Tesi etd-10202021-155057 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
MARCHETTI, ANDREA
URN
etd-10202021-155057
Titolo
Ottimizzazione multiobiettivo economico-ambientale del processo HDA
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA CHIMICA
Relatori
relatore Puccini, Monica
relatore Pannocchia, Gabriele
controrelatore Vitolo, Sandra
relatore Pannocchia, Gabriele
controrelatore Vitolo, Sandra
Parole chiave
- approccio integrato
- HDA process
- integrated approach
- LCA
- Life Cycle Assessment
- multiobjective optimization
- ottimizzazione multiobiettivo
- processo HDA
- sostenibilità
- sustainability
Data inizio appello
26/11/2021
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
26/11/2091
Riassunto
Il presente lavoro di tesi si colloca nell’ambito dello sviluppo sostenibile, all'interno del quale la sostenibilità di un processo chimico è un concetto che trova ampio spazio e necessita di un approccio integrato tra ambiente, economia e società.
La simulazione di processo risulta uno strumento utile da affiancare all’analisi del ciclo di vita (LCA) nell’eco-design dei processi chimici, in modo da valutare sia dal punto di vista economico che ambientale le alternative proposte. Un ulteriore strumento da poter utilizzare è l'ottimizzazione multiobiettivo, che permette di ottimizzare le funzioni desiderate in rapporto alle variabili chiave di processo identificate.
Scopo di questo lavoro è quello di coniugare la simulazione di processo e l’analisi LCA con un metodo di ottimizzazione, al fine di mostrare come le decisioni sulle variabili operative di un processo chimico possano essere prese trovando un punto ottimale tra indicatori ambientali ed economici, spesso in contrasto tra di loro.
Dopo un’accurata ricerca in letteratura è stato scelto come oggetto dello studio il processo di idrodealchilazione del toluene per la produzione di benzene (processo HDA). Tale processo è stato simulato accuratamente sul software di modellazione di processo UniSim Design e successivamente è stata effettuata l’analisi LCA in accordo con la metodologia standard definita nella normativa ISO 14040/14044. La valutazione degli impatti è stata effettuata mediante il software di modellazione ambientale SimaPro.
Si è proceduto quindi all’ottimizzazione, identificando le variabili chiave e valutando il loro effetto sugli obiettivi ambientali (identificati tramite categorie d'impatto midpoint) ed economici (identificati tramite i costi operativi del processo) considerati, andando a valutare quale set di variabili permette di ottenere il miglior compromesso.
La simulazione di processo risulta uno strumento utile da affiancare all’analisi del ciclo di vita (LCA) nell’eco-design dei processi chimici, in modo da valutare sia dal punto di vista economico che ambientale le alternative proposte. Un ulteriore strumento da poter utilizzare è l'ottimizzazione multiobiettivo, che permette di ottimizzare le funzioni desiderate in rapporto alle variabili chiave di processo identificate.
Scopo di questo lavoro è quello di coniugare la simulazione di processo e l’analisi LCA con un metodo di ottimizzazione, al fine di mostrare come le decisioni sulle variabili operative di un processo chimico possano essere prese trovando un punto ottimale tra indicatori ambientali ed economici, spesso in contrasto tra di loro.
Dopo un’accurata ricerca in letteratura è stato scelto come oggetto dello studio il processo di idrodealchilazione del toluene per la produzione di benzene (processo HDA). Tale processo è stato simulato accuratamente sul software di modellazione di processo UniSim Design e successivamente è stata effettuata l’analisi LCA in accordo con la metodologia standard definita nella normativa ISO 14040/14044. La valutazione degli impatti è stata effettuata mediante il software di modellazione ambientale SimaPro.
Si è proceduto quindi all’ottimizzazione, identificando le variabili chiave e valutando il loro effetto sugli obiettivi ambientali (identificati tramite categorie d'impatto midpoint) ed economici (identificati tramite i costi operativi del processo) considerati, andando a valutare quale set di variabili permette di ottenere il miglior compromesso.
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