Desenvolvimento de modelos para torre de vácuo de refinaria de petróleo: da abordadgem robusta ao treinamento de operadores

Autor(es)

Rodolfo Balthazar Vadinal

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
• Data de defesa: 2011-01-07

Membros da banca

Maria Regina Wolf Maciel; Antônio Carlos Luz Lisbôa; Rosângela Barros Zanoni Lopes Moreno

• Orientador: Maria Regina Wolf Maciel

Resumo

Nos últimos dois anos, o Brasil vem estampando as manchetes dos principais veículos de comunicação mundiais com os anúncios das novas descobertas de reservatórios de petróleo na camada do Pré-Sal. Enormes investimentos estão sendo direcionados para viabilizar a exploração e a produção de petróleo em profundidades ultra-profundas. Enquanto isso, as refinarias brasileiras (e mundiais) se ajustam às características dos óleos processados atualmente: cada vez mais pesado e com maiores teores de contaminantes. Para atender às crescentes demandas das indústrias e mercados consumidores, os processos de refino de fundo de barril, dentre os quais se destaca a unidade de craqueamento catalítico (FCC), ganham importância. O craqueamento catalítico converte frações pesadas em frações mais leves e de maior interesse industrial. A principal unidade de uma refinaria que fornece as matérias-primas necessárias para o funcionamento do FCC é a unidade de destilação a vácuo (UDV), usadas para recuperar frações de óleo pesadas, especialmente o gasóleo de vácuo leve (GOL) e o gasóleo de vácuo pesado (GOP). A torre de vácuo é utilizada para o processamento de óleos pesados e ultrapesados, fazendo uso de pressões sub-atmosféricas para evitar a decomposição térmica dos constituintes do petróleo. Apesar do desenvolvimento e avanço tecnológico das refinarias, modelos computacionais que permitam uma análise mais detalhada para melhorar a compreensão do funcionamento da torre de vácuo são necessários. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é apresentar novos esquemas computacionais para a representação da torre de vácuo, realizando um procedimento de análise de sensibilidade das variáveis de processo e identificando um novo ponto operacional que maximize a produção de gasóleos de vácuo (GVAC). A metodologia proposta neste projeto consiste na utilização de três resíduos atmosféricos (RAT) de diferentes características e na implementação da UDV no simulador de processos Aspen Plus, versão 22.0. Para representar a torre de vácuo, fez-se uso de quatro colunas de destilação a vácuo distintas, cada uma representando, do topo para a base: seção de retirada de GOL; seção de retirada de GOP; zona de lavagem; e seção de esgotamento. Após a implementação da torre e a criação de especificações para os produtos GOP e GOL, foi realizada uma análise de sensibilidade para avaliar a influência das variáveis operacionais no processo de recuperação do RAT. Os parâmetros estudados foram: injeção de vapor de retificação; vazão e temperatura do refluxo circulante da seção de retirada de GOL e de GOP; vazão de óleo de lavagem; vazão de hot reflux; vazão de sobrevaporizado; porcentagem de entrainment e temperatura do forno. Para um RAT particular foi possível aumentar a produção de GVAC em até 14%. O desenvolvimento dos modelos computacionais e os resultados das simulações são importantes por dois motivos: primeiro, por não serem facilmente encontrados na literatura aberta e, segundo, pela possível utilização no treinamento de operadores (AU)

• Processo FAPESP: 09/12604-2 - Desenvolvimento de modelos para torre de vácuo de refinaria de petróleo: da abordagem robusta ao treinamento de operadores
• Beneficiário: Rodolfo Balthazar Vadinal
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado