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Aplicação da metodologia pinch em uma rede de trocadores de calor no processo de produção da anilina

Due to the emission of polluting gases and high use of water, the chemical industry in general is being encouraged to seek viable solutions, technically and economically, to achieve sustainability in its processes. In order to reduce the demand for steam and cooling water for the production of anili...

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Autor principal: Oliveira Junior, Arnaldo Marques de
Formato: Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:
Indústria química
Sustentabilidade
Permutadores térmicos
Anilina
Chemical industry
Sustainability
Heat exchangers
Aniline
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29536
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spelling riut-1-295362022-09-10T06:07:47Z Aplicação da metodologia pinch em uma rede de trocadores de calor no processo de produção da anilina Pinch methodology applied in the design of a heat exchanger network in the aniline production process Oliveira Junior, Arnaldo Marques de Zuber, Andre Zuber, Andre Nicolin, Douglas Junior Ferreira, Douglas da Costa Indústria química Sustentabilidade Permutadores térmicos Anilina Chemical industry Sustainability Heat exchangers Aniline CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA Due to the emission of polluting gases and high use of water, the chemical industry in general is being encouraged to seek viable solutions, technically and economically, to achieve sustainability in its processes. In order to reduce the demand for steam and cooling water for the production of aniline, through the hydrogenation of nitrobenzene, the present work used the pinch methodology using the Hint software to perform the necessary analyses. Creating two scenarios for the pinch analysis, where in the first one considers the heat exchanger with the highest energy demand of the process and in the second one disregards the heat exchanger with the highest request. Not all process streams were used, due to some streams belonging to condensers and partial evaporators present in some process columns, generating complexity for the pinch analysis. Due to problems with the original process data, it was necessary to simulate two heat exchangers, in this way the COCO software was used to simulate and obtain the data to perform the energy integration. With the appliance of the pinch method, a reduction of 26.5% of energy was obtained for the first setting and 11.7% for the second setting. The economic viability, the present work showed savings of 21.6% with cold utility (cooling water), 34.3% with hot utility (steam) and in total a savings of 33.9% in steam and water expenses. Proving the efficiency of energy integration as a solution for the chemical industries, both cases technically and economically, in addition to preserving the environment by reducing the emission of polluting gases and reducing the need to use water to cool process streams. Devido à emissão de gases poluentes e alto uso de água, a indústria química em geral está sendo estimulada a buscar soluções viáveis, técnica e economicamente, para alcançar a sustentabilidade em seus processos. Com o objetivo de reduzir a demanda de vapor e água de resfriamento para a produção de anilina, através da hidrogenação do nitrobenzeno, o presente trabalho utilizou a metodologia pinch utilizando o software Hint para realizar as análises necessárias. Criando dois cenários para a análise de pinch, onde no primeiro considera-se o trocador de calor com maior demanda energética do processo e no segundo desconsidera-se o trocador de calor com maior requisição. Nem todos os fluxos do processo foram utilizados, devido a alguns fluxos pertencentes a condensadores e evaporadores parciais presentes em algumas colunas de processo, gerando complexidade para a análise pinch. Devido a problemas com os dados originais do processo, foi necessário simular dois trocadores de calor, desta forma o software COCO foi utilizado para simular e obter os dados para realizar a integração energética. Com a aplicação do método pinch, obteve-se uma redução de 26,5% de energia para a primeira configuração e 11,7% para a segunda configuração. Quanto à viabilidade econômica, o presente trabalho mostrou uma economia de 21,6% com utilidade fria (água de resfriamento), 34,3% com utilidade quente (vapor) e no total uma economia de 33,9% nos gastos com vapor e água. Esses resultados demonstraram a eficiência da integração energética como solução para as indústrias químicas, tanto técnica quanto economicamente, além de preservar o meio ambiente reduzindo a emissão de gases poluentes e reduzindo a necessidade de uso de água para resfriar correntes de processo. 2022-09-08T14:49:39Z 2022-09-08T14:49:39Z 2022-06-23 bachelorThesis OLIVEIRA JUNIOR, Arnaldo Marques de. Aplicação da metodologia pinch em uma rede de trocadores de calor no processo de produção da anilina. 2022. Trabalho de Conclusão (Bacharelado em Engenharia Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2022. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29536 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Francisco Beltrao Brasil Engenharia Química UTFPR
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Oliveira Junior, Arnaldo Marques de
Aplicação da metodologia pinch em uma rede de trocadores de calor no processo de produção da anilina
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