Simulação e projecto de processos químicos considerando aspectos económicos e ambientais

• Type: Article in National Scientific Journal
• Date: 2006

Authors

Teresa M. Mata (Author) FEUP; Raymond L. Smith (Author) Other; Carlos A. V. da Costa (Author) FEUP

Journal

Title: engenharia química

No. 2

Pages: 21-13

ISSN: 1646-284X

Publisher: Publindústria

Scientific classification

FOS: Engineering and technology > Chemical engineering

CORDIS: Technological sciences > Engineering > Chemical engineering

Other information

Resumo (PT): Neste artigo é avaliado o processo de hidrodealquilação (HDA) e são comparadas duas alternativas de design do processo: remoção e reciclagem de bifenilo. Uma vez que o indesejável bifenilo é formado por reacção reversível, a alternativa de o reciclar com o tolueno, atingindo-se um nível de equilíbrio no sistema do reactor, é comparada com a alternativa em que o bifenilo é removido. As quantidades de emissões abertas e fugitivas geradas no processo são calculadas, assumindo que 1% de cada corrente do processo é perdida por emissões fugitivas, e os respectivos impactos ambientais potenciais são avaliados. Deste modo, é possível determinar qual das fracções das emissões (abertas ou fugitivas) é mais relevante ou qual é a que mais contribui para os impactos ambientais potenciais. Os resultados deste estudo mostram que existe um maior potencial económico com um menor impacto ambiental potencial quando o bifenilo é removido do processo. Neste caso, o óptimo económico e ambiental ocorre para uma conversão de tolueno de aproximadamente 0,75. Apesar de a reciclagem de bifenilo permitir eliminar a coluna de destilação do tolueno e os custos a esta associados e ao tratamento do bifenilo, os custos do reactor e os caudais das correntes do processo aumentam, aumentando assim os custos de capital e de operação. Este é um resultado importante deste estudo uma vez que mostra os prós e contras das duas alternativas, permitindo escolher a que é mais económica e ambientalmente benigna.

Abstract (EN): In this article the hydrodealkylation (HDA) process is studied and two process alternatives are compared: removing and recycling biphenyl. Since the unwanted biphenyl is formed by a reversible reaction the alternative of recycling biphenyl with toluene to let it build up to an equilibrium level in the reactor system is compared with an alternative where biphenyl is removed. The amounts of open and fugitive emissions are examined, assuming that 0.1% of each stream in a flowsheet is lost as a fugitive emission, and the respective potential environmental impacts are evaluated. In this way one could determine the fraction of the emissions (open or fugitive) that are more important or contribute more to the potential environmental impacts. The results show that higher economic potentials and lower potential environmental impact are obtained when biphenyl is removed from the process. In this case, the economic and environmental optimum occurs for a toluene conversion around 0,75. Despite the fact that recycling biphenyl allows one to eliminate the toluene tower and costs associated with biphenyl waste treatment, the reactor costs and process flowrates increase, increasing the capital and operating costs. This is a major result of this study since it shows the trade-offs between the two alternatives, allowing one to choose the most economical and environmentally beneficial process design option.

Language: Portuguese

Type (Professor's evaluation): Scientific

No. of pages: 6