SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE DESASFALTAÇÃO A PROPANO

Documentos relacionados
DESASFALTAÇÃO DE RESÍDUOS DE PETRÓLEO EM CONDIÇÕES SUBCRÍTICAS E SUPERCRÍTAS

INTRODUÇÃO À INDÚSTRIA DO PETRÓLEO UNIDADE IV REFINO DE PETRÓLEO

Estudo e Simulação do Processo de Adoçamento de Gás Natural

FLUIDOS SUPERCRÍTICOS NA INDÚSTRIA QUÍMICA: O PROCESSO DE DESASFALTAÇÃO A PROPANO

INFLUÊNCIA DA PRESSÃO EM UMA DESTILAÇÃO AZEOTRÓPICA

UTILIZAÇÃO DE UM SOFTWARE GRATUITO PARA ANÁLISE E PROJETO DE COLUNAS DE DESTILAÇÃO

EFEITO DA PRESSÃO SOBRE DINÂMICA E CONTROLE DE COLUNA DE DESTILAÇÃO COM RETIRADA LATERAL

PROMOVE- PROCESSOS DE SEPARAÇÃO. Extração

Faculdade de Engenharia Química (FEQUI) Operações Unitárias 2 4ª Lista de Exercícios (parte B Extração Líquido-Líquido)

OBTENÇÃO DE FRAÇÕES DE PETRÓLEO PELO MÉTODO SARA

CARACTERIZAÇÃO DO QUEROSENE DE AVIAÇÃO EM MISTURA DE PSEUDOCOMPONENTES E SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE HIDRODESSULFURIZAÇÃO

MODELAGEM EMPIRICA PARA MAXIMIZAÇÃO DAVAZÃO DE ALIMENTAÇÃO DE UMA COLUNA FRACIONADORA DE PROPENO

ANÁLISE DE CONTROLADORES EM MALHA ABERTA E FECHADA PARA UMA COLUNA PILOTO DE DESTILAÇÃO

2. Descrição do Problema O Refino de Petróleo

DESENVOLVIMENTO DO PROCEDIMENTO ÓTIMO DA PARTIDA DE UM SISTEMA DE COLUNAS DE DESTILAÇÃO TERMICAMENTE ACOPLADAS

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO SISTEMA ACETONA- METANOL PARA OBTENÇÃO DE METANOL EM COLUNAS DE DESTILAÇÃO

Faculdade de Engenharia Química (FEQUI) Operações Unitárias 2 2ª Lista de Exercícios (parte A) Profº Carlos Henrique Ataíde (julho de 2013)

BALANÇO DE MASSA E ENERGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS LISTA DE EXERCÍCIOS CORRESPONDENTES ÀS AULAS 2 E 3

5º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS

ATMOSFÉRICA E A VÁCUO DE PETRÓLEO

SIMULAÇÃO DO PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DE GÁS NATURAL USANDO O SIMULADOR ASPEN PLUS

Cálculo Flash de Fluidos Representativos de Reservatórios do Pré- Sal Visando Posterior Medidas PVT

PQI 3103 LISTA DE EXERCÍCIOS II 2018 BALANÇOS MATERIAIS SISTEMAS EM REGIME PERMANENTE SEM REAÇÕES QUÍMICAS

USO DO SOFTWARE HYSYS PARA SIMULAÇÕES ESTÁTICA E DINÂMICA DE UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO

Minicurso: Introdução ao DWSIM. Prof. Dr. Félix Monteiro Pereira

ESTUDO E ANÁLISE DA MISTURA DE ÁGUA E ETANOL ATRAVÉS DE EQUAÇÕES DE ESTADO.

DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIA PARA O CÁLCULO DE PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS DE PETRÓLEOS PESADOS

OTIMIZAÇÃO ENERGÉTICA DE COLUNAS DE DESTILAÇÃO ATMOSFÉRICA E A VÁCUO PARA PETRÓLEO EM FUNÇÃO DO API DA CARGA

MODELAGEM MATEMÁTICA E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO FORNO DE UMA UNIDADE DE COQUEAMENTO RETARDADO

ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA CURVA PEV NA SENSIBILIDADE DA SIMULAÇÃO DO REFINO DE PETRÓLEO

OTIMIZAÇÃO DOS PARÂMETROS OPERACIONAIS PARA AUMENTAR A RENTABILIDADE DE PROJETOS DE INJEÇÃO DE ÁGUA APÓS O VAPOR EM RESERVATÓRIOS DE ÓLEO PESADO

PROMOVE NOÇÕES DA CADEIA DE PETRÓLEO 1 - INTRODUÇÃO AO PETRÓLEO

PROCESSOS QUÍMICOS DE SEPARAÇÃO

PROMOVE PROCESSOS TÉRMICOS

OBTENÇÃO DE BIOETANOL ANIDRO VIA DESTILAÇÃO EXTRATIVA UTILIZANDO GLICEROL E ETILENOGLICOL COMO SOLVENTES

REDUÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO DO PROCESSO DE DESTILAÇÃO

ABSORÇÃO DE PESADOS DO GÁS NATURAL UTILIZANDO SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

EVOLUÇÃO DAS REFINARIAS

5º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS

DESASFALTAÇÃO E DESMETALIZAÇÃO DOS RESÍDUOS DE DESTILAÇÃO DO PETRÓLEO

ESTUDO DA INJEÇÃO DE VAPOR E SOLVENTE EM RESERVATÓRIOS COM CARACTERÍSTICAS SEMELHANTE AO DO NORDESTE BRASILEIRO

PROPRIEDADES DOS FLUIDOS DE RESERVATÓRIO

MÉTODO DE MCCABE-THIELE REVERSO PARA SIMULAÇÃO DE UNIDADE DE DESTILAÇÃO MULTICOMPONENTE

Estudo das perdas de calor relacionadas a injeção de vapor e solvente C7 em reservatórios de óleo pesado

PROMOVE NOÇÕES DA CADEIA DE PETRÓLEO

PQI 3211 Engenharia de Produção e Processos Químicos O setor de Indústrias Químicas no Brasil

PETRÓLEO Métodos Analíticos empregados em PETRÓLEO

Universidade Federal de Pernambuco, Departamento de Engenharia Química 2

Operações Unitárias Parte II

PQI 3103 Conservação de Massa e Energia

5º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS

O PETRÓLEO COMO FONTE DE ENERGIA

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA VAZÃO DE INJEÇÃO DE VAPOR NO PROCESSO ES-SAGD SEM E COM PERDA DE CARGA E CALOR NO POÇO INJETOR

Química Aplicada. QAP0001 Licenciatura em Química Prof a. Dr a. Carla Dalmolin

AVALIAÇÃO DE CORRELAÇÕES EMPÍRICAS PARA ESTIMATIVA DE PONTO DE CONGELAMENTO DE HIDROCARBONETOS PUROS E FRAÇÕES DE PETRÓLEO

AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DE IGNIÇÃO PARA UTILIZAÇÃO DE PETRÓLEOS PESADOS E ASFÁLTICOS COMO COMBUSTÍVEIS MARÍTIMOS

3.ª ED., IST PRESS (2017) ÍNDICE

Tratador Primário de Petróleo e Gás da Texas do Brasil.

SIMULAÇÃO ROBUSTA DE COLUNAS DE DESTILAÇÃO NA PLATAFORMA EMSO

EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR DE SISTEMA AQUOSO COM MONOETILENOGLICO À 650 mbar

Química Professora: Raquel Malta 3ª série Ensino Médio FONTE DE HIDROCARBONETOS

OTIMIZAÇÃO DO TEMPO DE INJEÇÃO DOS BANCOS DE VAPOR E SOLVENTE EM RESERVATÓRIO DO NORDESTE BRASILEIRO

ADITIVOS QUÍMICOS OBTIDOS A PARTIR DO ÓLEO DE CRAVO DA- ÍNDIA E SEU EFEITO SOBRE A INIBIÇÃO DA PRECIPITAÇÃO DOS ASFALTENOS

Fluxogramas de Processos Químicos. Manoel Méndez Instrumentação e Controle de Processos Químicos 9º EGQ

Introdução. Os compostos que não são classificados como hidrocarbonetos concentram-se nas frações mais pesadas do petróleo.

ESTUDO EXPERIMENTAL DOS EQUILÍBRIOS ENTRE FASES COM APLICAÇÃO COMPUTACIONAL PARA O ENSINO DE TERMODINÂMICA PARA ENGENHARIA

Propriedades dos fluidos Aula 2

PRECIPITAÇÃO DE ASFALTENOS UTILIZANDO FLUIDOS PRESSURIZADOS

Perspectivas para os Óleos Grupo III. Cristiano Albanez Maio, 2015

PRODUÇÃO DE UMA INTERFACE GRÁFICA (SOFTWARE ACADÊMICO) PARA SIMULAÇÃO DE UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO

5 Resultados de Campo

4 Produtos do Petróleo

Dessolventização e Tostagem do Farelo de Soja: Simulação e Análise Utilizando o HYSYS

OTIMIZAÇÃO DO MÉTODO SARA E APLICAÇÃO DE CORRELAÇÕES MATEMÁTICAS PARA A CARACTERIZAÇÃO DE ÓLEOS CRUS

SIMULAÇÃO DA DESTILAÇÃO DO PRODUTO OBTIDO A PARTIR DO CRAQUEAMENTO DE ÓLEO DE PALMA EMPREGANDO O SIMULADOR ASPEN HYSYS.

IMPLEMENTAÇÂO DE UM SISTEMA DE CONTROLE MPC PARA UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO NA SEPARAÇÃO DE PROPANO-PROPENO

ANÁLISE TECNO-ECONÔMICA USANDO O MÉTODO DE COMBUSTÃO IN-SITU PARA RESERVATÓRIOS DE ÓLEOS PESADOS

ANÁLISE DA SENSIBILIDADE DO PROCESSO ES-SAGD EM UM RESERVATÓRIO DE ÓLEO PESADO DO NORDESTE BRASILEIRO

SIMULAÇÃO DE UMA PLANTA DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL

5º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS

ESTUDO COMPARATIVO DE MODELOS DE COEFICIENTES DE ATIVIDADE DA FASE LÍQUIDA PARA SEPARAÇÃO DA MISTURA ETANOL-ÁGUA

Sumário. Apresentação... Prefácio... Lista de Variáveis...

(8) Isolamento e Purificação do Limoneno II

Faculdade de Engenharia Química (FEQUI) Operações Unitárias 2 2ª Lista de Exercícios (parte B) Profº Carlos Henrique Ataíde (agosto de 2013)

Combustíveis Derivados do Petróleo

6 Viscosidade de frações pesadas de petróleo

Prof: Francisco Sallas

CARACTERIZAÇÃO DE CORRENTES DE RESÍDUOS PESADOS DE PETROLEOS OBTIDAS PELO PROCESSO DE DESTILAÇÃO MOLECULAR

ESTUDO DA INTEGRAÇÃO ENERGÉTICA DE UMA UNIDADE DE DESTILAÇÃO ATMOSFÉRICA E A VÁCUO

PQI 3221 Cinética Química e Processos Ambientais

2 o CONGRESSO BRASILEIRO DE P&D EM PETRÓLEO & GÁS

PROJETO DE BANCADA EXPERIMENTAL PARA ANALISAR O ESCOAMENTO BIFÁSICO LÍQUIDO-GÁS EM UMA TUBULAÇÃO HORIZONTAL

UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

ESTUDO DA COMBUSTÃO IN-SITU EM RESERVATÓRIOS COM CARACTERÍSTICAS DO NORDESTE BRASILEIRO

EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO DO SISTEMA BUTANOL - LIQUIDO IÔNICO (PRÓTICO) - ÁGUA PARA APLICAÇÕES EM MEMBRANAS ELETROLÍTICAS DE CÉLULAS A COMBUSTÍVEL

Curso de Engenharia Química. Prof. Rodolfo Rodrigues

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE UMA COLUNA DE DESTILAÇÃO PARA A SEPARAÇÃO DA MISTURA BTX BASEADA NA RESOLUÇÃO DO SITEMA DE EQUAÇÕES MESH.

DESEMPENHO DE COLUNAS DE DESTILAÇÃO NA OBTENÇÃO DE ÓLEOS LUBRIFICANTES

OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE DESTILAÇÃO EM PLANTA PILOTO PARA PRODUÇÃO DE BIOETANOL HIDRATADO

CRAQUEAMENTO TÉRMICO DE ÓLEO DE FRITURA: UMA PROPOSTA DE MECANISMO CINÉTICO COM BASE EM AGRUPAMENTOS DE COMPOSTOS

Transcrição:

SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE DESASFALTAÇÃO A PROPANO R. A. de SOUZA¹, A. A. de OLIVEIRA¹, V. O. CARDENAS C.² 1 Universidade Metodista de Piracicaba, Faculdade de Engenharia, Arquitetura e Urbanismo 2 Universidade Federal de São Paulo, Departamento de Engenharia Química E-mail para contato: roniel.souza@gmail.com RESUMO O processo de desasfaltação à propano líquido permite a extração e recuperação de frações oleosas que podem ser utilizadas na produção de compostos mais nobres. A carga que alimenta a unidade de desasfaltação é conhecida como resíduo de vácuo (RV), rica em compostos asfaltênicos, na qual ainda existem compostos oleosos. O solvente usado na extração é o propano ou uma mistura de hidrocarbonetos de baixa massa molar (propano e butano). Dessa maneira a unidade de desasfaltação tem como finalidade recuperar de um resíduo uma fração mais leve (óleo desasfaltado ODES), separando-a de uma fração mais pesada (resíduo asfáltico RASF). Sendo assim, o processo estudado visa obter dados de processo através do simulador comercial Aspen Plus. Variáveis como temperatura, pressão e relação óleo/solvente serão estudadas, a fim de encontrar a melhor configuração para o extrator. O modelo termodinâmico usado é o PSRK (PredictiveSoave-Redlich-Kwong) o qual permite trabalhar em condições elevadas de temperatura e pressão, assim como, usar componentes complexos como os resíduos de petróleo. Os resultados obtidos mostram que o modelo termodinâmico comportou-se de maneira eficaz, conseguiu-se uma separação de componentes leves (ODES) no topo da extratora e componentes pesados no fundo (RASF). 1. INTRODUÇÃO Antes da descoberto do pré-sal,as refinarias encontravm dificldades no processamento dos óleo pesados, comumente encontrados no Brasil. Sendo assim, a indústria de petróleo foram forçadas a pesquisar e desenvolver novos processos de refino aplicáveis a óleos crus e resíduos cada vez mais pesados, objetivando-se a obtenção dos produtos finais de refino com maior qualidade e obedecendo as especificações da legislação vigente. Durante as últimas duas décadas, a qualidade média do petróleo derivado das refinarias tem diminuído aproximadamente 2 pontos na escala API, acompanhado de um aumento de sólidos inorgânicos, metais pesados e heteroátomos (Speight, 1999). Algumas refinarias enfrentam desafios ao processar óleos pesados (baixo Grau API) devido a suas características serem diferentes dos óleos comumente processados (óleo leves, elevado Grau API). O processo de desasfaltação de resíduo de vácuo ou atmosférico se mostra uma alternativa eficaz para a separação do asfalto do óleo lubrificante em comparação com o processo tradicional de desasfaltação através de extração líquido-líquido utilizando éter de petróleo como solvente.

Em 1936, Wilson et al. desenvolveram um processo de separação baseado no equilíbrio de fases que se tornou a base para o processo de desasfaltação a propano, ainda hoje em uso no refino de óleos lubrificantes. Embora o processo não seja de extração supercrítica conceitualmente falando, ele faz uso da mudança do poder de solvência de um líquido nas vizinhanças de seu ponto crítico. Uma vez que as características do propano como solvente podem ser drasticamente alteradas no espaço pressão-temperatura, este solvente pode ser usado seletivamente para separar uma mistura de óleo lubrificante em parafina, asfalto, produtos pesados, naftênicos, corpos coloridos e no produto desejado (óleo lubrificante leve). O objetivo desse trabalho é simular um processo de desasfaltação utilizando propano como solvente extrator, variando as condições de pressão e temperatura de modo a explorar as propriedades do propano na fase líquida. Para isso, simulações foram realizadas com o auxílio do software Aspen Plus de modo a caracterizar uma planta virtual de desasfaltação de resíduo de vácuo produzindo óleo desasfaltado (ODES) e Asfalto. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. Manipulação da amostra utilizada Utilizou-se para o desenvolvimento do trabalho o software de simulação de processos ASPEN PLUS 7.3; o modelo termodinâmico PSRK (Predictive Soave-Redlich-Kwong) foi escolhido devido à flexibilidade de predizer as propriedades físicas dos componentes estudados. A Tabela 1 apresenta os pontos de ebulição em função da porcentagem de destilado do petróleo estudado (grau API 12,3) (Henriques, 2011). A partir destes dados foi possível gerar a curva PEV do petróleo a ser estudado, a qual é observada na Figura 1. Tabela 1 Ponto de ebulição em função da % de destilado. Temperatura de Ebulição (ºC) % de destilado volumétrico 239,8 5 262 10 354,8 20 395,1 30 465,5 40 506 50 549 60 592,1 70 688,1 85 718 90

Figura 1 Curva PEV do Petróleo. Temperatura (C) 250,0 300,0 350,0 400,0 450,0 500,0 550,0 600,0 650,0 700,0 750,0 curva PEV 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0 65,0 70,0 75,0 80,0 85,0 90,0 % Destilado (ml) A partir da curva PEV da amostra, foi possível gerar no simulador os pseudocomponentes do petróleo. O simulador utiliza as correlações de Riazi e Daubert (1980) para cálculo das propriedades críticas dos pseudocomponentes. A caracterização do resíduo de petróleo ( Crude Assay ) foi realizada a partir da definição dos pseudocomponentes e suas propriedades. 2.2. Planta virtual Considerou-se o processo em estado estacionário, no qual espera-se a obtenção de duas correntes de saída, ODES e RASF, que podem ser observadas no fluxograma de processos (Figura 2). Figura 2 Fluxograma de processo da planta virtual de desasfaltação. A Tabela 2 traz os principais parâmetros operacionais ajustados para a coluna extratora de desasfaltação.

Tabela 2 Principais parâmetros operacionais da coluna de desasfaltação Parâmetros Descrição Nº de estágios ideais (N) 10 Tipo de operação Contra-corrente Troca térmica Adiabático Pressão de operação 36 bar Temperatura do topo 75,42ºC Temperatura do fundo 71,01ºC Vazão de resíduo 250 kg/h Vazão de solvente 600 Kg/h Após a desasfaltação, as correntes de topo e fundo do extrator precisam passar por processos de troca térmica e descompressão para poder obter o produto final livre de solvente. 3. RESULTADOS A seguir são apresentados alguns resultados obtidos nas simulações na forma de figuras e tabelas. A Figura 3 apresenta a curva PEV das respectivas correntes de saída (ODES e RASF). Figura 3 PEV das correntes de saída ODES e RASF. Na Figura 4 observa-se que houve a geração de duas correntes com pontos de ebulição diferentes. A PEV do ODES encontra-se na parte inferior, caracterizando uma corrente com compostos leves em relação a curva PEV do RASF, que aprestam pontos de ebulição mais elevadas. A Figura 4 apresenta a obtenção de ODES em relação vazão de solvente.

Figura 4 Obtenção de ODES com o aumento da vazão de solvente. A Figura 4 mostra a influência da vazão do solvente em relação a obtenção de ODES, percebe-se que conforme aumenta vazão de solvente a extração de ODES é maior até alcançar aproximadamente 3000 kg/h. Cabe ressaltar que esta relação depende do petróleo ou resíduo utilizado. As Tabelas 3 e 4 apresentam respectivamente alguns resultados obtidos, comparando as duas correntes de saída, bem como o rendimento mássico da extração. Tabela 3 Caracterização das correntes principais de processo (Produtos) Corrente ODESPURO RASFPURO Vazão mássica (Kg/h) 125,9 82 Massa molar médio (MW) 230,9 426,4 API 24,0 6,4 Viscosidade (cp) 0,9 7,1 Na Tabela 4, observam-se os rendimentos em massa para cada corrente de saída do processo. Tabela 4 Rendimentos finais do processo Parâmetros Rendimento em massa (%) Rendimento ODES 62,95 Rendimento Asfalto 41 % solvente recuperado 0,988

4. CONCLUSÕES Pureza solvente recuperado 0,999 Conclui-se que o processo de desasfaltação de resíduos pesados usando propano como solvente é eficiente na remoção de asfalto e componentes pesados de um petróleo pesado ou resíduo de vácuo para produção de óleo desasfaltado. O propano pode ser avaliado como um ótimo solvente a ser usado na desasfaltação já que suas propriedades de solubilização e seletividade podem ser vastamente exploradas de acordo com seu estado físico, trabalhandose com propano líquido, quase-crítico e supercrítico durante o processo. 5. REFERÊNCIAS HENRIQUES, B. C. Caracterização Prévia de Petróleo com vistas à Otimização de Processos. Tese de Doutorado, FEQ/Unicamp, Campinas, SP, 2011. RIAZI, M. R.; DAUBERT, T. E. Simplify Property Predictions. Hydrocarbon Processing, v. 59, n.3, p.115-116, 1980. SPEIGHT, J. G., The chemistry and technology of petroleum. 1999, New York.: Marcel Dekker. 12 WILSON, R. E.; KEITH, P. C.; HAYLETT, R. E. Liquid-propane use in dewaxing, desasphalting, and refining heavy oils. Ind. Eng. Chem., v.28, p.1065-1078, 1936.