Integração energética do processo de produção de hidrogênio a partir de gás natural

• Autor(a) principal: Caldas, Maria Cecilia Bezerra
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/38875
• topic: Engenharias.; integração energética; método de Pinch; simulação; hidrogênio; gás natural; energy integration; Pinchmethod; simulation; hydrogen; natural gas

Os processos industriais geralmente envolvem um elevado consumo de energia e se tornam cada vez mais importantes os estudos que visam uma redução nesse consumo. Uma das maneiras de se reduzir esse consumo é a integração energética e o método de Pinch é um dos mais antigos que existem, mas ainda assim um dos mais eficientes. Nesse estudo, foi escolhido o processo de obtenção de hidrogênio a partir de gás natural por apresentar três utilidades para troca de calor que encarecem muito o processo e isso foi primordial para a aplicação da integração energética. Além disso, esse processo apresenta uma grande importância, já que a busca por combustíveis que possam substituir a utilização dos combustíveis fósseis vem sendo cada mais estudada e o gás natural apresenta uma vasta reserva mundial e um grande potencial de aplicação. A utilização de hidrogênio como combustível vêm sido apontada, ao longo das últimas décadas, como uma das possíveis soluções para a escassez de energia e emissão de poluentes na atmosfera. Nesse sentido, o presente trabalho visa analisar a redução dos gastos energéticos de uma planta de produção de hidrogênio a partir de gás natural utilizando a integração energética e uma rápida análise do investimento necessário para a aplicação das mudanças propostas para o processo. Utilizando um dos softwares de simulação de processos mais comuns na Engenharia Química, o ProSim, foi realizada a simulação desse processo em estado estacionário e, em seguida, os dados foram analisados no Simulis Pinch. Após a realização dos cálculos e discussão dos resultados, foi alcançada uma redução no gasto energético de aproximadamente 82% com mudança das três utilidades iniciais por duas outras e três trocadores de calor de integração. Isso trouxe a necessidade de um investimento em torno de $1.207.850,00, porém com retorno financeiro em cerca de um mês de funcionamento da nova planta.