Investigação da Utilização do Glicerol como Matéria-Prima para a Produção de Metanol
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Data de Publicação: | 2018 |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18898 |
Resumo: | Glycerol, a byproduct of biodiesel production, has been produced in large quantities in recent years and may prove to be an environmental problem. The study of new ways of exploiting this component has been increasingly investigated with the aim of promoting a profitable destination for biodiesel producers andreducing the impact on the environment. In this sense, this work has the objective of evaluating the feasibility of the injection of a glycerol stream within the natural gas feed in the methanol production process, considering the scenario of an existing plant, without the need of significant changesin the initial design. A mathematical model was developed to generate the data of techno-economic analysis involving two scenarios: the conventional operation of the plant, using only natural gas and the operation of the plant with the partial substitution of the supply of natural gas by glycerol, both scenarios with the same methanol production. The costs associated with the operation were considered as the consumption cost of natural gas, calculated by the price and consumption of the gas at 20ºC and 1 atm. The results indicate that the injection of glycerol is able to reduce the total consumption of natural gas in the plant, which represents an alternative for the methanol industries in regions associated to high prices of natural gas. An analysis of the breakeven point is provided to determine the glycerol price limit that makes its utilization economically feasible, which is US $ 91.3 per tonne of pure glycerol and US $ 80.3 per tonne of crude glycerol (88 % purity). The analysis also considers the variation of the price of natural gas and its impact on the feasibility of glycerol, being verified that with natural gas prices below 6,16 dollars per million btu the use of glycerol is infeasible. |
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The study of new ways of exploiting this component has been increasingly investigated with the aim of promoting a profitable destination for biodiesel producers andreducing the impact on the environment. In this sense, this work has the objective of evaluating the feasibility of the injection of a glycerol stream within the natural gas feed in the methanol production process, considering the scenario of an existing plant, without the need of significant changesin the initial design. A mathematical model was developed to generate the data of techno-economic analysis involving two scenarios: the conventional operation of the plant, using only natural gas and the operation of the plant with the partial substitution of the supply of natural gas by glycerol, both scenarios with the same methanol production. The costs associated with the operation were considered as the consumption cost of natural gas, calculated by the price and consumption of the gas at 20ºC and 1 atm. The results indicate that the injection of glycerol is able to reduce the total consumption of natural gas in the plant, which represents an alternative for the methanol industries in regions associated to high prices of natural gas. An analysis of the breakeven point is provided to determine the glycerol price limit that makes its utilization economically feasible, which is US $ 91.3 per tonne of pure glycerol and US $ 80.3 per tonne of crude glycerol (88 % purity). The analysis also considers the variation of the price of natural gas and its impact on the feasibility of glycerol, being verified that with natural gas prices below 6,16 dollars per million btu the use of glycerol is infeasible.O glicerol, subproduto da produção de biodiesel, tem sido produzido em grandes quantidades nos últimos anos e pode vir a se tornar um problema ambiental. Novas formas de aproveitamento deste componente têm sido cada vez mais investigadas com o intuito de promover uma destinação rentável para os produtores de biodiesel, reduzindo o impacto ao meio ambiente. Neste sentido, este trabalho tem por objetivo avaliar a viabilidade da injeção de uma corrente de glicerol junto à alimentação de gás natural no processo de produção de metanol, considerando o cenário de uma planta já existente, sem a necessidade de alterações significativas do projeto inicial. Um modelo matemático foi desenvolvido para gerar os dados da análise técnico-econômica envolvendo dois casos: a operação convencional da planta, utilizando apenas gás natural e a operação da planta com a substituição parcial da alimentação de gás natural por glicerol, ambos os cenários com a produção de metanol. Os custos associados à operação foram considerados como o custo do consumo do gás natural, calculado através do preço e do consumo do gás a 20ºC e 1 atm. Os resultados indicam que a injeção de glicerol é capaz de reduzir o consumo total de gás natural na planta em torno de 32%, significando uma alternativa para as indústrias de produção de metanol em regiões associadas a preços elevados do gás natural. É realizada uma análise do ponto de equilíbrio financeiro(breakeven) para determinar o preço limite do glicerol que viabiliza economicamente a sua utilização, encontrando-se um preço de 91,3 dólares por tonelada de glicerol puro, e 80,3 dólares por tonelada de glicerol cru (88% pureza). A análise considera ainda a variação do preço do gás natural e o seu impacto na viabilidade do glicerol, verificando-se que com preços de gás natural abaixo de 6,16 dólares por milhão de btu o uso do glicerol é inviabilizado.Submitted by Ana Rachel CTC/Q (ana.teles@uerj.br) on 2023-01-17T14:24:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Raphael Gomes de Deus França - 2018 - Completa.pdf: 3371890 bytes, checksum: be94e35812e28d7b8a8cbfdec778aebb (MD5)Made available in DSpace on 2023-01-17T14:24:44Z (GMT). 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