Reducción de Costos, Energía y Emisiones del Proceso de Producción de Formaldehído a través de la Reformación de Vapor de Metano
Autores: Puhar, Jan; Vujanovi, Annamaria; Awad, Peter; uek, Lidija
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Reducción de Costos, Energía y Emisiones del Proceso de Producción de Formaldehído a través de la Reformación de Vapor de Metano
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Producción
Formaldehído
Consumo de energía
Sostenibilidad
Procesos
Integración de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La producción de formaldehído, que se encuentra entre los productos químicos de mayor volumen de producción, es altamente intensiva en energía; por lo tanto, la reducción del uso de energía es muy importante para disminuir costos y emisiones. El objetivo de esta investigación y de su investigación general más amplia es analizar sistemáticamente cómo mejorar la sostenibilidad de los procesos que producen formaldehído como producto intermedio o final. En esta parte del trabajo, se analizan los requisitos de consumo de energía para el proceso convencional de producción de formaldehído a través de la reforma de vapor de metano, donde se identifican oportunidades para la reducción del consumo de energía. Este trabajo servirá como caso base para una investigación más profunda de vías alternativas de producción de formaldehído. Para lograr ahorros de energía, se aplica tecnología de integración de calor mediante un análisis de pinch combinado y programación matemática. El proceso de producción de formaldehído se simula utilizando Aspen HYSYS, y se realizó la integración de calor del proceso de producción basada en un diseño simulado utilizando el software GAMS. Se realizaron análisis económicos y de huella ambiental tanto para diseños no integrados como integrados. Los resultados muestran que la integración de calor reduce el consumo de calor en alrededor del 39%, lo que lleva a un ahorro del 11% en costos de capital y convierte el costo operativo anual en ingresos positivos. La integración de calor también mejora el aspecto ambiental, donde se logra una reducción del 7-22% en las huellas ambientales seleccionadas.
Descripción
La producción de formaldehído, que se encuentra entre los productos químicos de mayor volumen de producción, es altamente intensiva en energía; por lo tanto, la reducción del uso de energía es muy importante para disminuir costos y emisiones. El objetivo de esta investigación y de su investigación general más amplia es analizar sistemáticamente cómo mejorar la sostenibilidad de los procesos que producen formaldehído como producto intermedio o final. En esta parte del trabajo, se analizan los requisitos de consumo de energía para el proceso convencional de producción de formaldehído a través de la reforma de vapor de metano, donde se identifican oportunidades para la reducción del consumo de energía. Este trabajo servirá como caso base para una investigación más profunda de vías alternativas de producción de formaldehído. Para lograr ahorros de energía, se aplica tecnología de integración de calor mediante un análisis de pinch combinado y programación matemática. El proceso de producción de formaldehído se simula utilizando Aspen HYSYS, y se realizó la integración de calor del proceso de producción basada en un diseño simulado utilizando el software GAMS. Se realizaron análisis económicos y de huella ambiental tanto para diseños no integrados como integrados. Los resultados muestran que la integración de calor reduce el consumo de calor en alrededor del 39%, lo que lleva a un ahorro del 11% en costos de capital y convierte el costo operativo anual en ingresos positivos. La integración de calor también mejora el aspecto ambiental, donde se logra una reducción del 7-22% en las huellas ambientales seleccionadas.