Avaliação técnico-econômica do processo de hidrogenação seletiva de CO2 a metanol considerando os limites termodinâmicos

dc.contributor.advisor1Lima, Alice Medeiros de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0038936541518854
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-5643-1780
dc.contributor.authorRosa, Clara Perecin
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/1018936087607480
dc.date.accessioned2025-04-14T13:38:08Z
dc.date.issued2025-02-14
dc.description.abstractMethanol is an essential industrial input with broad applications in the chemical industry. It serves as a fuel, solvent, and a critical raw material in various sectors, including the production of plastics, paints, cosmetics, automotive parts, and construction materials. In industry, methanol production traditionally follows the syngas route, a catalytic process that converts a mixture of hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide. Despite its extensive application, this method depends on fossil fuels, resulting in significant greenhouse gas emissions. With increasing environmental concerns, more sustainable alternatives are gaining prominence, such as the use of CO₂ captured from industrial processes. This resource can help reduce the carbon footprint, promoting methanol production aligned with environmental goals. Therefore, considering the environmental issues related to fossil fuels used in industrial methanol production, this study aims to conduct a techno-economic evaluation of methanol production through selective CO₂ hydrogenation, a sustainable and less harmful alternative compared to the traditional syngas route. Methanol production simulations were performed using Aspen Plus V11 software, considering different scenarios by varying conversion, selectivity, and process pressure, always respecting the thermodynamic limits of the reaction. Based on the generated scenarios, ranges indicating the potential economic viability of the process were defined using Aspen Process Economic Analyzer (APEA) V11 software. This enables comparisons between current catalyst conversion and selectivity values and the targets required to achieve potential economic viability of the process. This analysis helps identify the technological improvements needed, particularly regarding catalysts, to make the process feasible. In the analysis conducted, the processes operating at 50 and 100 bar demonstrated economic viability from 35% conversion with 95% selectivity and 45% conversion with 90% selectivity, respectively.eng
dc.description.resumoO metanol é um insumo industrial essencial com amplas aplicações na indústria química. Atua como combustível, solvente e matéria-prima fundamental em diversos setores, incluindo a produção de plásticos, tintas, cosméticos, peças automotivas e materiais de construção. Na indústria, a produção de metanol tradicionalmente segue a rota do gás de síntese, um processo catalítico que converte uma mistura de hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono. Apesar de sua ampla aplicação, esse método é dependente de combustíveis fósseis, o que acarreta elevadas emissões de gases de efeito estufa. Com a crescente preocupação ambiental, alternativas mais sustentáveis vêm ganhando destaque, como o uso de CO₂ capturado em processos industriais. Esse recurso pode ajudar a reduzir a pegada de carbono, promovendo uma produção de metanol alinhada aos objetivos ambientais. Portanto, considerando as questões ambientais que envolvem os combustíveis fósseis utilizados na produção industrial de metanol, o presente trabalho tem o objetivo de realizar uma avaliação técnico-econômica do processo de produção de metanol a partir da hidrogenação seletiva do CO2, uma alternativa sustentável e menos nociva em comparação com a rota tradicional via gás de síntese. As simulações da produção de metanol foram realizadas no software Aspen Plus V11, considerando diferentes cenários a partir da variação da conversão, seletividade e pressão do processo, sempre respeitando os limites termodinâmicos da reação. Com base nos cenários gerados, foram definidas faixas que indicam a possível viabilidade econômica do processo, de acordo com o Software Aspen Process Economic Analyzer (APEA) V11. Dessa forma, torna-se possível realizar uma comparação entre os valores de conversão e seletividade dos catalisadores atuais com as metas necessárias para alcançar uma possível viabilidade econômica do processo. Na análise realizada, os processos operando a 50 e 100 bar demonstraram viabilidade econômica a partir de 35% de conversão com 95% de seletividade e 45% de conversão com 90% de seletividade, respectivamente.por
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipIdCNPq PIBIT UFSCar
dc.description.sponsorshipId2018/01258-5 Projeto Temático FAPESP
dc.identifier.citationROSA, Clara Perecin. Avaliação técnico-econômica do processo de hidrogenação seletiva de CO2 a metanol considerando os limites termodinâmicos. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21879.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/21879
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCâmpus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQ
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectMetanolpor
dc.subjectHidrogenação de CO2por
dc.subjectMethanoleng
dc.subjectAspen pluseng
dc.subjectAspen process economic enalyzereng
dc.subjectCO₂ hydrogenationeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.titleAvaliação técnico-econômica do processo de hidrogenação seletiva de CO2 a metanol considerando os limites termodinâmicospor
dc.title.alternativeTechnical-economic evaluation of the selective hydrogenation process of CO2 to methanol considering thermodynamic limitseng
dc.typeTCC

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