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Modelagem e simulação do craqueamento térmico de frações residuais do petróleo

Processo: 07/03989-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2007
Vigência (Término): 31 de maio de 2008
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Rubens Maciel Filho
Beneficiário:Regina Maria Rodrigues Barros
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil

Resumo

A capacidade que a planta de refino de petróleo possui para converter frações pesadas, de baixo valor agregado, em frações leves tem influencia direta na rentabilidade do refino. A fim de atender a demanda por derivados mais leves e, consequentemente, adequar o perfil do refino ao da demanda do mercado é necessário dispor dos processos de transformação de frações pesadas e resíduos em frações leves e médias. Embora o emprego de processos catalíticos seja crescente, os resíduos da destilação de petróleo continuam sendo craqueados termicamente. Esta forma de conversão de frações residuais e também muito adequada para petróleos pesados e ultra-pesados como os encontrados no Brasil de forma que novas unidades são necessárias para atender a demanda do país. Além disto para atingir alto desempenho operacional levando a menores custos de produção é necessário desenvolver políticas operacionais adequadas para a matéria prima nacional. Para tanto é necessário estudos e investigações dos fenômenos que ocorrem no processo com a elaboração de modelos que permitam reproduzir situações operacionais de forma que extensiva análise possa ser feita com relativamente menores custos e mais rápida quando comparada com estudos puramente experimentais.O objetivo geral deste projeto de doutorado é desenvolver através de modelos determinísticos o principal equipamento do processo de craqueamento térmico: o forno reacional. O simulador que resultará deste trabalho caracteriza-se por seu grande potencial de aplicação, constituindo uma ferramenta bastante útil no projeto de novas unidades, em estudos que visem eliminar problemas operacionais, definir políticas operacionais visando aumentar capacidade de produção e obter informações e servirem como componentes de algoritmos de otimização e controle. Os trabalho constará das seguintes etapas de desenvolvimento:1.Caracterização do sistema reacional através da proposição de mecanismos reacionais com reações predominantes e modelagem do sistema reacional através de pseudo-componentes e lumps.2.Obtenção dos parâmetros cinéticos para o modelo reacional através da utilização de dados experimentais da Petrobrás.3.Desenvolvimento dos modelos matemáticos para Unidades Piloto da Petrobrás através dos balanços de Massa e Energia, Propriedades Físico-Químicas, Perdas de Carga e Cálculo da Distribuição de Fases (Líquida e Gasosa).4.Desenvolvimento de Modelo para Unidade Industrial, considerando os processos no forno de coqueamento retardado e de viscorredução.5.Desenvolvimento dos Simuladores para as Unidades Piloto e Industrial.Os modelos desenvolvidos serão validados com dados da Unidade Piloto da Petrobrás montada no CENPES, Rio de Janeiro, RJ e da Unidade Industrial, especificamente da Refinaria do Planalto-Replan, localizada em Paulínia, SP.