização de pesquisas para minimizar os custos da produção de etanol e aumentar sua eficiência é importante para torná-lo mais competitivo frente aos combustíveis fósseis. Muitas vezes a implementação de novas tecnologias encontra dificuldades devido a fatores econômicos e técnicos. Nesse contexto, uma alternativa para melhorar a eficiência dos sistemas de destilação é a otimização dos processos vigentes, podendo alterar o tipo de solvente e/ou fazer modificações na estrutura da planta industrial. Assim, este trabalho teve o objetivo de simular e otimizar os processos de destilação para produzir etanol anidro. Para isto, usando o simulador Aspen Plus®, foram avaliados os desempenhos dos solventes ciclohexano, etilenoglicol e o líquido iônico metil sulfato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMimMSO₄), identificando as melhores condições operacionais do processo por meio de planejamentos experimentais e função de desejabilidade, visando maximizar a pureza do etanol anidro combustível e minimizar o consumo energético. Para a simulação dos processos definiu-se como modelo termodinâmico o Non-Random Two-Liquid (NRTL) devido à existência de componentes polares, e os dados da literatura foram utilizados para configurar as plantas dos processos. A otimização do processo de destilação azeotrópica utilizando ciclohexano foi realizada por meio de um planejamento composto central utilizando os fatores estágio de alimentação do reciclo, razão de refluxo da coluna P e a razão solvente/alimentação (S/F). A função de desejabilidade apresentou um resultado melhor apenas para recuperação de água da coluna P (elevação de 1,75%), entretanto o consumo energético aumentou em 18,6% na coluna P em relação à simulação proposta inicialmente (condições encontradas na literatura). Este resultado pode ser justificado pelo diagrama ternário que delimita uma região estreita para condições ideais de funcionamento da destilação de acordo com a variação da quantidade de solvente. Dessa forma foi considerado que o melhor resultado para esta simulação foi a proposta inicial, que resultou em uma pureza de 99,9% m/m de etanol anidro, 85,6 % m/m de água recuperada e um consumo energético de 3095 kJ.kg-1 de etanol anidro produzido. Em relação ao processo de destilação extrativa utilizando etilenoglicol, utilizou-se um planejamento fatorial completo com 5 fatores: estágio de alimentação do etanol hidratado (ST-FEED), da coluna P (ST-COL P), razão S/F, razão de refluxo da coluna C (RR- COL C) e da coluna P (RR-COL P). A função de desejabilidade apresentou os melhores resultados com pureza do etanol anidro em 99,9 % m/m, recuperação de água de 96,8 % m/m e um consumo energético de 2090 kJ.kg-¹ de etanol anidro produzido, quando ST-FEED = 22, ST-COL P = 7, S/F = 0,65, RR-COL P = 0,5 e RR-COL C = 1,22. Quanto ao processo de destilação extrativa utilizando BMimMSO4, foi utilizado um planejamento composto central, apresentando suas respostas otimizados pela função desejabilidade quando ST-FEED = 22, a razão S/F = 0,22 e a alimentação de líquido iônico no estágio 6. Nestas condições, a pureza do etanol anidro foi de 99,9 % m/m, 94,9 % m/m de água recuperada e um consumo energético de 1636 kJ.kg-1 de etanol anidro produzido. O menor consumo energético foi do processo de destilação extrativa utilizando BMimMSO4 que apresentou um consumo 2,5 vezes menor em relação aos trabalhos publicados na literatura para o mesmo solvente. Em seguida, os processos de destilação extrativa utilizando etilenoglicol, e de destilação azeotrópica com ciclohexano que foi 36,2 % menor em relação à literatura. Exceto no caso da destilação azeotrópica com ciclohexano, que apresenta as restrições já mencionadas, as técnicas estatísticas multivariadas empregadas no trabalho mostraram-se efetivas para otimização dos processos estudados, levando a resultados que minimizam o consumo energético, mantendo a pureza do etanol dentro da especificação atual (maior que 99,3%).CAPESGiven the importance of ethanol in the Brazilian energy matrix and the encouragement of national policy on the production of biofuels, conducting research to minimize the costs of production and increase its efficiency is important to make ethanol more competitive against fossil fuels. Often the implementation of new technologies encounters difficulties due to economic and technical factors. Given this, one way to improve the efficiency of the distillation processes is to optimize the existing by altering the type of solvent and/or to modifying the structure of the industrial plant. Therefore, the present work has the objective of simulating and optimizing the distillation processes to produce anhydrous ethanol. For this purpose, using the Aspen Plus® simulator, the performances of the solvents cyclohexane, ethylene glycol and the methyl 1-butyl-3-methylimidazolium methyl sulfate (BMimMSO₄) ionic liquid were evaluated, identifying the best operating conditions for the process, using experimental design techniques and the desirability function to maximize the purity of anhydrous ethanol fuel and minimize the consumption of energy. For the simulation of the processes the Non-Random Two-Liquid (NRTL) was defined as the thermodynamic model due to the existence of polar components, and information from the literature was used to configure the process plants. The optimization of the azeotropic distillation process using cyclohexane was carried out using a central composite design for the recycle feed stage, reflux ratio of column P, and the solvent/feed ratio (S/F) factors. The desirability function presented a better result only for water recovery of the P column (increasing 1.75%), the energy consumption, however, increased by 18.6% in the P column compared to the initial proposed simulation (conditions found in the literature). These results were confirmed by the ternary diagram delimiting a narrow region for optimal distillation operating conditions according to the variation of the amount of solvent. Thus, it was considered that the best results for this simulation were those proposed initially, which resulted in a purity of 99.9% w/w of anhydrous ethanol, 85.6% w/w of recovered water and an energy consumption of 3095 kJ.kg-1 of the anhydrous ethanol produced. A factorial design was used for the extractive distillation process of ethylene glycol with 5 factors: stage of hydration ethanol feed (ST-FEED), P-column (ST-COL P), S/F ratio, reflux ratio of column C (RR-COL C), and column P (RR-COL P). The desirability function presented the best results with purity of anhydrous ethanol in 99.9% w/w, recovery of water of 96.8% w/w and an energy consumption of 2090 kJ.kg-¹ of anhydrous ethanol produced, when ST-FEED = 22, ST-COL P = 7, S/F = 0.65, RR-COL P = 0.5 and RR-COL C = 1.22. For the extractive distillation process using BMimMSO4, a central composite design was used, presenting the best results for the desirability function when ST-FEED = 22, S/F ratio = 0.22 and ionic liquid feed in stage 6. Under these conditions, the purity of anhydrous ethanol was 99.9% w/w, with 94.9% w/w of recovered water, and an energy consumption of 1636 kJ.kg-1 of the anhydrous ethanol produced. The lowest energy consumption was from the extractive distillation process using BMimMSO4, which consumed 2.5 times less than the values found in the literature for the same solvent. The energy consumption of the extractive distillation processes using ethylene glycol, and azeotropic distillation with cyclohexane was 36.2% lower than the literature presented. Except for azeotropic distillation with cyclohexane, with the restrictions mentioned above, the multivariate statistical techniques employed in the present work were effective in the optimization of the processes evaluated, enabling detection of conditions that would minimize the energetic consumption, and maintain the purity of the ethanol according to the current specifications (above 99.3%).