Captura de carbono por absorção química em termelétrica a gás natural: avaliação técnica e econômica

Zwirman, Júlia Boechat Celani

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/13834

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Captura de carbono por absorção química em termelétrica a gás natural: avaliação técnica e econômica
Author(s)/Inventor(s):	Zwirman, Júlia Boechat Celani
Advisor:	Araújo, Ofélia de Queiroz Fernandes
Co-advisor:	Medeiros, José Luiz de
Abstract:	Vivemos em um contexto mundial de mudança climática, de aquecimento global pelas emissões cada vez mais intensas dos gases de efeito estufa. Desses gases, o gás carbônico é o que mais contribui para esse fenômeno com 81% das emissões totais do planeta. Já foi comprovado cientificamente e reconhecido por diversos governos e instituições a necessidade de desacelerar as emissões para garantir a vida no planeta para as gerações futuras. No Brasil, a descoberta do Pré-sal traz, além das grandes quantidades de petróleo, uma enorme produção de Gás Natural. Um dos desafios impostos pela exploração do Pré-sal é de encontrar mercados consumidores desse Gás, o que leva à integração com Termelétricas para geração de energia. No entanto, essas usinas apresentam uma emissão de CO2 próximo a 350 kg/MWh, sendo necessário implementar plantas de captura para atingir as metas de redução da emissão de carbono. Neste trabalho, foi estudada uma planta de captura por Absorção Química, que se destaca neste processo dentre outras tecnologias, como Membranas e Adsorção. Os solventes mais conhecidos são as Aminas. Foi realizado um estudo bibliográfico e por simulação de diferentes misturas de Aminas para serem comparadas com o caso base de MEA. Os solventes MEA/AMP e MEA/MDEA se mostraram os melhores, com uma redução do gasto energético, inicialmente, em 10 e 20%, respectivamente. No entanto, o solvente MEA/AMP com frações mássicas de 0,2/0,1 apresentou o melhor cenário com o menor gasto energético. Diferentes modificações de processo foram testadas, sendo as melhores a divisão da corrente de gás exausto em duas correntes para entrar na absorvedora e a recuperação de vapor de flash da corrente de fundo da regeneradora usando um compressor, reduzindo o gasto energético de 4,232 a 2,554 GJ/ton CO2. Esse valor ainda pôde ser melhorado através do uso de um Ejetor, que reduziu o gasto total de vapor até 2,180 GJ/ton CO2 além de ter apresentado um gasto de eletricidade equivalente bem menor do que o compressor, tendo sido uma inovação do processo. O Investimento do projeto ficou em 89 MMUS$, mais baixo do que o encontrado na literatura devido ao uso de Aço Carbono, o que impactou em um menor custo de manufatura, custo de eletricidade com e sem captura e custo de CO2 evitado: 47 MMUS$, 71,24 US$/MWh, 87,07 US$/MWh e 56,26 US$/tonelada de CO2 capturado, respectivamente. Também foi analisada a integração desta planta com a produção de metanol por hidrogenação utilizando os dados econômicos de um estudo de referência e corrigindo os custos para o cenário atual (escala e tempo). O fluxo de caixa se mostrou positivo, em 19 MMUS$/ano, mesmo ao considerar o custo de captura do CO2, sendo viável economicamente.
Keywords:	Produção de metanol Termelétrica a gás natural Captura de carbono Indústria e tecnologia
Subject CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::ENGENHARIA ECONOMICA::ANALISE DE CUSTOS
Production unit:	Escola de Química
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	26-Feb-2021
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Appears in Collections:	Engenharia Química

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