Avaliação de ciclo de vida do processo de produção de propilenoglicol via simulação computacional

A matriz mundial de energia vem se modificando e uma migrando para fontes renováveis de energia, sendo um dos objetivos minimizar impactos ambientais. Os biocombustíveis, especialmente o biodiesel, se destacam neste contexto. Entretanto, a produção de biodiesel gera como co-produto o glicerol. Uma alternativa promissora, portanto, é converter o glicerol para propilenoglicol (PG), através de reações de hidrogenólise na presença de catalisador metálico, sendo o PG um produto de maior valor agregado, contendo diversas aplicações industriais e exibindo uma elevada demanda mundial. A produção de PG a partir do glicerol também é uma oportunidade de minimizar impactos ambientais, já que a rota convencional de produção de PG é através do óxido de propileno, oriundo da indústria do petróleo. Neste cenário, é fundamental utilizar ferramentas ambientais capazes de quantificar os impactos ambientais de determinado processo, a fim de propor, com qualidade, novas rotas. Desse modo, visa-se realizar uma avaliação de ciclo de vida da produção de PG a partir do glicerol por meio do software OpenLCA v.1.11 e simular o processo, propondo adaptações ao sistema, e suas plantas de utilidades através do software Hysys v2.2. Os resultados obtidos apresentam a possibilidade de reaproveitamento térmico e, consequentemente, a economia energética de 57%, na seção de reação, em relação ao trabalho de referência, totalizando um saldo de 64648,8 kJ por ano, além de uma produção de PG 5,03% superior ao processo de referência. A planta de utilidades apresenta uma seção de resfriamento, referente aos condensadores das torres, e uma seção de aquecimento, operando com vapor de alta pressão e vapor de baixa pressão. A simulação da planta de utilidades possibilitou o cálculo de ecoindicadores de água e CO2. No estudo de ecoeficiência, portanto, o processo adaptado exibiu ser mais ecoeficiente que o processo de referência em relação ao ecoindicador de água, visto que o processo adaptado consome menos dessa utilidade. Contudo, o processo adaptado apresenta um ecoindicador de CO2 34,66% superior que o processo de referência. Os resultados da avaliação de ciclo de vida obtidos evidenciam que, além das mudanças operacionais, o processo evita emissões nas categorias de impacto Mudanças Climáticas e Aquecimento Global, evitando emissões de CO2 eq., e Depleção da Camada de Ozônio e Depleção de Ozônio Estratosférico, evitando emissões de CFC-11 eq.The world energy matrix has been changing and migrating to renewable energy sources, aiming to minimize environmental impacts. Biofuels, especially biodiesel, stand out in this context. However, biodiesel production generates glycerol as a co-product. A promising approach is to convert glycerol to propylene glycol (PG), through hydrogenolysis reactions in the presence of metal catalyst. The PG is a product of higher added value, containing several industrial applications and exhibiting a high worldwide demand. The production of PG from glycerol is also an opportunity to minimize environmental impacts, since the conventional route of PG production is through propylene oxide, originating from the petroleum industry. In this scenario, it is essential to use environmental tools capable of quantifying the environmental impacts of a given process to propose, with quality, new routes. Thus, the objective is to perform a life cycle assessment of the production of PG from glycerol using the OpenLCA v.1.11 software and to simulate the process, proposing changes to the system, and its utility plants using the Hysys v2.2 software. The results showed the possibility of thermal reuse and the energy economy of 57% in the reaction section related to the reference process, avoiding the waste of 64648.8 kJ per year, besides a PG production 5.03% higher than the reference process. The utility plant has a cooling section and a heating section, operating with high pressure steam and low pressure steam. The simulation of the utility plant enabled the calculation of water and CO2 eco-indicators. In the eco-efficiency study, the proposed process exhibited to be more ecoefficient than the reference process with respect to the water eco-indicator since the proposed process consumes less of this utility. However, the proposed process exhibited a 34.66% higher CO2 eco-indicator than the reference process. The results of the life cycle assessment obtained show that in addition to operational modifications, the process avoids emissions in the impact categories Climate Change and Global Warming, avoiding emissions of CO2 eq., and Ozone Layer Depletion and Stratospheric Ozone Depletion, avoiding emissions of CFC-11 eq.116 p