CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Uma unidade de produÃÃo contÃnua de biodiesel com carga de 8000 kg.h-1 de Ãleo de dendà e metanol, com o uso da rota de transesterificaÃÃo heterogÃnea foi simulada, projetada e analisada economicamente com o uso do software Aspen HYSYS 7.3 e de planilhas de cÃlculo. O pacote termodinÃmico NRTL foi empregado para representar as propriedades de todos os fluidos na simulaÃÃo. Reatores de leito fixo foram dimensionados utilizando simulaÃÃes numÃricas para atingirem 97,3% de conversÃo do Ãleo no processo. Os reatores foram operados isotermicamente a 64,8ÂC e com razÃo Ãlcool/Ãleo de 17,5. Uma coluna de destilaÃÃo foi projetada para recuperar 99% do metanol em excesso. Um decantador para separar as fases biodiesel e glicerina foi dimensionado atravÃs do cÃlculo do tempo de residÃncia t. Uma segunda coluna de destilaÃÃo a vÃcuo foi projetada para purificar a fase biodiesel atà atingir 99,97% m/m, de acordo com as especificaÃÃes da ANP. A fase glicerina foi purificada em uma coluna de destilaÃÃo flash a vÃcuo atà 99,53% m/m. O Investimento Total ITOTAL da unidade foi estimado pelo MÃtodo Fatorial Detalhado, resultando em um valor de US$ 5,798,469. Os Custos VariÃveis de ProduÃÃo (VCOP) foram estimados utilizando a precificaÃÃo de matÃrias primas, de catalisador e utilidades, enquanto que as receitas anuais foram calculadas com uso das precificaÃÃes do biodiesel e da glicerina. Os Custos Fixos de ProduÃÃo (FCOP) foram orÃados considerando os custos com mÃo de obra operacional, custos de supervisÃo, custos de manutenÃÃo e reparos, despesas corporativas e seguro. Para o cÃlculo do fluxo de caixa do projeto foi considerado o regime tributÃrio vigente no Brasil, com a inclusÃo do PIS/COFINS a uma taxa segundo a regra geral e a reduÃÃo 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 LÃquido antes do Imposto de Renda (LAIR). Foi obtido um Lucro LÃquido apÃs Impostos (LL) de US$ 2,340,889, valor este positivo em comparaÃÃo com processos convencionais que utilizam Ãleo de soja virgem. A viabilidade econÃmica do projeto foi analisada pelo cÃlculo do Valor Presente LÃquido (VPL) e pela Taxa Interna de Retorno (TIR). Foram obtidos um VPL de US$ 21.36 milhÃes de dÃlares e TIR de 39,0%, valores que demonstraram a viabilidade econÃmica do projeto. A anÃlise de sensibilidade de preÃos de matÃrias primas demonstrou tambÃm que o processo à viÃvel desde que os preÃos do Ãleo dendà nÃo aumentem ou os do biodiesel nÃo diminuam, ambos em 3%. / 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 64.8ÂC 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%.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:9332 |
| Date | 23 February 2015 |
| Creators | Caio Braga de Sousa |
| Contributors | SebastiÃo MardÃnio Pereira de Lucena, JoÃo Josà Hiluy Filho, Francisco Wilton Miranda da Silva |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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