Publicação: Integração energética em planta de produção de dimetil éter
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES CARACTERISTICAS DE PROCESSOS BIOQUIMICOS
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Resumo
Este trabalho apresenta a simulação de uma planta de produção de dimetil éter, um composto
utilizado na indústria de propulsores de aerossol, e de uma integração energética, realizada na
mesma planta. A simulação computacional permite a avalição precisa dos processos industriais
sem a necessidade de construir uma planta real. Utilizando o software AVEVA PRO/II
Simulation, foi realizada a simulação completa da planta, com base em um modelo previamente
conhecido. O principal objetivo deste trabalho foi de investigar oportunidades de melhoria na
eficiência energética e no desempenho geral da planta por meio da integração energética,
utilizando tecnologia pinch, uma técnica que permite substituir trocas térmicas do processo que
utilizam utilidade por trocas térmicas entre as correntes do processo. Inicialmente, é apresentada
toda a planta de produção criada no simulador, em seguida são apresentados os fundamentos
teóricos relacionados aos métodos de integração energética em processos químicos, destacando
a importância da redução do consumo de energia na indústria. Durante a simulação, foram
identificadas todas as correntes de processo que requerem trocas de calor e detalhadas suas
propriedades termofísicas. Com base nesses dados, uma rede de trocadores de calor foi projetada
e implementada, visando minimizar o consumo de utilidades e, com isto, otimizar o custo
energético do processo. Este trabalho inclui uma comparação entre o processo original e o
processo após a integração energética, com foco na economia de utilidades e na redução de
custos energéticos. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios e possibilitam uma
economia de 4253,4188 kW por hora no processo, equivalente a 32,65% do custo de calor
observado nos trocadores de calor do processo sem integração energética.
Abstract
This academic work presents the simulation of a dimethyl ether production plant, a compound
used in the aerosol propellant industry, and an energy integration within the same plant.
Computational simulation allows for precise evaluation of industrial processes without the need
to construct a physical plant. Using the AVEVA PRO/II Simulation software, a complete
simulation of the plant was built, based on a previously known model. The main objective of
this work was to investigate opportunities for improving energy efficiency and overall plant
performance through energy integration, using pinch technology, a technique that allows for
replacing heat exchanges using utilities with heat exchanges between process streams. Initially,
the entire production plant created in the simulator is presented, followed by theoretical
fundamentals related to energy integration methods in chemical processes, emphasizing the
importance of reducing energy consumption in the industry. During the simulation, all process
streams requiring heat exchanges were identified, and their thermophysical properties were
detailed. Based on this data, a heat exchanger network was designed and implemented to
minimize utility consumption and thereby optimize the energy cost of the process. This work
includes a comparison between the original process and the process after energy integration,
focusing on utility savings and reduction in energy costs. The results obtained were very
satisfactory and enabled savings of 4253,4188 kW per hour in the process, which corresponds
to 32,65% of the thermal costs observed in the process heat exchangers without energy
integration.
Palavras-chave
Tecnologia pinchéter, Pinch technology, AVEVA PRO/II, Simulação, Dimethyl, Simulation, Dimetil, Éther
Citação
PEREIRA, Álvaro Henrique Vieira. Integração energética em planta de produção de dimetil éter. 2024. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024.