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Síntese Fischer-Tropsch : produção de combustíveis líquidos da madeira energética (BTL) José Dilcio Rocha NIPE/UNICAMP,

Workshop Madeira Energética, 29 de maio de 2007, BNDES-RJ. Síntese Fischer-Tropsch : produção de combustíveis líquidos da madeira energética (BTL) José Dilcio Rocha NIPE/UNICAMP, BIOWARE Tecnologia. Processos de Convers ão de Biomassa. Combustão Gaseificação Pirólise (Carbonização)

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Síntese Fischer-Tropsch : produção de combustíveis líquidos da madeira energética (BTL) José Dilcio Rocha NIPE/UNICAMP,

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Presentation Transcript

  1. Workshop Madeira Energética, 29 de maio de 2007, BNDES-RJ Síntese Fischer-Tropsch: produção de combustíveis líquidos da madeira energética (BTL) José Dilcio Rocha NIPE/UNICAMP, BIOWARE Tecnologia

  2. Processos de Conversão de Biomassa • Combustão • Gaseificação • Pirólise (Carbonização) • Liquefação • Torrefação • Fermentação • Hidrólise • Biodigestão • Digestão • Extração de Óleos (Físico)

  3. Processos Termoquímicos e Produtos

  4. Síntese F-T (NREL/TP-510-34929)

  5. Rendimentos (% b.s.) Fonte: WRE, 4(1) 2001

  6. Aplicações da Gaseificação de Biomassa • Térmica • Elétrica • Produção de gás de síntese para uso em Síntese Fischer-Tropsch, CO + H2 + N2 HC + H2O + N2 + CO2 • Produção de H2 para alimentar célula de combustível • Produção de metanol, DME, etc

  7. Värnamo, Suécia • Leito fluidizado circulante pressurizado (1,8 MPa), ar • Matéria-prima: madeira, palha, etc. • 6 MWe e 9 MWt • 8.500 horas de operação (3.600 IGCC)

  8. Vermont, EUA • Capacidade 200 t/dia • Gás 16,75 MJ/Nm3 • Matéria-prima: cavaco de madeira • Tecnologia: leito fluidizado, vapor • Temp. 700-750oC • > 7-8 MW

  9. Composição típica dos gases para diferentes tipos de gaseificadores

  10. Experiência Brasileira em Gaseificação • Termoquip Energia Alternativa LTDA. • Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) • Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) • Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) • Universidade Federal do Pará (UFPA) & Floragas • Project WBP/SIGAME • Project BRA/96/G31 • Centro Nacional de Refrência em Biomassa (CENBIO)

  11. Leito Fluidizado 200 kg/h de Biomassa

  12. LOCALIZAÇÃO EMPRESA DATA DE INÍCIO DE OPERAÇÃO ORIGEM DO GÁS DE SÍNTESE Sasolburg (África do Sul) Sasol Chemicals 1955 até 2004: carvão mineral Desde 2004: gás natural Secunda(África do Sul) Sasol Synfuels 1979 carvão mineral Bintulu (Malásia) Shell 1993 Gás natural Mossel Bay (África do Sul) PetroSA 1993 Gás natural "Oryx" (Qatar) Sasol Chevron e Qatar Petroleum Construção finalizada Gás natural Escravos (Nigeria) Chevron e Nigeria NPC emconstrução Gás natural "Pearl" (Qatar) Shell e Qatar Petroleum emconstrução Gás natural Erdos (Mongolia Interior, China) Yitai emconstrução Carvão mineral Plantas de F-T (Fev.2007)

  13. Planta GTL em Construção no MundoNão inclui as plantas piloto e as que convertem gás derivado de carvãoFonte: Thackeray, F. “GTL in 2007, “Petroleum Review (Jan 2003):18-19

  14. Tecnologias disponíveis para a geração do gás de síntese: • a reforma a vapor (SMR), • a oxidação parcial (POX), • a oxidação parcial catalítica (CPOX),Shell, Petronas, Mitsubishi e o estado de Sarawake (Malásia), 1990, GTL em Bintulu, (Malásia), capacidade de 12.500 bpd, “learning by doing”, muitas patentes depositadas até a metade da década 1990. A Shell optou pelo “Shell Middle Distillate Synthesis” que inclui a etapa de oxidação parcial catalítica com uso de oxigênio puro na etapa de obtenção do gás de síntese. A planta utiliza reator de leito fixo com tubos múltiplos, pressão de 40-60 bar, e temperatura de 1200oC a 1300oC. A remoção de calor é feita através da geração de vapor. Um pequeno reator de reforma a vapor é operado em paralelo com quatro reatores de oxidação parcial que fornecem uma segunda corrente de gás de síntese para ajustar a composição do gás total. Os sítios catalíticos são dentro dos tubos e a água de refrigeração na jaqueta dos tubos. O catalisador utilizado é à base de cobalto. A viabilidade econômica da planta de Bintulu é garantida pelo alto preço dos produtos especiais fabricados. A Shell estuda o uso de reator de leito em lama, que é tido como sendo preferido comercialmente para plantas de maior escala. • a reforma autotérmica, • a reforma com membrana catalítica. OBS. Todas as tecnologias, excetuando a reforma com membrana, são conhecidas e bem estabelecidas. A reforma por membrana é um processo mais novo e vem sendo estudado nos últimos anos por algumas empresas tais como a Praxair Inc e a Amoco Corp. Cada processo possui suas peculiaridades, pros e contras. O processo de oxidação parcial, por exemplo, utiliza oxigênio puro ao invés do ar. Com a remoção do nitrogênio pode-se construir equipamentos menores, entretanto, a planta de separação de ar onera o investimento já que representa cerca de 30% do investimento da etapa de produção do gás de síntese.

  15. Gerando bons negócios com bioenergia Muito Obrigado www.bioware.com.br jdr@bioware.com.br

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