Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Teses
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Tipo: Tese
Título: Método para a determinação da sequência de operações unitárias de limpeza e condicionamento de gás de síntese para o processo Fischer-Tropsch, utilizando a modelagem em Aspen Plus
Autor(es): OLIVEIRA, Diego Carneiro de
Primeiro Orientador: LORA, Electo Eduardo Silva
metadata.dc.contributor.advisor-co1: VENTURINI, Osvaldo José
Resumo: A rota de biomassa para líquido (BtL), especialmente o processo Fischer-Tropsch (FT), representa um caminho para a conversão da biomassa em biocombustíveis líquidos (e.g. gasolina, diesel e querosene), incluindo os combustíveis de aviação (sustainable aviation fuels ou SAF’s). A utilização de biocombustíveis pelo mercado de aviação representa uma tendência crescente com algumas projeções futuras considerando uma inserção significativa destes em produtos comerciais. Entretanto, os custos da rota BtL permanecem proibitivos para aplicações comerciais devido a desafios técnicos como o processo de limpeza e condicionamento do gás de síntese. Em uma sequência de processos de limpeza de gases ideal, se busca otimizar a remoção de impurezas e ajustar a composição dos gases para a síntese Fischer-Tropsch, de modo que seja possível reduzir custos e aumentar a eficiência de conversão da biomassa. Portanto, este trabalho fundamenta-se nos princípios da engenharia de processos para orientar decisões tecnológicas (escolha de rota química), estruturais (definição de fluxogramas e disposição de equipamentos) e paramétricas (avaliação de desempenho). O objetivo é sintetizar um processo eficiente para a limpeza de gases destinado à síntese Fischer-Tropsch, utilizando modelagem no software Aspen Plus. A metodologia consistiu primeiramente na identificação dos principais contaminantes dos gases, no levantamento de suas concentrações em processos de gaseificação, no levantamento de processos de limpeza de gases e suas respectivas eficiências, bem como a avaliação das rotas de limpeza disponíveis atualmente. Isso resultou na definição de três rotas de limpeza de gases principais com suas respectivas sequências de processos. Posteriormente os processos foram modelados e validados isoladamente para então serem integrados entre si e testados em conjunto, de acordo com as rotas definidas. Por fim, as rotas de limpeza de gases simuladas neste trabalho forneceram uma visão abrangente sobre a eficiência na remoção das principais impurezas dos gases, permitindo identificar as possíveis sequências de processos.
Abstract: The biomass-to-liquid (BtL) pathway, particularly the Fischer-Tropsch (FT) process, represents a route for converting biomass into liquid biofuels (e.g., gasoline, diesel, and kerosene), including sustainable aviation fuels (SAFs). The use of biofuels in the aviation market is a growing trend, with some future projections anticipating a significant increase in their integration into commercial products. However, the costs of the BtL route remain prohibitive for commercial applications due to technical challenges, such as the cleaning and conditioning of synthesis gas. In an ideal sequence of gas cleaning processes, the aim is to optimize impurity removal and adjust the gas composition for Fischer-Tropsch synthesis, thus reducing costs and increasing biomass conversion efficiency. Therefore, this work is based on process engineering principles to guide technological (choice of chemical route), structural (flowchart design and equipment layout), and parametric (performance evaluation) decisions. The objective is to synthesize an efficient gas cleaning process for Fischer-Tropsch synthesis, using Aspen Plus modeling software. The methodology initially involved identifying the main gas contaminants, determining their concentrations in gasification processes, researching gas cleaning methods and their respective efficiencies, and evaluating the currently available cleaning routes. This led to the definition of three main gas cleaning routes, each with its own sequence of processes. The processes were then individually modeled and validated, followed by integration and testing in line with the defined routes. Finally, the gas cleaning routes simulated in this work provided a comprehensive view of impurity removal efficiency, allowing for the identification of possible process sequences.
Palavras-chave: Gaseificação
Biomassa
Limpeza de gases
BtL
Fischer-Tropsch
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso Restrito
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4166
Data do documento: 19-Ago-2024
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