ANÁLISE DA PRODUÇÃO DE ÓLEO VEGETAL HIDROGENADO (HVO): ASPECTOS AMBIENTAIS, EXERGOECONÔMICOS E EXPERIMENTAIS
HVO, Exergoeconomia, Hidrotratamento, Eficiência ecológica, Simulação de processo.
Esta tese propõe uma abordagem integrada para avaliar a viabilidade técnico-econômica e ambiental da produção de HVO (óleo vegetal hidrotratado), com base na utilização de óleo de palma como matéria-prima. O HVO é uma mistura de hidrocarbonetos saturados com curva de destilação semelhante à do diesel fóssil, apresentando propriedades físico-químicas próximas às deste último. Pode ser obtido a partir de diferentes tipos de óleos, incluindo óleos residuais e vegetais. Sua produção, via hidrotratamento (HDT), converte triglicerídeos de óleos em hidrocarbonetos parafínicos, por meio da saturação e remoção de oxigênio, em presença de hidrogênio e catalisador. O processo aumenta a razão hidrogênio/carbono da alimentação e gera um combustível “drop-in”, compatível com motores convencionais. A pesquisa é estruturada em três eixos complementares: análise ambiental, modelagem exergoeconômica e investigação experimental. No primeiro eixo, foi calculada a eficiência ecológica de diferentes combinações de HVO, biodiesel e diesel fóssil, considerando impactos ambientais e na saúde humana ao longo do ciclo de vida. Os resultados indicam que misturas com maior proporção de HVO apresentam melhor desempenho ambiental em motores de combustão interna. A seguir, realizou-se a simulação da planta de produção de HVO no software Aspen Plus® (v11), abrangendo as etapas de hidrotratamento, separação e reciclo de hidrogênio. A partir dos fluxos de processo, foram estimadas as propriedades exergéticas, as funções de incremento exergético e os custos exergoeconômicos dos produtos. O custo de manufatura exergoeconômico (CMex) do HVO variou entre 10.500,00 e 16.800,00 US$/hora, enquanto a análise exergoeconômica indicou um preço mínimo de venda do HVO de 2,57 US$/litro para viabilizar o investimento ao longo de 20 anos. Esses valores evidenciam a necessidade de estratégias comerciais e subsídios para tornar o processo economicamente competitivo. No terceiro eixo, foram sintetizados catalisadores bifuncionais (NiMo/Al₂O₃ e CoMo/Al₂O₃) e avaliada sua aplicação na conversão de óleos pirolíticos residuais em HVO. Os ensaios foram conduzidos no Laboratório de Catálise Heterogênea (UNIVAP/Brasil) e no Laboratorio de Combustibles (UCLM/Espanha), com destaque para a caracterização físico-química dos materiais e a eficiência na hidrogenação. Os testes mostraram que o catalisador NiMo/Al₂O₃ apresentou maior conversão e seletividade para hidrocarbonetos na faixa do diesel, com redução significativa de oxigênio residual no produto final. Evidenciou-se o potencial do HVO como um combustível sustentável, ao mesmo tempo em que foram destacados os principais desafios técnicos e econômicos para sua produção em escala industrial.