UPGRADING DO BIOÓLEO DE MICROALGAS, PRODUZIDO POR HTL, EM COMBUSTÍVEL DE AVIAÇÃO SUSTENTÁVEL: UMA SIMULAÇÃO DO PROCESSO COM O ASPEN PLUS
Microalgas; Liquefação hidrotérmica; Hidrotratamento catalítico; Combustível de aviação sustentável; Aspen Plus.
A necessidade urgente de descarbonizar o setor da aviação posicionou a liquefação hidrotérmica de microalgas como uma via promissora para a produção de combustíveis sustentáveis para a aviação. No entanto, a expansão desta tecnologia é dificultada pela elevada concentração de heteroátomos refratários (oxigénio e azoto) nos biocrus de algas e pela falta de estruturas ao nível do sistema que liguem os dados laboratoriais por lotes às operações contínuas das refinarias industriais. Esta tese apresenta uma estrutura abrangente, de dupla abordagem, para resolver estes estrangulamentos. Em primeiro lugar, uma revisão sistemática da literatura mapeia a evolução tecnológica, destacando uma mudança crítica em direção à desidrogenação profunda e aos reatores de fluxo contínuo. Em segundo lugar, foi desenvolvido um modelo computacional rigoroso em estado estacionário no Aspen Plus para simular uma unidade de hidrotratamento catalítico de duas fases à escala comercial. A simulação valida a viabilidade técnica do esquema de melhoramento em duas fases, alcançando uma recuperação excecional de carbono de 94,29% na fase líquida. O processo exige um consumo específico de hidrogénio de 0,0369 g H₂/g de biocru para promover a remoção exaustiva de heteroátomos. A destilação fracionada do óleo melhorado produz com sucesso frações de SAF e de diesel renovável, com teor insignificante de heteroátomos e valores de poder calorífico superiores (44,19–47,74 MJ/kg). Apesar destas excelentes propriedades energéticas, a elevada saturação catalítica conduz a densidades de massa baixas (0,600–0,685 g/mL), que se situam claramente abaixo dos limites de certificação da norma ASTM D7566 (0,775–0,840 g/mL). Consequentemente, este estudo conclui que, embora o biocru de HTL possa produzir frações de combustível termodinamicamente superiores, a otimização de parâmetros, a mistura estratégica ou o coprocessamento em refinarias continuam a ser necessários para alcançar uma condição de drop-in.