Avaliação da ecoeficiência de uma planta de separação de etileno-etano via recompressão de vapor

• Autor(a) principal: Martins, Bernardo Mendes
• Data de Publicação: 2023
• Outros Autores: Tan, Tamilyn Gabriel Carneiro
• 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/1/27511
• topic: Etileno; Recompressão de vapor; Simulação de processos; Ecoeficiência; Ecoeficiência; Simulação por computador; Etileno; Ethylene; Vapor recompression; Process simulation; Eco-efficiency

O setor petroquímico é uma indústria de alto consumo de energia e emissão de poluentes que gera grande quantidade de gases residuais e efluentes, além de possuir elevada demanda de recursos hídricos. Tendo em vista a importância do debate acerca da ecoeficiência dos processos industriais, esse setor tem buscado estratégias para redução dos seus impactos ambientais, por meio de tecnologias como a intensificação de processos. O etileno, um dos principais produtos petroquímicos do mundo, pode ser obtido majoritariamente pelo craqueamento a vapor do etano e de gamas de nafta. Nesse contexto, a coluna de destilação de separação de etileno-etano presente nessa planta tem papel fundamental na obtenção do etileno em alta pureza, bem como na recuperação do etano para reciclo no processo. Sob essa lógica, o presente trabalho aborda a intensificação via recompressão de vapor dessa coluna convencional de destilação em duas configurações (MRV1 – recompressão total da corrente de topo e MRV2 – recompressão parcial da corrente de topo), com base no artigo de Luyben (2019a). O intuito dessas técnicas é integrar energeticamente a planta do processo a partir da compressão da corrente de topo para sua utilização como fonte de energia no refervedor, visando a redução do consumo energético dos trocadores de calor da coluna. Ademais, as plantas de utilidades de água de resfriamento e de fluido refrigerante R-134A foram desenvolvidas, a fim de se analisar de modo mais realista o consumo de utilidades requeridas pelos processos convencional e de intensificação. As simulações computacionais desse estudo foram realizadas no software Hysys® 2.2. Sendo assim, foi possível calcular os ecoindicadores de consumo de água, emissão de CO2 e custo específico de utilidades para todos os processos. Em seguida, pôde-se observar, por meio do método do Índice Comparativo de Ecoeficiência (ICE), os benefícios da implementação da recompressão de vapor nos resultados de ecoeficiência. Os resultados mostraram que os dois processos de intensificação MRV1 e MRV2 reduziram significativamente as demandas energéticas da coluna e, consequentemente, os valores dos ecoindicadores obtidos. Sendo assim, houve uma melhoria da ecoeficiência em 68,4% e 72,7% para MRV1 e MRV2 respectivamente, quando se comparado ao processo convencional, atingindo o propósito do trabalho.