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Previous issue date: 2016-02-25 / CAPEs / Devido à formulação de leis mais rigorosas com relação à preservação do meio ambiente, sobretudo no que diz respeito ao teor de enxofre presente nos combustíveis fósseis, as refinarias de todo o mundo estão sendo desafiadas a adequarem seus processos de refino a condições operacionais mais severas, que permita a produção dos derivados do petróleo de ultrabaixo teor de enxofre. Maior atenção é dada aos destilados intermediários, tais como a gasolina e o óleo diesel, por apresentaram vasta empregabilidade no setor de transporte, que é por sua vez o setor da economia que mais consome combustíveis fósseis. Sendo o derivado de petróleo mais consumido no setor de transportes e responsável por grande parcela da emissão de compostos tóxicos durante a queima em motores de combustão, o óleo diesel é hoje submetido a normas legais que limitam o teor de enxofre para 10 mg/kg, o que torna mais difícil o processamento do destilado, uma vez que o petróleo utilizado está cada vez mais pesado. Diante disso, no presente trabalho uma unidade de hidrotratamento de diesel oriundo de um petróleo pesado foi modelada e simulada em estado estacionário, utilizando o software Aspen HYSYS® como ferramenta computacional, sendo avaliados os principais parâmetros de processos e o desempenho da unidade frente a suas variações, com o objetivo de determinar condições de trabalho que garantissem uma produção de óleo diesel com no máximo 10 mg/kg de enxofre, obtendo simultaneamente um alto rendimento de produção. Inicialmente foram propostas algumas hipóteses e as condições operacionais da unidade com base em dados relatados na literatura. De acordo com as condições de trabalho empregadas, foi possível atingir um óleo diesel tratado com 3,55 mg/kg de enxofre, 3,21 mg/kg de nitrogênio e 0,03 mg/kg de água, alcançando uma recuperação de 81,00 m/m% dos compostos constituintes da faixa de destilação do óleo diesel presentes na carga da unidade. Em conjunto também foi analisado o gasto energético da unidade a fim de se obter uma estimativa da viabilidade econômica do processo, sendo constatado que as utilidades e as colunas conferem os maiores consumos de energia. Com base nas análises de sensibilidade realizadas, ainda foi possível estabelecer a relação entre os resultados analisados em cada seção da unidade e os parâmetros envolvidos no controle dos mesmos. E a partir das respostas obtidas, foi elaborada a otimização do processo a partir da Metodologia de Superfície de Resposta através do emprego do software Statistica, conferindo condições mais eficientes de trabalho, garantindo assim a produção de um óleo mais purificado, contendo cerca de 0,10 mg/kg de enxofre, com maior recuperação dos compostos do diesel (aproximadamente 85,11 m/m%), além de gerar menores gastos energéticos, alcançando uma redução de 16,54 % referente à simulação mantida nas condições padrão de trabalho. Em adição, no caso otimizado ainda foi possível atingir maiores valores de recuperação dos demais cortes de petróleo constituintes da alimentação da unidade. / Due to the development of stricter laws regarding the preservation of the environment, especially in relation to the sulfur content in fossil fuels, refineries around the world are being challenged to adapt their refining processes to more severe operating conditions, that they are able to product ultra-low sulfur petroleum distillates. Greater attention is given to intermediate distillates, such as gasoline and diesel oil, due to their extensive employment in the transport sector, which is the sector of the economy that consumes more fossil fuels. Diesel oil is the petroleum product most consumed in the transportation sector and accounts for a large portion of the emission of toxic compounds during combustion in engines, this way diesel is now subject to legal rules that limit the sulfur content to 10 mg/kg, which complicates the processing of the distillate, since the petroleum used is heavier. Therefore, in this paper a unit of diesel hydrotreating come from a heavy oil was modeled and simulated in steady state, using the Aspen HYSYS® software as computational tool, and the main process parameters and performance unit against their variations are evaluated, by purpose of determining working conditions that would ensure diesel production with a maximum of 10 mg/kg of sulfur, at the same time achieving a high production yield. Initially some hypotheses and unit operating conditions were proposed based on data reported in the literature. According to the working conditions employed, it was possible to achieve a diesel fuel treated with 3.55 mg/kg sulfur, 3.21 mg/kg nitrogen and 0.03 mg/kg water, obtaining 81.00 wt% recovery of constituent compounds of distillation range of diesel oil present in the unit load. Together it was also analyzed the energy expenditure of the unit in order to obtain an estimate of the economic viability of the process, and it was found out that the utilities and columns required the highest energy consumption. Based on the sensitivity analysis performed, it was still possible to establish the relationship between the results analyzed in each section of the unit and the parameters involved in their control. Since the answers were obtained, the optimization of the process through the Response Surface Methodology by using the Statistica software was developed, providing more efficient working conditions, thus ensuring the production of more purified oil, containing about 0.10 mg/kg of sulfur, with greater recovery of the compounds of diesel (about 85.11 wt%), besides generating lower energy costs, achieving a reduction of 16.54% referring to the simulation maintained in standard working conditions. In addition, the optimized case was still possible to achieve higher recovery value of other of petroleum distillates, which were constituents of the unit feed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/17568 |
| Date | 25 February 2016 |
| Creators | ALBUQUERQUE, Douglas Fernandes de |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/2730416923915211, STRAGEVITEH, Luiz, DANIELSKI, Leandro |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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