Avaliação do potencial de integração energética de uma planta de produção de polidimetilsiloxano

Abstract

O polidimetilsiloxano é a matéria-prima fundamental para a fabricação de silicones. O Brasil depende inteiramente de importações para atender à demanda por esse produto, evidenciando uma lacuna propícia para a implementação de uma planta de produção nacional dessa substância. Essa oportunidade se torna ainda mais evidente devido à posição de destaque do Brasil como um dos principais produtores de silício, matéria-prima essencial para a síntese do polidimetilsiloxano. Com esta motivação, foi desenvolvido o projeto para uma planta de produção de polidimetilsiloxano nas disciplinas de Planejamento e Projeto da Indústria Química I e II. A partir deste, foi identificada a possibilidade de realizar a integração energética entre as correntes de tal processo produtivo, justificando a escolha do tema deste trabalho. A avaliação do potencial de integração energética da planta foi conduzida pela Análise Pinch, que revelou a inexistência de um ponto de pinch para o processo estudado e, portanto, não foi possível reduzir o consumo de utilidade fria. No entanto, identificou-se um potencial de reaproveitamento de uma das correntes quentes do processo, eliminando a necessidade de produção de vapor de aquecimento para manter o processo produtivo. Com o reaproveitamento de tal corrente foi possível reduzir 46,1 t.h−1 de vapor, equivalente a 27541 kw. Isso resulta em diminuição nos custos de produção e em um impacto ambiental reduzido.

Polydimethylsiloxane is the fundamental raw material for the manufacture of silicones. Brazil depends entirely on imports to meet the demand for this product, highlighting a favorable gap for the implementation of a national production plant for this substance. This opportunity becomes even more evident due to Brazil's prominent position as one of the main producers of silicon, an essential raw material for the synthesis of polydimethylsiloxane. With this motivation, the project for a polydimethylsiloxane production plant was developed in the Chemical Industry Planning and Design I and II subjects. From this, the possibility of carrying out energy integration between the streams of this production process was identified, justifying the choice of the theme for this work. The assessment of the plant's energy integration potential was conducted by Pinch Analysis, which revealed that there is no pinch point for the process studied and, therefore, it was not possible to reduce cold utility consumption. However, a potential for reusing one of the hot process streams was identified, eliminating the need to produce heating steam to maintain the production process. By reusing this stream, it was possible to reduce steam consumption by 46,1 t.h−1, equivalent to 27541 kw. This results in a decrease in production costs and a reduced environmental impact.