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http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/37591
Title: | Integração energética, análise econômica e impacto ambiental no processo de metanol a olefinas (MTO). |
Other Titles: | Energy integration, economic analysis and environmental impact in the methanol to olefins (MTO) process. |
???metadata.dc.creator???: | ANDRADE, Nayana Pereira. |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | BRITO, Karoline Dantas. |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | RAMOS , Wagner Brandão. |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | BRITO, Romildo Pereira. |
???metadata.dc.contributor.referee3???: | MORAIS JÚNIOR, Arioston Araujo de. |
???metadata.dc.contributor.referee4???: | ANDRADE, Marcio Henrique. |
Keywords: | Modelagem e simulação de processos;Engenharia química;Metanol para olefinas;Integração de energia;Coluna de parede divisória;Process modeling and simulation;Chemical engineering;Methanol to olefins;Energy integration;Partition wall column |
Issue Date: | 6-Feb-2024 |
Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
Citation: | ANDRADE, Nayana Pereira. Integração energética, análise econômica e impacto ambiental no processo de metanol a olefinas (MTO). 2024. 111 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024. |
???metadata.dc.description.resumo???: | A elaboração de estratégias visando promover a competitividade e ampliar a implementação industrial do processo Metanol para Olefinas (MTO) tem o potencial de reduzir o emprego de matérias-primas não sustentáveis na produção de olefinas, com foco particular no etileno e no propileno. Esta tese realiza uma análise abrangente quanto ao consumo de energia e possibilidade integração na produção de olefinas a partir do gás de síntese, com base no processo MTO. A simulação do processo foi estabelecida para um caso base e um design alternativo. O design alternativo difere do caso base ao implementar a integração de energia, com a reutilização da energia liberada durante as reações de gás de síntese para metanol (STM) e metanol para olefinas e a utilização de intensificação do processo de separação dos efluentes. O calor disponível no fluxo de saída do reator MTO é utilizado para gerar vapor suficiente para atender às demandas do processo. Além disso, um esquema inédito envolvendo quatro colunas é utilizado, incluindo duas colunas de parede dividida (DWC) para a separação de olefinas. Foi conduzida uma avaliação abrangente que englobou aspectos energéticos, o Custo Anual Total (TAC) e as emissões de CO2, a fim de comparar as duas configurações. O processo alternativo alcança uma economia de 67,3% no fornecimento de energia, e a dissipação total de calor é reduzida em cerca de 33,8%. Essas melhorias resultam em uma diminuição do TAC de cerca de 17%. Para a avaliação das emissões de carbono diretas, a proposta alternativa mostra uma redução no impacto ambiental de cerca de 82%, representando uma redução de 310 toneladas por dia de CO2, quando comparado ao caso base. |
Abstract: | The development of strategies aimed at enhancing competitiveness and expanding the industrial implementation of the Methanol-to-Olefins (MTO) process has the potential to mitigate the reliance on unsustainable raw materials in the production of olefins, particularly emphasizing ethylene and propylene. This thesis performs a comprehensive analysis of energy integration for olefins derived from synthesis gas through the MTO process. Process simulation was established for the base design and an alternative design. The alternative design differs from the base design by implementing energy integration, with the reuse of energy released during synthesis gas-to-methanol (STM) and methanol-to-olefins reactions. The thermal energy discharged from the MTO reactor output stream is used to generate sufficient steam to meet the demands of the process. Additionally, a configuration featuring four columns is employed, inclusive of two dividing-wall columns (DWC) designed for olefin separation. A comprehensive assessment was conducted, which included energy aspects, Total Annual Cost (TAC) and CO2 emissions, in order to compare the two configurations. The alternative process achieves savings of 67.3% in energy consumption, and total heat dissipation is reduced by around 33.8%. These improvements result in TAC decrease of around 17%. For the assessment of direct carbon emissions, the alternative design shows reduction in environmental impact of around 82%, representing reduction of 310 tons of CO2 per day. |
Keywords: | Modelagem e simulação de processos Engenharia química Metanol para olefinas Integração de energia Coluna de parede divisória Process modeling and simulation Chemical engineering Methanol to olefins Energy integration Partition wall column |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia Química. |
URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/37591 |
Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Química. |
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NAYANA PEREIRA ANDRADE - TESE (PPGEQ) 2024.pdf | 3.64 MB | Adobe PDF | View/Open |
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