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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37999| Título: | Análise e simulação da reação de Fischer-Tropsch para a produção de SAF |
| Título(s) alternativo(s): | Analysis and simulation of the Fischer–Tropsch reaction for SAF production |
| Autor(es): | Silva, Vitor Hugo Bueno da |
| Orientador(es): | Gatti, Larissa Maria Fernandes |
| Palavras-chave: | Processo Fischer-Tropsch Aviões - Combustível Recursos naturais renováveis Transporte sustentável Fischer-Tropsch process Airplanes - Fuel Renewable natural resources Sustainable transportation |
| Data do documento: | 30-Jun-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | SILVA, Vitor Hugo Bueno da. Análise e simulação da reação de Fischer-Tropsch para a produção de SAF. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025. |
| Resumo: | A intensificação do efeito estufa e a significativa contribuição do setor de aviação para as emissões de dióxido de carbono impulsionam a necessidade urgente de combustíveis alternativos e sustentáveis, como o Combustível Sustentável de Aviação (SAF). Este trabalho teve como objetivo principal analisar e simular a reação de Fischer-Tropsch (FTS), uma rota promissora para a produção de SAF a partir de fontes renováveis, avaliando a sensibilidade do processo à variação de parâmetros operacionais chave: pressão, temperatura e razão molar H2/CO. Para tal, utilizou-se o software Aspen HYSYS, empregando o modelo termodinâmico Soave-Redlich-Kwong em um reator do tipo Plug Flow Reactor (PFR). A cinética da reação foi descrita por um modelo de Langmuir-Hinshelwood simplificado, com foco na formação de parafinas. A análise de sensibilidade investigou a pressão na faixa de 10 a 40 bar, a temperatura entre 150°C e 300°C, e a razão H2/CO entre 1 e 4 kmolH2/kmolCO. Os resultados indicaram que, sob as condições e o modelo cinético adotados, a variação de pressão não exerceu influência significativa na conversão de CO ou na seletividade dos produtos. Por outro lado, o aumento da temperatura demonstrou um impacto positivo na conversão de CO, particularmente na transição de 150°C para 225°C, com um efeito de platô observado entre 225°C e 300°C. A elevação da razão H2/CO também favoreceu a conversão de CO e a formação de parafinas, até que o esgotamento do CO na mistura reacional levasse a um ponto de saturação, notando-se uma tendência à produção de hidrocarbonetos mais leves. Conclui-se que, apesar das limitações identificadas, como a insensibilidade do modelo à pressão e as simplificações cinéticas, o estudo atingiu seus objetivos ao fornecer uma compreensão do comportamento do sistema FTS e da sua sensibilidade aos parâmetros investigados, especialmente temperatura e razão H2/CO, estabelecendo uma base relevante para trabalhos futuros que visem maior refinamento e complexidade na simulação do processo. |
| Abstract: | The intensification of the greenhouse effect and the significant contribution of the aviation sector to carbon dioxide emissions drive the urgent need for alternative and sustainable fuels, such as Sustainable Aviation Fuel (SAF). This work primarily aimed to analyze and simulate the Fischer-Tropsch (FTS) reaction, a promising route for SAF production from renewable sources, by evaluating the process sensitivity to variations in key operational parameters: pressure, temperature, and H2/CO molar ratio. For this purpose, Aspen HYSYS software was used, employing the Soave-Redlich-Kwong thermodynamic model in a Plug Flow Reactor (PFR). The reaction kinetics were described by a simplified Langmuir-Hinshelwood model, focusing on paraffin formation. The sensitivity analysis investigated pressure in the 10-40 bar range, temperature between 150°C and 300°C, and the H2/CO ratio between 1 and 4 kmolH2/kmolCO. The results indicated that, under the adopted conditions and kinetic model, pressure variation did not exert a significant influence on CO conversion or product selectivity. Conversely, increasing temperature showed a positive impact on CO conversion, particularly in the transition from 150°C to 225°C, with a plateau effect observed between 225°C and 300°C. Raising the H2/CO ratio also favored CO conversion and paraffin formation until CO depletion in the reaction mixture led to a saturation point, with a noted tendency towards the production of lighter hydrocarbons. It is concluded that, despite the identified limitations, such as the model's insensitivity to pressure and kinetic simplifications, the study achieved its objectives by providing an understanding of the FTS system's behavior and its sensitivity to the investigated parameters, especially temperature and H2/CO ratio, establishing a relevant basis for future work aimed at greater refinement and complexity in process simulation. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37999 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Química |
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