https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38239
Tipo: | Tese |
Título: | Simulação e estudo da viabilidade técnica e econômica da produção de acrilonitrila a partir do glicerol |
Autor(es): | Braga, Eduardo Ramos |
Primeiro Orientador: | Pontes, Luiz Antônio Magalhães |
metadata.dc.contributor.referee1: | Ferreira, Newton Libanio |
metadata.dc.contributor.referee2: | Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini |
metadata.dc.contributor.referee3: | Silva, Silvana Mattedi |
metadata.dc.contributor.referee4: | Simonelli, George |
metadata.dc.contributor.referee5: | Pontes, Luiz Antônio Magalhães |
Resumo: | O glicerol é o principal subproduto da indústria de biodiesel e novas rotas tecnológicas vêm sendo estudadas para o seu aproveitamento devido ao aumento da produção mundial do biocombustível. Uma das possíveis aplicações é na produção de acrilonitrila. Industrialmente, a acrilonitrila é obtida a partir da amoxidação do propeno e utilizada na obtenção de fibras sintéticas e resinas. O alto custo do propeno incentivou estudos para a obtenção da acrilonitrila via amoxidação do glicerol, que é uma matéria-prima sustentável e de mais baixo valor comercial. A acetonitrila é um coproduto de alto valor comercial que pode ser comercializada após purificação. Neste contexto, este trabalho desenvolveu um novo processo de produção da acrilonitrila (com pureza comercial de 99,5% m/m) e acetonitrila de alta pureza até o grau HPLC (pureza de 99,9% m/m) a partir do glicerol. A síntese do processo parte do glicerol bruto que foi purificado antes de alimentar o reator de desidratação. A acrilonitrila e a acetonitrila produzidas foram separadas até a especificação para comercialização. A otimização do processo foi realizada utilizando redes neurais artificiais e algoritmo genético visando as melhores condições de projeto/operação para maior economicidade. A análise de risco utilizando simulação de Monte Carlo verificou que o novo processo é economicamente viável nos cenários testados (que consideram variações simultâneas nos preços de matérias-primas, produtos e insumos), satisfazendo os critérios econômicos (VPL/Investimento Total >=2 e TIR >= 21,5%) em 73% dos cenários testados. Por fim, uma comparação econômica com o processo convencional (via propeno) foi realizada e constatou-se que o novo processo tem potencial para ser mais viável em termos econômicos. |
Abstract: | Glycerol is the main by-product of the biodiesel industry and new technological routes have been tried for its use due to the increase in the world production of the biofuel. One of the possible applications is in the production of acrylonitrile, a product with applications in synthetic fibers and resins. The main route for obtaining acrylonitrile is through the ammoxidation of propylene. The high cost of propylene encouraged studies to obtain acrylonitrile via glycerol ammoxidation, which is a sustainable raw material of low commercial value. In this context, this work developed a new process for the production of acrylonitrile (with commercial purity of 99.5% w/w) from glycerol, passing through the purification of this glycerol to remove impurities, followed by the glycerol ammoxidation reaction and finally the purification of the acrylonitrile produced. Due to its high commercial value, the main by-product of the process, acetonitrile, was purified to HPLC grade (99.9% w/w purity). The process optimization was carried out using artificial neural networks and genetic algorithm aiming at the best design/operation conditions for greater economy. The risk analysis using Monte Carlo simulation tolerated that the new process is viable in the tested scenarios (which consider simultaneous variations in the prices of raw materials, products and inputs), experimenting with the psychological criteria (NPV/Total Investment >=2 and IRR >= 21,5%) in 73% of the scenarios tested. Finally, an economic comparison with the conventional process (via propylene) was carried out and it was found that the new process has the potential to be more viable, in economics terms, than the conventional process. |
Palavras-chave: | Acrilonitrila Glicerol Purificação Otimização Monte Carlo |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora / Evento / Instituição: | Universidade Federal da Bahia |
Sigla da Instituição: | UFBA |
metadata.dc.publisher.department: | Escola Politécnica |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) |
Tipo de Acesso: | Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38239 |
Data do documento: | 10-Ago-2023 |
Aparece nas coleções: | Tese (PPEQ) |
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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