SOUSA, C. B. Simulação, projeto e análise de viabilidade econômica da produção de biodiesel de óleo de dendê em rota de transesterificação catalítica heterogênea. 2015. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T18:39:19Z
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Previous issue date: 2015-02-23 / A continuous biodiesel production plant with an 8000 kg.h-1 inlet of palm oil and methanol, using the heterogeneous transesterification route was simulated, designed and economically assessed with the software Aspen HYSYS 7.3 and spreadsheets. The thermodynamic fluid package NRTL was selected in order to represent all properties of the fluids through the simulation. Packed-bed reactors were designed using numerical simulation to achieve an oil conversion of 97.3% in the process. The reactors were operated isothermally at 64.8°C and with an alcohol/oil ratio of 17.5. A vacuum distillation column was designed to recovery 99% of the methanol in excess. A decanter to separate the biodiesel and glycerin phases was designed through the calculation of residence time t. A second vacuum distillation column was designed to purify the biodiesel phase until a 99.97 wt%, in accordance with the ANP specifications. The glycerin phase was purified in a vacuum flash distillation column until a 99.53 wt%. The Total Capital Invested ITOTAL on the plant was estimated using the Detailed Factorial Method presenting the amount of US$ 5,798,469 was found. The Variable Costs of Production (VCOP) were estimated using the prices of raw materials, catalysts and utilities, whereas the annual revenues were calculated using the prices of biodiesel and glycerin. The Fixed Costs of Production (FCOP) were calculated using the operating labor costs, supervision, maintenance, corporate overheads and insurance. In order to calculate the cash flow of the project, the current tax regime in Brazil was used, including PIS/COFINS with a rate following the general rule and the reduction of 69% on it to companies with the social stamp, 25% of IRPJ and 9% of CSLL on the Net Profit before Income Taxes (NPIT). A Net Profit after Taxes (NP) of US$ 2,340,889 was obtained, a positive figure if compared to conventional processes using virgin soybean oil. The economic viability of the project was analyzed by calculating the Net Present Value (NVP) and Internal Rate of Return (IRR). A NVP of US $ 21.36 million and IRR of 39.0% were obtained, showing the economic viability of the project. The raw material price sensitivity analysis also showed that the process is feasible as long as palm oil prices do not increase or biodiesel do not decrease more than 3% / Uma unidade de produção contínua de biodiesel com carga de 8000 kg.h-1 de óleo de dendê e metanol, com o uso da rota de transesterificação heterogênea foi simulada, projetada e analisada economicamente com o uso do software Aspen HYSYS 7.3 e de planilhas de cálculo. O pacote termodinâmico NRTL foi empregado para representar as propriedades de todos os fluidos na simulação. Reatores de leito fixo foram dimensionados utilizando simulações numéricas para atingirem 97,3% de conversão do óleo no processo. Os reatores foram operados isotermicamente a 64,8°C e com razão álcool/óleo de 17,5. Uma coluna de destilação foi projetada para recuperar 99% do metanol em excesso. Um decantador para separar as fases biodiesel e glicerina foi dimensionado através do cálculo do tempo de residência t. Uma segunda coluna de destilação a vácuo foi projetada para purificar a fase biodiesel até atingir 99,97% m/m, de acordo com as especificações da ANP. A fase glicerina foi purificada em uma coluna de destilação flash a vácuo até 99,53% m/m. O Investimento Total ITOTAL da unidade foi estimado pelo Método Fatorial Detalhado, resultando em um valor de US$ 5,798,469. Os Custos Variáveis de Produção (VCOP) foram estimados utilizando a precificação de matérias primas, de catalisador e utilidades, enquanto que as receitas anuais foram calculadas com uso das precificações do biodiesel e da glicerina. Os Custos Fixos de Produção (FCOP) foram orçados considerando os custos com mão de obra operacional, custos de supervisão, custos de manutenção e reparos, despesas corporativas e seguro. Para o cálculo do fluxo de caixa do projeto foi considerado o regime tributário vigente no Brasil, com a inclusão do PIS/COFINS a uma taxa segundo a regra geral e a redução de 69% deste para empresas que adquiram o selo social, uma taxa de 12% para o ICMS incididos sobre as receitas, 25% de IRPJ e 9% de CSLL incididos sobre o Lucro Líquido antes do Imposto de Renda (LAIR). Foi obtido um Lucro Líquido após Impostos (LL) de US$ 2,340,889, valor este positivo em comparação com processos convencionais que utilizam óleo de soja virgem. A viabilidade econômica do projeto foi analisada pelo cálculo do Valor Presente Líquido (VPL) e pela Taxa Interna de Retorno (TIR). Foram obtidos um VPL de US$ 21.36 milhões de dólares e TIR de 39,0%, valores que demonstraram a viabilidade econômica do projeto. A análise de sensibilidade de preços de matérias primas demonstrou também que o processo é viável desde que os preços do óleo dendê não aumentem ou os do biodiesel não diminuam, ambos em 3%
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/11690 |
| Date | 23 February 2015 |
| Creators | Sousa, Caio Braga de |
| Contributors | Lucena, Sebastião Mardônio Pereira de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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