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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36238| Título: | Aplicação da análise pinch no estudo da integração energética do processo de produção de formol utilizando o software hint |
| Título(s) alternativo(s): | Application of pinch analysis in the heat integration study of formol production process using hint software |
| Autor(es): | Silva, Jaqueline Ferreira |
| Orientador(es): | Zuber, Andre |
| Palavras-chave: | Indústria química Indústrias - Consumo de energia Permutadores térmicos Sustentabilidade Industries - Energy consumption Chemical industry Heat exchangers Sustainability |
| Data do documento: | 16-Jan-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | SILVA, Jaqueline Ferreira. Aplicação da análise pinch no estudo da integração energética do processo de produção de formol utilizando o software hint. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2020. |
| Resumo: | As indústrias químicas têm constantemente buscado a diminuição do consumo de energia e a redução de custos de produção e operação, motivadas por diversos aspectos, como eficiência dos processos e sustentabilidade ambiental e econômica. A Integração Energética é uma das formas de se fazer isso. Ela leva em consideração a análise, a reorganização e a conexão de equipamentos com elevadas cargas energéticas, como os trocadores de calor. Neste trabalho, realizou-se um estudo da integração energética de uma planta industrial de produção de formol usando o Método Pinch com auxílio do software Hint. Baseando-se em critérios de viabilidade técnica e econômica, determinou-se a ótima diferença mínima de temperatura para a elaboração de uma rede de trocadores de calor com máxima recuperação energética. Foram desenvolvidas e estudadas quatro propostas de redes de trocadores de calor. Em todas elas, foram determinados o número de trocadores de calor, a área de troca térmica, o consumo de utilidades (vapor e água de arrefecimento), o custo operacional e o investimento necessário para sua implementação. As redes foram comparadas em relação ao custo total anual. Após definida a melhor rede em termos técnicos e econômicos, foram analisadas duas situações próximas à realidade de implantação do projeto: na primeira, o processo químico sem integração energética estava implantado e operante; e na segunda, o processo químico estava em fase de projeto para posterior execução. O novo fluxograma do processo foi elaborado considerando-se a rede isenta de loops energéticos. O projeto sugeriu adequar a rede de trocadores de calor, propondo a aquisição de quatro novos equipamentos. A rede integrada energeticamente apresentou uma redução de 45% no consumo de utilidades em relação à planta sem recuperação energética. Assim, proporcionou-se uma economia de US$ 191.405,00 ao ano gerada pela redução no consumo de utilidades, com um tempo de retorno dos investimentos inferior a dois anos. |
| Abstract: | Chemical industries have constantly pursued the energy consumption reduction and the decrease of production costs, motivated by several aspects such as process efficiency and environmental and economic sustainability. Heat integration is an advantageous alternative. It takes into consideration the analysis, the reorganization, and the connection among equipment with high energy loads, such as heat exchangers. In this work, a study based on the heat integration of an industrial formaldehyde production plant using the Pinch Method was carried out by using the Hint software. Based on technical and economic feasibility criteria, the minimum temperature difference was determined to design the heat exchanger network with maximum energy recovery. Four heat exchanger networks were developed and studied. In all of them, the number of heat exchangers, the heat exchange area, the utilities consumption (steam and cooling water), the operational cost and the economic investment for their development were determined. The networks were compared in relation to the total annual cost. After defining the best network based on technical and economic aspects, two situations close to the real project implementation were analyzed: in the first one, the chemical process without heat integration was already established and operational; and in the second, the chemical process was in the design phase for later execution. The new process flowchart was developed neglecting energy loops in the heat exchanger network. The acquisition of four new equipment was suggested to adapt the heat exchanger network. The project showed a 45% reduction in utility consumption compared to the original plant. Thus, a saving of US$ 191,405.00 per year was predicted by reducing utility consumption, with a pay-back less than two years. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36238 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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