Orientador: Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T09:24:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abreu_JoaoCapistranoNobrede_M.pdf: 3369835 bytes, checksum: b9c03fa9e6a32f709124729a7a2c69e6 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O presente trabalho apresenta a modelagem e simulação de um reator de leito fluidizado trifásico aplicado ao hidroprocessamento de óleos pesados e resíduos de destilação. Duas reações principais foram consideradas no desenvolvimento do modelo, o hidrocraqueamento e a hidrodemetalização tendo sido a primeira considerada como exclusivamente térmica e a segunda como catalítica. O grau de mistura do reator foi representado de duas maneiras distintas. Inicialmente, considerou-se o sistema como formado por vários CSTRs hipotéticos em série, e em seguida como tendo o comportamento de um PFR com dispersão axial. As variáveis hidrodinâmicas foram estimadas pelo uso de correlações presentes na literatura e a alimentação foi caracterizada pelo uso do simulador comercial HYSIM. Os resultados obtidos foram analisados com respeito à teoria apresentada ao longo da dissertação, sendo finalmente feita uma comparação entre os dois modelos usados / Abstract: The present work presellts the modelillg alld simulatioll of a threephase catalytic reactor applied to the hydroprocessing of heavy oils and destillatioll residues. Two main reactions were considered in the development of the model, the hydrocracking and hydrodemetalization. The first was considered as exclusively thermic, and the second as catalytic. The degree of mixture ill the reactor was represellted by two distinct approaches. First the system was cOl1sidered as being composed of a series of CSTRs, alld secolld as a PFR with axial dispersion. The hydrodynamic variables were estimated by correlations available in the literature, and the feed was characterizaed by the commercial simulator HYSIM. The results obtailled were allalyzed with respect to the theory presellt ill this dissertation, alld the two approaches used were compared. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T07:04:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliao_JoaoTeixeira_M.pdf: 4262280 bytes, checksum: e4958b4691aa049152e519aa352bfe47 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O cenário mundial da refinação do petróleo aponta uma oferta crescente de óleos crus pesados e, por outro lado, o mercado de derivados indica uma diminuição na demanda de combustíveis pesados, como o óleo combustível, e um crescimento acentuado na demanda de produtos leves, como a gasolina e o óleo diesel. A crescente preocupação com as questões de natureza ambiental vem pressionando, para que as indústrias de refinação desenvolvam novas tecnologias e aperfeiçoem as existentes, para que haja uma maior eficiência e redução da emissão de poluentes, quando da queima destes combustíveis fósseis. O presente trabalho experimental, realizado em escala de laboratório, apresenta resultados satisfatórios quanto ao processo de conversão de óleo decantado em piche de petróleo, através do tratamento térmico, seguido de destilação e oxidação, como sendo uma alternativa segura tecnicamente para o aproveitamento alternativo de frações pesadas de baixo valor agregado. Desse modo a conversão de cargas residuais das unidades de FCC, torna-se atrativa, uma vez que através desse processo pode-se colocar no mercado nacional produtos de maior valor comercial, como o piche de petróleo, ao mesmo tempo em que as necessidades de derivados são atendidas / Abstract: An analysis of the international oil market indicates an increasing offer and a reducing demand of heavy crude oils. On the other hand, the demand for light fuels like gasoline and diesel oil is continuosly increasing. The global environment concern is pushing the oil companies to develop new technologies and improve the existing ones in order to reduce the polutants emission and increase the combustion of these fuels. This experimental work presents satisfactory results of the conversion of clarified oils producing petroleum pitch. The process is basically composed by a heat treatment followed by a distillation and oxidation steps. It appears as a safe alternative to the use of heavy fraction with low prices In this way, the conversion of the residues generated by the FCC unities becomes feasible and with the possibility to supply the national market with valuable products like the petroleum pitch as well as light fractions / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T13:23:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sugaya_MarcosdeFreitas_M.pdf: 5372251 bytes, checksum: 99bb6cc14a12b37f0b79848af01a6f78 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: A partir do processamento dos resíduos da destilação a vácuo de petróleos diferentes em unidades-piloto de craqueamento térmico, foram obtidas correlações para determinar a qualidade e o rendimento dos produtos (gases, nafta, diesel, gasóleos e resíduo) em função das características da carga e da conversão. As serpentinas das unidades piloto foram simuladas usando estas correlações, e constantes cinéticas foram ajustadas aos dados experimentais. A reação na fase vapor foi desprezada, e a integração das equações diferenciais que representam os balanços de massa e momento foi feita com o algoritmo Runge-Kutta de Fehlberg. A cada passo da integração, eram calculadas a distribuição de fases (com uma equação tipo SRK), as propriedades de transporte, o holdup e a perda de carga. O modelo adaptado para estimar a conversão é de primeira ordem, irreversível, e os seus parâmetros, do tipo Arrhenius, também foram correlacionados com as características da carga. Com o modelo cinético definido, foi codificado umsegundo programa que simula internamente os fornos das unidades de Coqueamento Retardado e Viscorredução, e que também pode ser usado quando não há reação para determinar perda de carga, vaporização, carga térmica e outras propriedades. Sua arquitetura foi desenvolvida prevendo umafutura incorporação ao simulador de processos da Petrobrás - PETROX -, como uma operação unitária do mesmo. As bibliotecas de cálculo deste simulador foram aproveitadas, tendo sido acrescentadas outras possibilidades para cálculo de equilíbrio de fases e propriedades físicas. Vários outros métodos estão disponíveis para cálculo de perda de carga, entalpias e calores específicos, temperatura de parede e regime de escoamento. Os resultados obtidos foram considerados bons quando comparados com dados reais, e o programa resultante será usado no dimensionamento de novas unidades, em estudos para eliminação de problemas operacionais e aumento de capacidade, otimização e controle de processos e etc / Abstract: Correlations to simulate the therrnal cracking of petroleum vacuum residues were developed through pilot plant data analysis. Readion was considered to occur only in the liquid phase, and the correlations determined consider charge properties like specific gravity, viscosity, sulfur content and initial boiling point range to give the yield and quality of products as a function of conversion (350°C-NBP products wt.%). Kinetic parameters were also found as a fundion of charge properties and a computer program was developed to simulate Visbreaker and Coker fired heater operation / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Cesar Benedito Batistella / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T09:50:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_PaulaSbaiteDuartedos_D.pdf: 13184059 bytes, checksum: 1404cab88adf29540b081166a12b3ec9 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Destilação Molecular é um processo de separação que utiliza alto vácuo, temperaturas de operação reduzidas e curta exposição do material à temperatura operacional. O termo resíduo de vácuo (frações pesadas de petróleo) se refere ao fundo da destilação à vácuo, que tem uma temperatura atmosférica equivalente (TAE) acima de 540oC. A determinação da curva de Ponto de Ebulição Verdadeiro (PEV) é bem estabelecida para frações de petróleos que alcançam o PEV de aproximadamente 565oC por meio da Sociedade Americana de Testes e Materiais. Para temperaturas mais elevadas, não existe, ainda, um método padronizado. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método novo e apropriado para estender a curva PEV para ser utilizada na caracterização de resíduos de vácuo de petróleos pesados. Por meio de um destilador molecular de filme descendente, experimentos foram realizados usando frações pesadas de petróleos brasileiros, onde as temperaturas operacionais foram aumentadas sistematicamente. As frações obtidas em cada uma das temperaturas pré-estabelecidas foram coletadas, quantificadas e caracterizadas para ambas as correntes do destilador. Com uma melhor caracterização dos petróleos brasileiros, que são considerados pesados, será possível aumentar os rendimentos operacionais nas refinarias, além da obtenção de produtos de alto interesse comercial. De acordo com os resultados obtidos, foi possível estender a curva PEV através do processo de Destilação Molecular com boa precisão utilizando a correlação FRAMOL desenvolvida. Isto é de extrema importância, uma vez que permite definir melhores estratégias e condições operacionais para o processamento de petróleo, representando um progresso considerável na análise de frações pesadas de petróleo. Os desenvolvimentos realizados nesse trabalho são muito importantes desde que nenhuma metodologia padronizada está disponível para cálculo da curva PEV estendida e devido à grande quantidade de petróleo pesado encontrado hoje / Abstract: Molecular Distillation is a separation process which explores high vacuum, operation at reduced temperatures and brief exposition of the material to the operating temperature. The term vacuum residue (heavy petroleum fractions) refers to the bottom of the vacuum distillation, which has an atmospheric equivalent temperature (AET) above 540oC. The determination of the True Boiling Point (TBP) curve is well established for petroleum fractions that reach the TBP up to 565°C by the American Society for Testing and Materials (ASTM). Even so, for higher temperatures, these does not exist a standard methodology as yet. The objective of this work is to develop a new and more appropriated method to extend the TBP curve in order to use it for characterizing vacuum residue of heavy petroleum. Through falling film molecular distillator, experiments were carried-out using heavy fractions of Brazilian petroleum, where operating temperatures were increased systematically. The fractions obtained in each one of the pre-established temperatures were collected, quantified and characterized for both streams of the distillator. With a better characterization of the Brazilian petroleum, which is considered heavy, it will be possible to increase the operational yields in refineries, besides obtaining products of greater commercial interest. Regarding the results obtained, it is possible to extend the TBP curve through Molecular Distillation process with very good precision using the FRAMOL / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Cesar Benedito Batistella / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T12:03:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_EricaRobertaLovo_M.pdf: 1059673 bytes, checksum: 47fe097f3290ef138b0bf4e761b8b464 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A caracterização por meio da curva PEV (Ponto de Ebulição Verdadeiro) é uma das técnicas experimentais mais comuns na determinação das propriedades do petróleo. Esta curva define os rendimentos de diversos derivados de petróleo obtidos em função dos seus pontos de ebulição verdadeiros, fornecendo informações importantes para decisões referentes ao controle dos processos de refinarias e sobre a qualidade do petróleo. Devido ao considerável volume de petróleos pesados e ultrapesados encontrados no Brasil, a extensão da curva PEV a valores acima de 565°C tem sido bastante estudada. O protótipo nacional de destilador molecular de filme descendente, projetado e construído pelo grupo de pesquisa de petróleo do LOPCA/LDPS/FEQ/UNICAMP, é um equipamento de grande potencial, adequado para obtenção da extensão curva PEV e que permite a destilação de produtos de alto peso molecular e termicamente sensíveis, sem degradação dos mesmos. O objetivo geral deste trabalho foi obter experimentalmente cortes e resíduos de dois resíduos nacionais de petróleo, utilizando o protótipo nacional de destilador molecular. A extensão da curva PEV, para os resíduos de petróleo, foi realizada a partir dos dados operacionais do destilador molecular e da correlação DESTMOL, onde as temperaturas operacionais do destilador molecular foram convertidas em pontos de ebulição verdadeiros. Através da destilação molecular foi possível estender a curva PEV até valores próximos a 700 ºC com coerência e continuidade em relação à curva PEV padrão. Além disso, uma quantidade de matéria-prima que estava sendo tratada como resíduo pôde ser recuperada. / Abstract: The characterization through TBP (True Boiling Point) curve is one of the most common experimental techniques for determination of petroleum properties. This curve defines the yield of petroleum products as function of their true boiling points, supplying important information on decisions of refinery process control and on the quality of the produced oil. Due to the considerable volume of heavy and extra heavy oils that has been found in Brazil, the extension of TBP above 565 ºC has been studied. A suitable high potential equipment to obtain the extension of TBP curve is a national falling film molecular distiller prototype that was designed and built up by the oil research group of LOPCA/LDPS/FEQ/UNICAMP, which is appropriated for distillation of products of high molecular weight and thermally sensitive, without their degradation. The aim of this work was to obtain experimentally cuts and residues from two national petroleum fractions, using the national molecular distiller prototype. The extension of TBP curve for petroleum residues fractions was made from the molecular distiller data and the DESTMOL correlation. The operating temperatures of the molecular distiller were converted in the corresponding true boiling points in this correlation. Through molecular distillation process it was possible to extend the TBP curve up to temperatures close to 700 ºC with consistency and continuity related to the standard TBP curve. In addition, a quantity of raw material that was being treated as waste could be recovered. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T23:23:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BallesterosHernandez_JulieAndrea_M.pdf: 3088134 bytes, checksum: 03f5c64c7a7a1911ed1a4ba1fa545659 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A realidade brasileira contempla a presença de óleos pesados e a demanda por produtos mais leves na indústria petrolífera vem aumentando. Assim, as refinarias tendem a converter uma parte de seus resíduos em frações leves. No caso do petróleo brasileiro, a diferença na quantidade e na qualidade dos resíduos da coluna de vácuo requer desenvolvimento no sentido de agregar valor a eles e também atender à citada demanda. Uma caracterização mais detalhada destes materiais é, então, necessária e também importante para se definir rotas otimizadas de processamento. A presente dissertação tem como objetivo contribuir com o desenvolvimento de uma metodologia para a caracterização de frações pesadas e ultrapesadas de petróleos nacionais por meio da determinação e estimativa de algumas propriedades físico-químicas do petróleo fundamentais, ainda, para o desenvolvimento da modelagem do processo de destilação molecular, processo que foi usado para a geração de cortes e resíduos. Neste contexto, foram realizados experimentos no destilador molecular com resíduos pesados de um petróleo brasileiro a diferentes temperaturas, as quais foram aumentadas sistematicamente. Os cortes e os resíduos obtidos na destilação foram coletados, quantificados e caracterizados para ambas as correntes do destilador. Com os resultados dos experimentos foi possível determinar a curva de pontos de ebulição verdadeiros e proceder com sua extensão até valores próximos a 700°C utilizando a correlação DESTMOL e contribuir na modelagem e simulação do processo de destilação molecular por meio da determinação ou estimativa de propriedades físico-químicas como a densidade, a massa molar, o calor específico, a entalpia, a viscosidade, a condutividade térmica e as propriedades críticas. / Abstract: The Brazilian reality includes the presence of heavy oil and the demand for lighter products in the oil industry is increasing. Thus, refineries tend to convert a portion of their residues in light fractions. In the case of Brazilian oil, the difference in the quantity and quality of residues of the vacuum column requires development to add value to them and also to meet the demand. A detailed characterization is necessary and important before setting optimized routes for processing. This dissertation aims to contribute with the development of a methodology for the characterization of heavy fractions of national petroleum through the determination and estimation of some physicochemical properties of petroleum fundamental, still, for the development of the modeling of the molecular distillation, a process that was used for generation of cuts and residues. In this context, experiments were performed in a molecular distiller with heavy fractions of a Brazilian oil at different temperatures, which were increased systematically. The cuts and the residues obtained in the distillation were collected, quantified and characterized for both distiller streams. With the experimental results, the true boiling point curves were determined using the DESTMOL correlation, along with the extension of the curve to values close to 700°C. These results contributed to the modeling and simulation of the molecular distillation process by the determination or estimation of physicochemical properties as density, molar mass, specific heat, enthalpy, viscosity, thermal conductivity and critical properties. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T21:48:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Winter_Alessandra_M.pdf: 1498368 bytes, checksum: d1d4e8f4e6ae77f7e8b03de75e95568d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: No Brasil, grandes reservas de petróleo encontradas são de óleos pesados. As altas viscosidades destes óleos dificultam a exploração, escoamento, transferência, processamento primário e refino. Se por um lado, a realidade brasileira de óleos pesados é grande, por outro, a necessidade por produtos mais leves na indústria petrolífera vem aumentando e isto exige novos desenvolvimentos, de forma a agregar valor a estes produtos. Dentro deste contexto, a presente dissertação de mestrado tem como objetivo geral o desenvolvimento de metodologia para caracterização de frações ultra pesadas de petróleo nacional através da tecnologia de destilação molecular. Para atingir este objetivo, foram realizadas as seguintes etapas: familiarização com o processo de destilação molecular, incluindo experimentos com óleos lubrificantes, a fim de se estabelecer metodologia robusta para o funcionamento do equipamento; condução dos experimentos com dois tipos de resíduos de petróleo utilizando o destilador molecular de filme descendente, obtendo-se as frações ultra pesadas; caracterização dos destilados e resíduos (frações ultra pesadas) do processo de destilação molecular por diferentes métodos analíticos e determinação da curva de destilação (porcentagem em massa da corrente de destilado em função da temperatura) a partir dos dados experimentais. Desta forma, a caracterização das frações ultra pesadas do petróleo geradas no destilador molecular representará um considerável avanço no sistema de análise destas frações que, como conseqüência imediata, trará um melhor aproveitamento do óleo cru, além de ganhos na qualidade do produto final / Abstract: In Brazil, large petroleum¿s reserves are of heavy oils. The high viscosity of these oils, complicates its exploration, flowing, transfer, primary processing and refining. If by one side, the Brazilian reality of heavy oils is large, in the other, the need for lighter products in industry is increasing and this demands new developments, adding value to these products. Within this context, this work has as objectives: development of a new methodology for heavy fraction characterizations of the national petroleum through the technology of molecular distillation. In order to meet these objectives, the following steps were carried out: familiarization with the molecular distillation process, including experiments with lubricants oils, conduction of experiments with two types of petroleum residue using the falling film molecular distiller, obtaining ultra heavy fractions (distillate and residue); characterization of distillates and residues, from different analytical methods and determination of the distillation curve (mass percentage of distillate in function of temperature). So, the characterization of petroleum heavy fractions generated from the molecular distiller will represent a considerable advance in the analyses of these fractions and, as an immediate consequence, it will upgrade the crude oil, besides the quality gain in the final product / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T03:12:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_EricaRobertaLovo_D.pdf: 2034684 bytes, checksum: b50381e5062bfd908c1e80ed673fd6d9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Com o objetivo de satisfazer a demanda do mercado por derivados de petróleo de alto valor agregado, investimento em tecnologias que envolvem o melhor aproveitamento de petróleos pesados e seus resíduos tem sido realizado. Dentre os processos em desenvolvimento para aumentar a conversão de resíduo e a produção de frações de maior valor comercial destaca-se a destilação molecular, que permite obter cortes e resíduos a temperaturas superiores aquelas alcançadas por métodos padronizados, sem o risco de degradação térmica das amostras. O presente trabalho teve como finalidade o fracionamento de três resíduos atmosféricos e um resíduo de vácuo utilizando o protótipo nacional de destilador molecular, desenvolvido pelo grupo de pesquisa do LOPCA/LDPS/VALPET/UNICAMP, e a determinação das propriedades das frações obtidas para avaliar a qualidade da separação e as características dos produtos. Utilizando planejamento experimental, os efeitos da temperatura de destilação (TDM) e da vazão de alimentação no rendimento da destilação (%D) foram analisados, mostrando que a TDM e a variável mais significativa do processo. Em seguida, os dados operacionais dos experimentos no destilador molecular foram correlacionados por meio da correlação DESTMOL e estendeu-se a curva de Ponto de Ebulição Verdadeiro (PEV) dos petróleos ate valores próximos a 700 °C, com boa continuidade em relação à curva PEV convencional. Além disso, a destilação molecular promoveu ganhos em termos de rendimento de destilado que variaram entre 9,7% e 11,6% para os petróleos estudados. O conjunto de caracterizações das frações de petróleo mostrou que o processamento dos resíduos de petróleo no destilador produziu produtos com diferenças significativas das propriedades em relação à amostra inicial, nos quais os componentes mais pesados foram concentrados nos resíduos da destilação molecular, enquanto os componentes mais leves foram separados na corrente destilada (corte). Logo, o protótipo nacional de destilador molecular mostrou ser adequado para a separação de resíduos de petróleo e para a obtenção de frações com intervalos de temperatura e rendimentos acima dos atingidos pelas destilações padronizadas / Abstract: In order to supply the demand for high value petroleum products, investments in technologies involving the best use of heavy oils and petroleum residues have been carried out. Among the processes in development to increase the conversion of petroleum residues and the production of higher commercial value fractions stands up the molecular distillation process which is able to obtain petroleum cuts and petroleum residues at temperatures higher than those achieved by standard methods, without risk of thermal degradation of the samples. The present work aimed the fractionation of three atmospheric residues and one vacuum residue using the national molecular distiller prototype, developed by the research group of LOPCA/ LDPS/VALPET/UNICAMP, and the determination of the fractions properties to evaluate the quality of separation and the characteristics of the products. Using experimental design, the effects of distillation temperature (TDM) and feed flow rate on the yield of distillation (%D) were analyzed, showing that TDM is the most significant variable of the process. Thereafter, the operational data of the molecular distiller experiments were correlated by DESTMOL and the True Boiling Point (TBP) curve of the oil was extended to temperatures near to 700 ° C, with great continuity related to the conventional TBP curve. In addition, molecular distillation process presented gains in distillate yield that varied between 9.7% and 11.6% for the studied oils. The set of petroleum fractions characterization showed that the processing of petroleum residue in the distiller produced products with significant differences compared to the properties of the initial sample, in which the heavier components were concentrated in the molecular distillation residues, while the lighter components were separated in the distillate stream (cuts). Therefore, the national molecular distiller prototype demonstrated to be suitable for the petroleum residues separation and for obtaining fractions with temperature ranges and distillate yields above of the achieved by standard distillations / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutora em Engenharia Quimica

Orientador: Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:05:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Detoni_MichelleMaria_M.pdf: 2467396 bytes, checksum: 65e67e350e0e67e186f6b32d6bea76ac (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O processo de hidrotratamento é considerado estratégico para o aproveitamento de cargas residuais e de óleos pesados. Particularmente de grande interesse é a remoção do enxofre, devido à presença deste em maior quantidade nas cargas mais pesadas, às restrições ambientais cada vez mais severas e a melhoria na qualidade dos produtos finais. Este trabalho apresenta a simulação e otimização comparativa entre dois reatores de hidrodessulfurização (HDS), um de leito fixo e outro de leito fluidizado, que processam resíduo de destilação à vácuo de óleo Marlim. O processo de hidrodessulfurização de óleos pesados é conduzido em condições severas de temperatura e pressão, na presença de excesso de hidrogênio e um catalisador. Inicialmente foram construídos os modelos determinísticos para os dois reatores, leito fixo e fluidizado, através de aproximações com modelos de reatores ideais, PFR e CSTR respectivamente. Foi utilizado um modelo cinético de primeira ordem devido à facilidade de manipulação matemática e o fato da correlação com dados experimentais ser suficientemente boa para este caso. O sistema operacional necessário para cada um deles foi esquematizado e dimensionado, baseando-se numa alimentação de 500 m3/dia para o reator de leito fluidizado e 545,45 m3/dia para o reator de leito fixo. A partir daí foram obtidas as funções custo para cada um dos sistemas, com base em correlações da literatura. Foi encontrado, através da simulação e otimização comparativa, que o tipo de reator mais adequado para o exemplo estudado é o de leito fixo, porque este apresenta uma eficiência maior. Também foi verificado que a temperatura e os gastos com energia são os fatores de maior influência na função custo / Abstract: The hydrotreating process is considered strategical for the oil industry. In recent years, the availability of heavy crude oils and the need of its exploitation has increased. The removal of sulphur is particularly of great interest - due to its presence in great amounts in heavy oils - to reduce corrosiveness. Also, environmental restrictions are more severe, requiring the improvement in the final product quality. This work presents the simulation and comparative optimisation between two reactors for hydrodesulfurisation (HDS) of Marlim oil vacuum residue: a fixed bed and a fluidized bed. The hydrodesulfurisation process is performed in severe operating conditions of temperature and pressure, in the presence of excess hydrogen and a catalyst. In this study initially, deterministic models for the two reactors, fixed and fluidized bed, were tested, regarding ideal models, the PFR and the CSTR, respectively. A first order kinetic model was used, due to the availability of an empirical correlation obtained with experimental data for this particular residue. The required operational system for each reactor was defined and designed, based on a 500 m3/day feed for the fluidized bed reactor and a 545.45 m3/day feed for the fixed bed reactor. The cost functions were obtained for the systems, from literature. It was found, through the simulation and comparative optimisation, that the more suitable type of reactor for the case studied is the fixed bed, because of its bigger efficiency. Also, it was found that the temperature is the factor of bigger influence in the cost function / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T00:25:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lodi_Leandro_M.pdf: 2994476 bytes, checksum: 76d1a0310770d2c2352f95d0f41c04af (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A crescente demanda por óleos leves nas últimas décadas está forçando a indústria de petróleo a desenvolver processos novos e mais eficientes, além de adaptar e otimizar os existentes no processamento dos óleos crus pesados, extra-pesados e seus resíduos. A extração com diferentes solventes na região do supercrítico apresenta-se como alternativa técnica potencialmente viável quando comparada à extração convencional. O uso do fluido supercrítico possui algumas vantagens como: maior rendimento, melhor qualidade do produto óleo desasfaltado (ODES) e do asfalto, bem como a acessibilidade de recuperação do solvente. Entretanto, um importante passo no estudo destes processos, para viabilização industrial, têm-se os testes em escala piloto, nos quais se inicia a definição das variáveis de processo e econômicas. Os processos piloto fazem parte de etapas importantes para definição da viabilidade ou não de um processo, fornecendo, ainda, importantes dados para as avaliações de segurança do processo e estabelecimento das salvaguardas, as quais estabelecerão um processo seguro para operadores e instalações. Neste trabalho é apresentada uma proposta de montagem de unidade piloto para processo de desasfaltação em diferentes condições de operação. Tal processo servirá para pesquisa de novas alternativas com possibilidade de variações das condições de processo: temperatura, pressão e composição. O processo possibilitou que os resultados obtidos por meio dos experimentos sejam confiáveis e passíveis de implantação em processo industrial em grande escala / Abstract: The increase demand for light oils in the last decade is carrying to the petroleum industry to develop new processes and more efficient, besides to adapt and to optimize the existent process related to the crude oil (being heavy and extra - heavy) and its fractions obtained from distillation processing. Extraction process with different solvents in the supercritical area represents an alternative technique potentially viable when compared to conventional extraction. The supercritical fluid has specific advantages such as: higher yield, better quality of deasphalted oil and the asphalt, and also, the solvent recovery. Furthermore, experimental trials in a pilot scale are considered important tool to study these processes in terms of the operating and economic variables. In accordance to Seider and co-workers (2003), processes in pilot scale make part of the important steps for feasibility definition or not of them. In addition, the pilot process provides significant data for safe process and safety-guard evaluation, to apply in the safety of people and locations. In this work is presented a proposal for assembling a deasphalting pilot unit which will be operated at different conditions (temperature and pressure) in the normal region (related to liquid phase) and supercritical region. This study allowed to obtain important results regarding to screening variables of the deasphalting process. In the same sense, results showed that collected data are reliable and they might be used for the implantation in a large scale of the process / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química