Otimização da geometria de ciclones para a retenção de catalisador em reatores de unidades de FCC

Bastos, Heloísa Barros

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/18917

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Otimização da geometria de ciclones para a retenção de catalisador em reatores de unidades de FCC
Author(s)/Inventor(s):	Bastos, Heloísa Barros
Advisor:	Medronho, Ricardo de Andrade
Co-advisor:	Freitas, Andréa Gonçalves Bueno de
Co-advisor:	Alves, João Victor Barbosa
Abstract:	O craqueamento catalítico em leito fluidizado, FCC, é de grande importância dentro da indústria de refino de petróleo, pois converte frações pesadas de baixo valor, como o gasóleo de vácuo, em derivados leves mais nobres, como a gasolina e o GLP. No processo de FCC, o catalisador, a altas temperaturas, vindo do regenerador, encontra com a carga na base do riser, vaporizando-a. A mistura então ascende pelo reator tubular enquanto a reação de craqueamento se processa. Os gases de hidrocarbonetos formados são separados das partículas de catalisador nos ciclones presentes no vaso separador. Esses gases são destinados para a seção de fracionamento, enquanto o catalisador segue para o retificador, onde são removidos hidrocarbonetos que tenham sido arrastados ou que tenham ficado nele impregnados, e depois para o regenerador, aonde ocorre a combustão do coque. No regenerador, as partículas de catalisador são separadas dos gases de combustão também por meio de ciclones. Os ciclones são equipamentos de separação sólido-gás capazes de operar em condições severas de temperatura e pressão, como as que existem em unidades de FCC. Embora a eficiência de separação dos ciclones de FCC já seja alta, qualquer aumento de eficiência representa uma economia para a refinaria, já que o catalisador é utilizado em grandes quantidades e possui um custo elevado. O objetivo do trabalho consiste em avaliar, através da fluidodinâmica computacional, o efeito do diâmetro do overflow, da largura do duto de alimentação e do comprimento do vortex finder na eficiência de separação de ciclones típicos do vaso separador de uma unidade de FCC, obtendo-se, ao final, a geometria ótima, isto é, a que proporciona a máxima eficiência de separação. Para obtenção das geometrias a serem estudadas, foi feito um planejamento experimental do tipo composto central rotacional inscrito com três pontos centrais. As simulações foram realizadas utilizando-se o pacote computacional ANSYS 12.1, de acordo com as seguintes etapas: criação da geometria no DesignModeler; da malha no ICEM; pré-processamento e processamento no Fluent; e análise dos resultados no CFD-Post. Os resultados mostraram que o comprimento do vortex finder não tem efeito sobre a eficiência de separação granulométrica reduzida e que o parâmetro geométrico que mais a influencia é a largura do duto de alimentação. O ciclone ótimo possui um diâmetro de overflow de 120 mm e largura do duto de alimentação de 45 mm e apresenta uma eficiência granulométrica reduzida de aproximadamente 84% para partículas de 4 μm.
Keywords:	Ciclones Fluidodinâmica computacional Simuladores
Subject CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
Production unit:	Escola de Química
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	Dec-2011
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Citation:	BASTOS, Heloisa Barros. Otimização da geometria de ciclones para a retenção de catalisador em reatores de unidades de FCC. 2011. 50 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2011.
Appears in Collections:	Engenharia Química

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