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Análise técnico-econômica da produção de triacetina a partir do glicerol
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/770393
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Young, André Ferreira | - |
| Autor(es): dc.contributor | Soares, André Von-Held | - |
| Autor(es): dc.contributor | Oliveira, Hugo Alvarenga | - |
| Autor(es): dc.creator | Stutz, Beatriz Espogeiro | - |
| Autor(es): dc.creator | Santos, Heitor Cordeiro dos | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2024-07-11T18:25:47Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2024-07-11T18:25:47Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2023-08-10 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2023-08-10 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://app.uff.br/riuff/handle/1/29885 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/770393 | - |
| Descrição: dc.description | Em paralelo ao desenvolvimento fabril e uso de combustíveis fósseis, houve avanços na mobilidade urbana intensificando, ainda mais, a emissão de poluentes e, por consequência, tornando relevante a discussão sobre fontes de energias alternativas que diminuam os impactos e sejam economicamente viáveis, como o biodiesel. A produção deste biocombustível é majoritariamente a partir da transesterificação de óleos vegetais, processo que gera também o glicerol, aplicável em diversas áreas, como na composição de cosméticos e em produtos farmacêuticos. Esses setores, no entanto, não conseguem absorver a quantidade de glicerol formada na produção de biodiesel, fazendo com que seja necessário encontrar novas aplicações para esse co-produto, de modo a agregar valor à cadeia produtiva. Uma das alternativas é a acetilação do glicerol, processo que pode gerar a triacetina, que tem sido testada como aditivo para combustível, especialmente biodiesel, melhorando, por exemplo, a sua viscosidade, e auxiliando na redução das emissões de CO2. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo principal a simulação, no Aspen HYSYS® v12.1, do processo de obtenção de triacetina a partir de três rotas químicas distintas - via ácido acético, anidrido acético, e uma combinação de ácido acético e anidrido acético -, de modo a se determinar, do ponto de vista econômico, qual seria a configuração ideal para o processamento do glicerol oriundo da produção de biodiesel. Os balanços de massa e energia de cada equipamento da planta e o consumo das matérias-primas no processo foram calculados e fornecidos pelo próprio simulador. A partir destes dados, foi-se possível dimensionar os equipamentos, cujos cálculos permitiram a realização da análise econômica. Após a obtenção do custo total de produção de cada uma das rotas, e de posse das receitas geradas nestas, calculou-se o valor de equilíbrio para a comercialização da triacetina em três cenários distintos. Cada um dos cenários envolvia algumas premissas, como período de 5 anos como tempo necessário para que o projeto recuperasse todo o investimento realizado, lucro líquido ao longo dos vinte anos de operação da planta igual a zero, e custo zero para o glicerol. Verificou-se que a rota com ácido acético apresenta os melhores valores de equilíbrio para a comercialização da triacetina, ainda que não se tenham mostrados competitivos no mercado atual. Por sua vez, a rota com anidrido acético apresenta a menor performance devido à baixa conversão, enquanto a rota com a combinação de ácido acético e anidrido acético apresenta valores de equilíbrio intermediários para a triacetina frente às outras rotas, apesar de alcançar a maior conversão de glicerol. A inviabilidade econômica das três rotas pode ser justificada devido ao alto custo com os reatores e as colunas de destilação, de modo a ser recomendável estudos sobre alternativas para o sistema de separação. Dessa forma, as alterações necessárias para a viabilidade do projeto tornam mais factível a adoção, em escala industrial, da rota com o ácido acético, ainda que seja importante se considerar, para o preço de equilíbrio da triacetina, a sua pureza e o pedido mínimo requisitado | - |
| Descrição: dc.description | In parallel with the industrial development and use of fossil fuels, there were advances in urban mobility, intensifying, even more, the emission of pollutants and, consequently, making relevant the discussion about alternative energy sources that reduce impacts and are economically viable, such as biodiesel. The production of this biofuel is mainly from the transesterification of vegetable oils, a process that also generates glycerol, applicable in several areas, such as the composition of cosmetics and pharmaceuticals. These sectors, however, can not absorb the amount of glycerol formed in the production of biodiesel, making it necessary to find new applications for this co-product to add value to the production chain. One of the alternatives is glycerol acetylation, a process that can generate triacetin, which has been tested as a fuel additive, especially biodiesel, improving, for example, its viscosity, and reducing CO2 emissions. In this context, this work aims the simulation, in Aspen HYSYS® v12.1, of the triacetin production process from three different chemical routes - via acetic acid, acetic anhydride, and a combination of acetic acid and acetic anhydride -, to determine, from an economic point of view, what would be the ideal configuration for processing glycerol from biodiesel production. The mass and energy balances of each equipment in the plant and the consumption of raw materials in the process were calculated and provided by the simulator itself. From these data, it was possible to dimension the equipment, whose calculations allowed the realization of the economic analysis. After obtaining the production total cost for each of the routes, and in possession of the revenues generated in these, the equilibrium value for the commercialization of triacetin was calculated in three different scenarios. Each of the scenarios involved some assumptions, such as a period of 5 years as the time required for the project to recover all the investment, net profit over the twenty years of plant operation equal to zero, and zero cost for glycerol. It was verified that the route with acetic acid presents the best equilibrium values for the commercialization of triacetin, however, they are not competitive in the market. On the contrary, the route with acetic anhydride presents the worst performance because of low conversion, while the route with the combination of acetic acid and acetic anhydride presents intermediate triacetin equilibrium values compared to the other routes, although it achieves the highest conversion of glycerol. The economic infeasibility of the three routes can be justified due to the high cost of reactors and distillation columns, which emphasizes the importance of studying alternatives to the separation system. In conclusion, the changes for the viability of the project make the adoption, on an industrial scale, of the route with acetic acid more feasible, although it is important to consider, for the equilibrium price of triacetin, its purity and the minimum requested order. | - |
| Descrição: dc.description | 123 p. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Direitos: dc.rights | Open Access | - |
| Direitos: dc.rights | CC-BY-SA | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Triacetina | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Simulação | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Glicerol | - |
| Palavras-chave: dc.subject | biodiesel | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Glicerol | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Simulação por computador | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Análise econômica | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Triacetin | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Simulation | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Glycerol | - |
| Título: dc.title | Análise técnico-econômica da produção de triacetina a partir do glicerol | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | Trabalho de conclusão de curso | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF | |
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