Síntese de metanol via hidrogenação do dióxido de carbono: modelagem e otimização no simulador DWSIM

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Leandro Junior, Adilson Oliveira
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/14537
Resumo: As one of the main causes of the greenhouse effect and global warming, carbon dioxide (CO2) must have its emissions progressively controlled over the years. In this context, it is interesting that it is used as a raw material for obtaining products of commercial interest, such as methanol. In this paper, a simulation of a methanol production process from the hydrogenation of carbon dioxide was performed, using the DWSIM simulator, which is an open-source, free and multiplatform software. In the simulation, some variables were chosen to be optimized in order to make the process more competitive against the traditional methanol synthesis route and to study which parameters influence the process viability. The production costs of the ton of methanol produced via hydrogenation obtained ranged from U$ 325 to U$ 1031 depending on the hydrogen source. Strategically, the direct hydrogenation of CO2 has the potential to be used as an attached process to chemical and industrial plants that have carbon dioxide as a by-product. The main challenges are the costs of obtaining hydrogen, the relatively higher energy costs and the search for efficient and viable catalysts.
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In this paper, a simulation of a methanol production process from the hydrogenation of carbon dioxide was performed, using the DWSIM simulator, which is an open-source, free and multiplatform software. In the simulation, some variables were chosen to be optimized in order to make the process more competitive against the traditional methanol synthesis route and to study which parameters influence the process viability. The production costs of the ton of methanol produced via hydrogenation obtained ranged from U$ 325 to U$ 1031 depending on the hydrogen source. Strategically, the direct hydrogenation of CO2 has the potential to be used as an attached process to chemical and industrial plants that have carbon dioxide as a by-product. The main challenges are the costs of obtaining hydrogen, the relatively higher energy costs and the search for efficient and viable catalysts.Como um dos principais causadores do efeito estufa e do aquecimento global, o dióxido de carbono (CO2) deve ter suas emissões progressivamente controladas ao longo dos anos. Nesse contexto, é interessante que ele seja utilizado como matéria-prima para a obtenção de produtos de interesse comercial, como o metanol. Neste trabalho, foi realizada a simulação de um processo de produção do metanol a partir da hidrogenação do dióxido de carbono utilizando-se como base o simulador DWSIM, software open-source, gratuito e multiplataforma. Na simulação, algumas variáveis foram escolhidas para serem otimizadas, a fim de tornar o processo mais competitivo frente à rota tradicional de síntese do metanol e estudar quais parâmetros exercem influência na viabilidade do processo. Os custos de produção da tonelada de metanol produzido via hidrogenação obtidos variaram de U$ 325 a U$ 1031 conforme a fonte do hidrogênio. Estrategicamente, a hidrogenação direta do CO2 tem potencial para ser utilizada como processo anexo à plantas químicas e industriais que tem o dióxido de carbono como subproduto. Como desafios, estão principalmente os custos de obtenção de hidrogênio, os custos relativamente maiores com energia e a busca por catalisadores eficientes e viáveis.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/openAccessMethanolCarbon dioxideOptimizationHydrogenMetanolDWSIMDióxido de carbonoOtimizaçãoHidrogênioENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICASíntese de metanol via hidrogenação do dióxido de carbono: modelagem e otimização no simulador DWSIMMethanol synthesis via carbon dioxide hydrogenation: modeling and optimization in the DWSIM simulatorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis6006001ecbe8f3-8aa9-4ce7-ae79-fd37ef799cd6reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTCC-ADILSON DE OLIVEIRA LEANDRO JUNIOR.pdfTCC-ADILSON DE OLIVEIRA LEANDRO JUNIOR.pdfapplication/pdf8744552https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14537/1/TCC-ADILSON%20DE%20OLIVEIRA%20LEANDRO%20JUNIOR.pdf49d27c7ce40f550ebc44cbbf30b94b80MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14537/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTTCC-ADILSON DE OLIVEIRA LEANDRO JUNIOR.pdf.txtTCC-ADILSON DE OLIVEIRA LEANDRO JUNIOR.pdf.txtExtracted texttext/plain67614https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14537/3/TCC-ADILSON%20DE%20OLIVEIRA%20LEANDRO%20JUNIOR.pdf.txtfece5b1955ae84eea10b5091619f8944MD53THUMBNAILTCC-ADILSON DE OLIVEIRA LEANDRO JUNIOR.pdf.jpgTCC-ADILSON DE OLIVEIRA LEANDRO JUNIOR.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7086https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14537/4/TCC-ADILSON%20DE%20OLIVEIRA%20LEANDRO%20JUNIOR.pdf.jpgf86a62fbb86dbca30f21394beb9bc3b1MD54ufscar/145372023-09-18 18:32:12.803oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/14537Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:12Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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