Garcia, Carmelo Rafael Armando2025-09-042025-09-042025-09-04https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/9307Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestrutura e Território da Universidade Federal da Integração Latino- Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Química.Este trabalho apresenta a simulação computacional e análise de um processo integrado para a produção de amônia renovável a partir de biometano, utilizando o software Aspen Plus®. O estudo está estruturado em três etapas principais: (i) reforma a vapor do biometano para geração de hidrogênio; (ii) separação do nitrogênio do ar por destilação criogênica; e (iii) síntese de amônia pelo processo Haber-Bosch. Na etapa de reforma, foram utilizados reatores de equilíbrio para simular a reforma (800 °C, 25 bar), a reação de deslocamento gás-água de alta temperatura (350 °C) e a de baixa temperatura (200 °C). Os resultados indicaram uma conversão de metano superior a 95%, com rendimento de hidrogênio acima de 70% em fração molar na corrente reformada. A integração decondensadores e absorvedores (remoção de CO com MEA) possibilitou a obtenção de uma corrente purificada de H com teor desprezível de CO. Na etapa de separação de nitrogênio, foi simulada uma coluna de destilação criogênica operando a 5,5 bar e –173 °C. As análises de sensibilidade mostraram que tanto o número de estágios teóricos quanto a carga térmica do refervedor influenciam fortemente a pureza do produto. Em condições otimizadas, obteve-se pureza de N acima de 99,9%, confirmando a robustez da tecnologia criogênica em escala industrial. Na etapa de síntese de amônia, utilizou-se um reator estequiométrico para representar o processo Haber-Bosch, seguido de condensação e de um sistema de reciclo com purga. As simulações demonstraram que, mesmo em pressões moderadas, o reciclo garante elevadas conversões globais. A corrente final apresentou concentração de NH superior a 99,95%, compatível com especificações industriais. De forma geral, o processo integrado mostrou-se tecnicamente viável, com resultados consistentes com os dados da literatura. O estudo reforça o potencial do biometano como matéria-prima renovável para a produção sustentável de hidrogênio, nitrogênio e amônia, além de fornecer subsídios para avaliar o impacto de parâmetros operacionais na conversão, eficiência de separação e qualidade do produto. Resumen Este trabajo presenta la simulación computacional y el análisis de un proceso integrado para la producción de amoníaco renovable a partir de biometano, utilizando el software Aspen Plus®. El estudio se estructura en tres etapas principales: (i) reforma a vapor del biometano para la generación de hidrógeno; (ii) separación de nitrógeno del aire mediante destilación criogénica; y (iii) síntesis de amoníaco mediante el proceso Haber-Bosch. En la etapa de reforma, se emplearon reactores de equilibrio para simular la reforma (800 °C, 25 bar), el desplazamiento gas-agua de alta temperatura (350 °C) y de baja temperatura (200 °C). Los resultados mostraron una conversión de metano superior al 95%, con un rendimiento de hidrógeno mayor al 70% en fracción molar en la corriente reformada. La integración de condensadores y absorbedores (con eliminación de COpor MEA) permitió obtener una corriente purificada de H con contenido despreciable de CO. En la etapa de separación de nitrógeno, se simuló una columna de destilación criogénica operando a 5,5 bar y –173 °C. Los análisis de sensibilidad revelaron que tanto el número de etapas teóricas como la carga térmica del rehervidor afectan significativamente la pureza del producto. En condiciones optimizadas, se alcanzó una pureza de N superior al 99,9%, confirmando la solidez de esta tecnología a gran escala. En la etapa de síntesis de amoníaco, se utilizó un reactor estequiométrico para representar el proceso Haber-Bosch, seguido de condensación y un sistema de recirculación con purga. Las simulaciones mostraron que, incluso en condiciones de presión moderada, el reciclo asegura altas conversiones globales. La corriente final alcanzó una concentración de NH superior al 99,95%, cumpliendo con especificaciones industriales. En conjunto, el proceso integrado demostró ser técnicamente viable, con resultados consistentes con los reportados en la literatura. El estudio subraya el potencial del biometano como materia prima renovable para la producción sostenible de hidrógeno, nitrógeno y amoníaco, además de ofrecer información clave sobre el impacto de los parámetros operativos en la conversión, la eficiencia de separación y la calidad del producto.ptopenAccesssoftwaresbiometanosimulação (computadores)