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Title: Integração energética de plantas petroquímicas utilizando a abordagem de Análise Pinch
Authors: Alfaro, Ayrton Zenón de La Cruz
Werwie, Bruno Couri
metadata.dc.contributor.advisor: Prata, Diego Martinez
metadata.dc.contributor.advisorco: Menezes, Diego Queiroz Farias de
metadata.dc.contributor.members: Ferreira, Geraldo de Souza
Dias, Raquel de Freitas
Issue Date: 26-Aug-2016
Abstract: Devido à crescente conscientização ambiental e à busca pela redução de custos de processos químicos, a integração energética tem sido amplamente utilizada pelas indústrias. A análise Pinch foi desenvolvida com o objetivo de encontrar as condições operacionais e, consequentemente, a integração energética mais otimizada, seguindo a termodinâmica, para plantas de processos. O presente trabalho lida com a simulação de produção de tolueno e de ciclohexano em plantas integradas energeticamente, com e sem análise Pinch. As simulações dos processos foram realizadas no software UNISIM e os resultados das análises Pinch obtidos, realizados no software Microsoft Excel, foram comparados aos valores dos processos integrados energeticamente reportados por Melo (2016) e Cardoso et al. (2014). Porém, assim como qualquer método, a análise Pinch possui limitações, tal qual a brusca alteração na capacidade calorífica devido à mudança de fase dentro do trocador de calor, que foram evidenciadas neste trabalho. No processo de tolueno, a alteração na capacidade calorífica resultou em resultados não compatíveis com a termodinâmica, observados através da temperatura cruzada no UNISIM. Apesar disso, foi possível encontrar a temperatura onde há uma redução, quando comparada com Melo (2016), de 4,45% nas emissões de CO2 devido à combustão e de 4,28% no consumo de água. Foi observado no processo de ciclohexano que a proposta realizada por Cardoso et al. (2014) viola a teoria da análise Pinch, ademais de verificar, através da simulação, que a alteração brusca na capacidade calorífica resultou na necessidade de um aquecedor, além do refrigerador e trocador de calor, já previstos pela abordagem de análise Pinch
metadata.dc.description.abstractother: Due to increasing environmental awareness and efforts to reduce costs of chemical processes, energy integration has been widely used by industries. The pinch analysis was created in order to find the operating conditions and therefore the most optimized energy integration, respecting the thermodynamics, for plant processes. This work deals with the simulation of the production of toluene and cyclohexane in energetic integrated plants, with and without Pinch analysis. The simulations of the processes were carried out in UNISIM software and the results obtained for the Pinch analysis, performed in Microsoft Excel software, were compared to the values of energetic integrated processes reported by Melo (2016) and Cardoso et al. (2014). However, like any method, the Pinch analysis has limitations, such as the sudden change in heat capacity due to the phase change in the heat exchanger, which were evidenced in this work. In the toluene process, the change in heat capacity has resulted in inconsistent results with thermodynamics, observed through temperature cross at UNISIM. Nevertheless, it was possible to find the temperature where there is a reduction, when compared to Melo (2016), of 4.45% of CO2 emissions due to combustion and 4.28% in water consumption. It was observed in the cyclohexane process that the proposal made by Cardoso et al. (2014) violates the theory of Pinch analysis, in addition to verify, through simulation, that the abrupt change in heat capacity resulted in the need for a heater, in addition to the refrigerator and heat exchanger, as already predicted by Pinch analysis approach
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/2152
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