Avaliação da ecoeficiência e da integração energética do processo de separação de monoclorobenzeno via simulação computacional
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/26059 |
Resumo: | O monoclorobenzeno é um importante intermediário químico na produção de diversos produtos das indústrias química e farmacêutica, tais como, borracha, corantes, herbicidas, analgésicos como o paracetamol, entre outros. Neste Trabalho de Conclusão de Curso é proposto e simulado a integração energética de um processo de separação de monoclorobenzeno retirado da literatura. Paralelamente a simulação do processo com integração energética, uma otimização com foco na minimização dos custos de utilidades de resfriamento e aquecimento é performada, obtendo assim melhores condições de operação para o processo integrado. Adicionalmente, uma planta de utilidades é simulada para estimar, de forma mais fidedigna, as emissões de CO2, consumo de água e energia e custos de utilidades de cada processo simulado. De forma a comparar as melhorias alcançadas pela integração energética em relação ao processo original, realizou-se a comparação da performance de sustentabilidade de ambos os processos, pelo método ICE – Índice de Comparação de Ecoeficiência – através da determinação de indicadores ambientais e econômico de consumo de água, energia, emissão de CO2 e custo específico de utilidades. Os resultados obtidos, demonstram que a estratégia de integração energética implementada no processo de separação de MCB proporcionou uma redução de cerca de 57% do consumo energético, emissão de CO2 e custo de utilidades e redução de aproximadamente 60% do consumo de água. Em consequência das reduções dos impactos ambientais estudados, a planta com integração energética apresentou um índice de ecoeficiência 83 % maior quando comparado ao processo convencional proposto na literatura, o que se alinha com os objetivos de desenvolvimento sustentável proposto pela Agenda 2030, que visa o desenvolvimento de processos rentáveis e sustentáveis, ou seja, ecoeficientes |
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Avaliação da ecoeficiência e da integração energética do processo de separação de monoclorobenzeno via simulação computacionalMonoclorobenzenoIntegração energéticaEcoeficiênciaEcoindicadoresSimulação computacionalSimulação por computadorEcoeficiênciaDesenvolvimento sustentávelMonochlorobenzeneHeat integrationEco-efficiencyEco-indicatorsComputational simulationO monoclorobenzeno é um importante intermediário químico na produção de diversos produtos das indústrias química e farmacêutica, tais como, borracha, corantes, herbicidas, analgésicos como o paracetamol, entre outros. Neste Trabalho de Conclusão de Curso é proposto e simulado a integração energética de um processo de separação de monoclorobenzeno retirado da literatura. Paralelamente a simulação do processo com integração energética, uma otimização com foco na minimização dos custos de utilidades de resfriamento e aquecimento é performada, obtendo assim melhores condições de operação para o processo integrado. Adicionalmente, uma planta de utilidades é simulada para estimar, de forma mais fidedigna, as emissões de CO2, consumo de água e energia e custos de utilidades de cada processo simulado. De forma a comparar as melhorias alcançadas pela integração energética em relação ao processo original, realizou-se a comparação da performance de sustentabilidade de ambos os processos, pelo método ICE – Índice de Comparação de Ecoeficiência – através da determinação de indicadores ambientais e econômico de consumo de água, energia, emissão de CO2 e custo específico de utilidades. Os resultados obtidos, demonstram que a estratégia de integração energética implementada no processo de separação de MCB proporcionou uma redução de cerca de 57% do consumo energético, emissão de CO2 e custo de utilidades e redução de aproximadamente 60% do consumo de água. Em consequência das reduções dos impactos ambientais estudados, a planta com integração energética apresentou um índice de ecoeficiência 83 % maior quando comparado ao processo convencional proposto na literatura, o que se alinha com os objetivos de desenvolvimento sustentável proposto pela Agenda 2030, que visa o desenvolvimento de processos rentáveis e sustentáveis, ou seja, ecoeficientesMonochlorobenzene is an important chemical intermediate in the production of several products in the chemical and pharmaceutical industries such as rubber, dyestuffs, herbicides, and painkillers like paracetamol, among others. In this work, a heat integration was proposed for a monochlorobenzene separation process. The conventional process structure, from the literature, and the proposed integrated one were designed and simulated. An optimization focused on minimizing the cooling and heating costs was performed to obtain the best-operating conditions for the heat integration. The simulation of a utility plant, including cooling water and steam generation sections, was also carried out for more accurate estimations of CO2 emissions, water, energy consumption, and operating costs. To access the benefits of heat integration, the processes were evaluated and compared in terms of their sustainable performances, using the Eco-efficiency Comparison Index method, by determining environmental and economic indicators, such as CO2 emissions, energy consumption, water consumption, and utility cost. The results demonstrated that the proposed strategy through heat integration achieved a reduction of around 57% in energy consumption, utility costs, and CO2 emissions, and a reduction of approximately 60% in water consumption. Due to the studied reduction of environmental impacts, the proposed optimal heat integrated industrial plant significantly improved the original processes’ eco-efficiencies, up to 83%. This result aligns with the Sustainable Development Goals proposed in the 2030 Agenda, which aims to develop eco-efficient processes80 p.Prata, Diego MartinezSantos, Rafael Oliveira dosMaia, Mônica PintoSilva, Héctor Napoleão Cozendey daPaiva, Ana Paula Ribeiro2022-08-09T12:30:16Z2022-08-09T12:30:16Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfPAIVA, Ana Paula Ribeiro . Avaliação da ecoeficiência e da integração energética do processo de separação de monoclorobenzeno via simulação computacional. 2022. 80 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química)-Universidade Federal Fluminense, Escola de Engenharia, Niterói, 2022http://app.uff.br/riuff/handle/1/26059CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-08-09T12:30:20Zoai:app.uff.br:1/26059Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T10:53:29.100208Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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O monoclorobenzeno é um importante intermediário químico na produção de diversos produtos das indústrias química e farmacêutica, tais como, borracha, corantes, herbicidas, analgésicos como o paracetamol, entre outros. Neste Trabalho de Conclusão de Curso é proposto e simulado a integração energética de um processo de separação de monoclorobenzeno retirado da literatura. Paralelamente a simulação do processo com integração energética, uma otimização com foco na minimização dos custos de utilidades de resfriamento e aquecimento é performada, obtendo assim melhores condições de operação para o processo integrado. Adicionalmente, uma planta de utilidades é simulada para estimar, de forma mais fidedigna, as emissões de CO2, consumo de água e energia e custos de utilidades de cada processo simulado. De forma a comparar as melhorias alcançadas pela integração energética em relação ao processo original, realizou-se a comparação da performance de sustentabilidade de ambos os processos, pelo método ICE – Índice de Comparação de Ecoeficiência – através da determinação de indicadores ambientais e econômico de consumo de água, energia, emissão de CO2 e custo específico de utilidades. Os resultados obtidos, demonstram que a estratégia de integração energética implementada no processo de separação de MCB proporcionou uma redução de cerca de 57% do consumo energético, emissão de CO2 e custo de utilidades e redução de aproximadamente 60% do consumo de água. Em consequência das reduções dos impactos ambientais estudados, a planta com integração energética apresentou um índice de ecoeficiência 83 % maior quando comparado ao processo convencional proposto na literatura, o que se alinha com os objetivos de desenvolvimento sustentável proposto pela Agenda 2030, que visa o desenvolvimento de processos rentáveis e sustentáveis, ou seja, ecoeficientes |
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