Integração energética de uma planta petroquímica de aromáticos através da técnica de sítio total

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Hugenthobler, Matheus Wagner
• Orientador(a): Farenzena, Marcelo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Integração energética; Petroquímica
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/212461

A eficiência energética dos processos produtivos, com foco na redução de custos e impactos ambientais, é um dos principais pilares de sustentabilidade da indústria contemporânea. Além da questão econômica, que é impulsionada pelo elevado custo da energia, há uma preocupação crescente com a escassez dos recursos naturais. Nos últimos 30 anos são inúmeros os trabalhos voltados para a utilização mais eficiente da energia nos processos industriais, com destaque especial para a área de integração energética. A partir do início da década de 80, com o surgimento da tecnologia pinch, o ramo da integração energética de processos se disseminou através da indústria, e evoluiu para técnicas avançadas de otimização na busca do consumo ótimo de energia. O objetivo deste trabalho foi determinar a máxima recuperação de energia possível de ser atingida em uma unidade petroquímica de Aromáticos, através do arranjo ótimo de troca térmica das correntes de processo constituintes da unidade. Para isto, foram utilizadas três abordagens distintas: avaliação do potencial de recuperação energética em cada área operacional da unidade, através da evolução das redes de trocadores de calor com o uso de métodos gráficos e heurísticos da tecnologia pinch; obtenção das combinações ótimas de troca térmica para a integração individual e total das áreas operacionais da unidade de Aromáticos, através da técnica de otimização sequencial com um algoritmo de Programação Linear (LP), seguido de um algoritmo de Programação Linear Inteira Mista (MILP); e por fim, a avaliação da integração energética total da unidade de Aromáticos (Sítio Total) através de um modelo de Programação Linear (LP), que considera o transbordo de energia entre blocos de áreas operacionais integrados individualmente. Assim, com a evolução das redes de trocadores de calor no cenário de integração individual das áreas operacionais, é possível atingir uma economia de 10% no consumo atual das utilidades quentes. Já para o cenário de integração total da unidade, é possível atingir uma redução de 42% no consumo atual das utilidades quentes. No entanto, como o reprojeto da rede de trocadores de calor instalada apresenta limitações físicas e operacionais, a nova rede proposta é capaz de reduzir em 33% o consumo energético atual das utilidades, considerando a possibilidade de integração entre correntes de diferentes áreas operacionais da unidade de Aromáticos.