Uso de processos industriais alternativos para promover a economia circular na indústria química: estudo de caso na indústria de fertilizantes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Defrein, Bruna
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15765
Resumo: The concept of a Circular Economy has attracted worldwide attention in recent years due to the increasing need for sustainable production and consumption patterns in social, environmental and economic aspects. The Circular Economy is seen as an alternative to the current linear economic model, which uses the “take-make-dispose” industrial model and causes several negative impacts, such as environmental degradation, industrial waste and high CO2 emissions. The transition from linear to circular model is fostered by Industrial Ecology through the analysis of material and energy flows of industrial systems in closed cycles, in which industrial waste serves as input for other processes, thus eliminating the concept of undesirable by-product. The chemical industry and its technological innovations can accelerate this transition due to the enormous influence on many upstream and downstream production chains, such as the fertilizer industry. Nitrogen is the basis for these fertilizers and it is converted to ammonia by the Haber Bosch synthesis. This work was developed to study two different ammonia production processes which use alternative technologies, water electrolysis and chemical looping process, that can be adopted to accelerate the transition from the linear model to the Circular Economy model in the nitrogen-based fertilizers production. The positive and negative aspects of these processes were analyzed, comparing them to the conventional process. Both alternative processes are able to reduce or eliminate the negative impacts of the conventional ammonia production process according to the circular economy concept and investment is needed to develop these technologies to be applied on a large commercial scale.
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The Circular Economy is seen as an alternative to the current linear economic model, which uses the “take-make-dispose” industrial model and causes several negative impacts, such as environmental degradation, industrial waste and high CO2 emissions. The transition from linear to circular model is fostered by Industrial Ecology through the analysis of material and energy flows of industrial systems in closed cycles, in which industrial waste serves as input for other processes, thus eliminating the concept of undesirable by-product. The chemical industry and its technological innovations can accelerate this transition due to the enormous influence on many upstream and downstream production chains, such as the fertilizer industry. Nitrogen is the basis for these fertilizers and it is converted to ammonia by the Haber Bosch synthesis. This work was developed to study two different ammonia production processes which use alternative technologies, water electrolysis and chemical looping process, that can be adopted to accelerate the transition from the linear model to the Circular Economy model in the nitrogen-based fertilizers production. The positive and negative aspects of these processes were analyzed, comparing them to the conventional process. Both alternative processes are able to reduce or eliminate the negative impacts of the conventional ammonia production process according to the circular economy concept and investment is needed to develop these technologies to be applied on a large commercial scale.Nos últimos anos, o termo Economia Circular vem ganhando destaque mundial devido a crescente necessidade de um modelo de produção e consumo que seja sustentável nos âmbitos social, ambiental e econômico. A Economia Circular é vista como uma alternativa ao modelo econômico linear atual, que utiliza a lógica “take-make-dispose” e causa diversos impactos negativos como degradação ambiental, geração de resíduos industriais e alta emissão de CO2. A transição do modelo linear para o modelo circular é fomentada pela Ecologia Industrial através da análise dos fluxos de materiais e energia de sistemas industriais em ciclos fechados, nos quais os resíduos industriais são considerados como insumos para outros processos, eliminando dessa forma o conceito de subproduto indesejável. A indústria química com suas inovações tecnológicas é capaz de alavancar essa transição devido à grande influência que exerce em diversas cadeias produtivas a montante e a jusante, como é o caso da indústria de fertilizantes. O nitrogênio é a base para a produção de fertilizantes nitrogenados, sendo convertido em amônia pelo processo de síntese de Haber Bosch. Esse trabalho foi desenvolvido com objetivo estudar dois processos para a produção de amônia que utilizam tecnologias alternativas, eletrólise da água e o processo de Looping químico, que podem ser utilizados para acelerar a transição do modelo linear para o modelo de Economia Circular na produção de fertilizantes nitrogenados. Para isso, foram analisados os aspectos positivos e negativos de cada um desses processos, comparando-os com o processo convencional. Foi concluído que ambos os processos alternativos são capazes de reduzir ou eliminar os impactos negativos do processo convencional de produção da amônia segundo o conceito de economia circular e que são necessários investimentos no desenvolvimento dessas tecnologias para tornar possível a produção em escala comercial.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia Química - EQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEconomia circularEcologia industrialIndustria QuímicaIndustria de fertilizantesProdução de amôniaENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICAENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::APROVEITAMENTO DA ENERGIAENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAUso de processos industriais alternativos para promover a economia circular na indústria química: estudo de caso na indústria de fertilizantesUse of alternative processes to promote the circular economy in the chemical industry: case study in fertilizer industryinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis6006005fdc0b6c-5b77-4308-8267-c2d4e5e00c4dreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALBrunaDefrein_TG - Corrigido.pdfBrunaDefrein_TG - Corrigido.pdfapplication/pdf1411745https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15765/1/BrunaDefrein_TG%20-%20Corrigido.pdf4c76a7ee01706218e915789ccbc498ddMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15765/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTBrunaDefrein_TG - Corrigido.pdf.txtBrunaDefrein_TG - Corrigido.pdf.txtExtracted texttext/plain83619https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15765/3/BrunaDefrein_TG%20-%20Corrigido.pdf.txt4f6a1879c36264e7cc49e471910694fbMD53THUMBNAILBrunaDefrein_TG - Corrigido.pdf.jpgBrunaDefrein_TG - Corrigido.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg9103https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15765/4/BrunaDefrein_TG%20-%20Corrigido.pdf.jpga805388d49fe173abde553310127e30eMD54ufscar/157652023-09-18 18:32:31.602oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/15765Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:31Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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