Estudo de caso da integração energética em uma planta industrial de hidrodealquilação (HDA) do tolueno

• Autor(a) principal: Oliveira, Fernanda Maria Muniz de
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5753
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Integração energética; hidrodealquilação (HDA) do Tolueno; Metodologia PINCH; Revamp; Heat integration; Hydrodealkylation (HDA) of toluene; Pinch methodology; Revamp

A hidrodealquilação (HDA) do tolueno é o processo no qual o tolueno é levado ao benzeno através de rotas térmicas e catalíticas, porém devido ao alto custo de energia utilizada, diversos estudos foram realizados para otimizar a conversão de reação no reator e recuperação de energia na planta. Parte dos estudos recentes tem como ideia principal a integração de operações unitárias visando reduzir o número de equipamentos das indústrias transformando a estrutura das plantas químicas, tornando mais compactas, seguras, de maior eficiência energética, tornando o processo mais sustentável. Um dos métodos para se fazer tal análise é da metodologia PINCH que compreende em uma análise realizada em plantas que envolvem processos de troca térmica com o objetivo de se obter um melhor processamento com maior eficiência energética. Foi realizada a simulação da planta de HDA no software UniSim® Design, onde se obteve uma produção de benzeno com 92% de pureza, totalizando 103,73 kgmol/h o que se mostrou bastante satisfatório comparado com o resultado da simulação da literatura 135 kgmol/h. A integração energética se mostrou bastante eficaz, sendo as temperaturas de PINCH encontradas de 335,8 K e 325,8 K para correntes quentes e frias respectivamente, o valor da quantidade de utilidade quente encontrado foi de 30.723,3321 kW, enquanto que para a utilidade fria encontrou-se o valor é de 297,2625 kW, valores estes encontrados com um ΔTmín=10 K. A integração pelo software HINT foi bastante satisfatória, pois corroborou com os valores previamente calculados pelo método PINCH, sendo as quantidades de utilidades quentes e frias 30.716,15 kW e 330,38 kW respectivamente. O número mínimo de trocadores de calor para integração foi de 10 trocadores, tanto no método PINCH quanto no software HINT. Os valores obtidos para o Custo Anual Total com a análise econômica das situações não integrada e integrada foram de R$ 51.761.843,07 e R$ 33.442.242,35 respectivamente, demonstrando uma economia de 35,40% nos custos com a integração energética. Assim, com a análise econômica, pode-se ratificar a importância do estudo da integração energética, tanto em âmbito financeiro quanto ambiental, pois além de diminuir os custos diminui também a demanda de utilidades e emissão de possíveis poluentes no meio ambiente.