Avaliação dos processos de conversão de CO2 em produtos de valor agregado.

Abstract

A perspectiva do dióxido de carbono (CO 2 ) de ser considerado um resíduo para se tornar um recurso valioso com potencial como fonte de carbono e alternativa aos combustíveis fósseis é explorada nesse trabalho. A Utilização do Dióxido de Carbono (UDC) concentra-se em avançar além das tecnologias de captura e armazenamento de carbono, as estratégias para reciclar o CO 2 em vetores de energia e intermediários químicos, e avaliar o potencial de produtos derivados do CO 2 . Ao utilizar o CO 2 como base de carbono, produtos químicos podem ser produzidos com custos competitivos e impacto ambiental reduzido. A adoção de matérias-primas alternativas, como CO 2 , pode trazer mudanças disruptivas para a indústria. O CO 2 pode ser integrado à indústria química existente por meio de produtos químicos fundamentais, como metanol, ou como uma possível base de carbono C 1 . Ao avaliar uma tecnologia de UDC, fatores como potencial de redução de emissões, restrições termodinâmicas e viabilidade comercial devem ser considerados. Para enfrentar o desafio de avaliar tecnologias de utilização de CO 2 e identificar produtos promissores, uma abordagem sistemática utilizando uma análise de decisão multicritério foi desenvolvida. Critérios específicos para a conversão do dióxido de carbono são estabelecidos, e uma avaliação em três níveis é aplicada para selecionar os produtos mais adequados com base na viabilidade econômica, maturidade tecnológica e relevância científica. Carbonato de dimetila, éter dimetílico e ácido acético são identificados como produtos favoráveis, com recomendação de estudos de projeto de processo. Um processo inovador para a produção de ácido acético a partir do CO 2 usando a rota de hidrocarboxilação do metanol foi desenvolvida, incorporando ajustes nas matérias-primas, faixas de temperatura, pressão e unidades de separação eficientes. O estudo contribui para o campo de síntese de processo para a conversão do CO 2 em produtos de alto valor agregado, abordando a escassez de dados literários sobre os processos de produção de ácido acético. Além disso, uma avaliação da conversão de CO 2 em metanol e éter dimetílico foi conduzida. É proposto um framework para otimizar as plantas químicas, considerando tanto o custo anualizado total quanto as emissões de CO 2 resultantes do uso de utilidades. Modelos simplificados, como redes neurais, representaram com precisão o comportamento da planta, possibilitando uma otimização eficiente. Os esforços de otimização de processos têm produzido resultados positivos tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental. A redução no custo total anualizado demonstra maior eficiência financeira, enquanto a diminuição nas emissões de CO 2,eq significa um passo em direção à sustentabilidade. No geral, este trabalho apresenta avaliações importantes sobre a utilização de CO 2 como um recurso, otimizando a planta química e direcionando a indústria para práticas mais sustentáveis e eficientes. Mais pesquisas nessas áreas contribuirão para uma economia mais sustentável e circular.