Simulação e estudo da viabilidade técnica e econômica da produção de acrilonitrila a partir do glicerol

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Braga, Eduardo Ramos
• Orientador(a): Pontes, Luiz Antônio Magalhães
• Banca de defesa: Ferreira, Newton Libanio, Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini, Silva, Silvana Mattedi, Simonelli, George, Pontes, Luiz Antônio Magalhães
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Bahia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ)
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Acrilonitrila; Glicerol; Purificação; Otimização; Monte Carlo
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38239

O glicerol é o principal subproduto da indústria de biodiesel e novas rotas tecnológicas vêm sendo estudadas para o seu aproveitamento devido ao aumento da produção mundial do biocombustível. Uma das possíveis aplicações é na produção de acrilonitrila. Industrialmente, a acrilonitrila é obtida a partir da amoxidação do propeno e utilizada na obtenção de fibras sintéticas e resinas. O alto custo do propeno incentivou estudos para a obtenção da acrilonitrila via amoxidação do glicerol, que é uma matéria-prima sustentável e de mais baixo valor comercial. A acetonitrila é um coproduto de alto valor comercial que pode ser comercializada após purificação. Neste contexto, este trabalho desenvolveu um novo processo de produção da acrilonitrila (com pureza comercial de 99,5% m/m) e acetonitrila de alta pureza até o grau HPLC (pureza de 99,9% m/m) a partir do glicerol. A síntese do processo parte do glicerol bruto que foi purificado antes de alimentar o reator de desidratação. A acrilonitrila e a acetonitrila produzidas foram separadas até a especificação para comercialização. A otimização do processo foi realizada utilizando redes neurais artificiais e algoritmo genético visando as melhores condições de projeto/operação para maior economicidade. A análise de risco utilizando simulação de Monte Carlo verificou que o novo processo é economicamente viável nos cenários testados (que consideram variações simultâneas nos preços de matérias-primas, produtos e insumos), satisfazendo os critérios econômicos (VPL/Investimento Total >=2 e TIR >= 21,5%) em 73% dos cenários testados. Por fim, uma comparação econômica com o processo convencional (via propeno) foi realizada e constatou-se que o novo processo tem potencial para ser mais viável em termos econômicos.