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Os catalisadores são substâncias que alteram a velocidade de uma reacção química sem sofrerem nenhuma alteração. Durante um ciclo de operação normal, o catalisador de reformação desactiva-se, logo surge a necessidade de ser regenerado para restaurar a actividade, selectividade e estabilidade. A regeneração do catalisador é o processo no qual o catalisador desactivado é levado a recuperar a sua actividade, isto consiste na queima de coque, através de uma injecção controlada de ar aquecido
Tipologia: Teses (TCC)
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Não perca as partes importantes!
LICENCIATURA: Engenharia de Petróleos
Opção: Refinação
Orientador: Doutor Tana Lukeba Canda
Viana, 2014
Engenhariaem Refinaçãode Petróleos
Viana, 2014
Dedico esse trabalho aos meus amados pais, as minhas irmãs e amigos que incansavelmente me apoiaram e tornaram real o meu sonho de engenheira em petróleos.
Primeiramente a Deus Pai, Filho e Espírito Santo, por tudo que têm feito por mim, pela graça que me concedem de conseguir me formar.
Aos meus Pais que investiram na minha formação, que sempre estiveram dispostos em me ajudarem naquilo que foi preciso.
Aos meus queridos professores pelos conhecimentos dados e pela paciência que demonstraram ao me ensinarem.
Ao meu querido tutor o Dr. Tana Lukeba Canda pela ajuda e dedicação na elaboração deste trabalho.
Aos meus colegas, Cristina, Efigênia, Franklina, Helena, Miguel, Morais, Pedro e Winnie, por todos momentos que passamos juntos.
A universidade por me ter aceitado e pela oportunidade que me concederam em fazer estágio na Galp.
A Galp energias propriamente a refinaria de Sines e seus funcionários que durante três meses me deram oportunidade de aumentar meus conhecimentos.
As minhas irmãs que sempre acreditaram em mim e me apoiaram e compreenderam.
Aos meus amigos que sempre me incentivaram e sempre me deram forças e apoio.
A todos o meu muito obrigado por tudo e por fazerem parte desta grande realização.
Tabela 1 = - Especificações que a carga do platforming deve obedecer ........... Error! Bookmark not defined. 10
Tabela 2 = - limites em Ppm de H2S na carga do platforming. Error! Bookmark not defined. 19
Tabela 3- Emissões de CO 2 ......................................................................................................... 54
Tabela 4 -- parâmetros medidos na combustão de coque .............................................. 58
Tabela 5 -- Teor de coque e cloretos no catalisador Exausto antes da regeneração. ................................................................................................................................................................
Tabela 6 -- Teor de coque e cloretos no catalisador regenerado. ................................
Imagem 1 - catalisador exausto ................................................................................................. 64
Imagem 2 -- catalisador regenerado........................................................................................ 65
Os catalisadores são substâncias que alteram a velocidade de uma reacção química sem sofrerem nenhuma alteração. Durante um ciclo de operação normal, o catalisador de reformação desactiva-se, logo surge a necessidade de ser regenerado para restaurar a actividade, selectividade e estabilidade. A regeneração do catalisador é o processo no qual o catalisador desactivado é levado a recuperar a sua actividade, isto consiste na queima de coque, através de uma injecção controlada de ar aquecido. A capacidade para regenerar continuamente o catalisador do Platforming permite operar com elevadas severidades e com maior tempo da unidade em serviço. O envenenamento permanente pode ser evitado desde que haja um tratamento adequado da carga e se utilizem processos de operação convenientes.
Neste trabalho pretendemos identificar os parâmetros que afectam a eficiência do catalisador, mostrar vias que permitem a recuperação do catalisador desactivado e finalmente elucidar as vantagens e desvantagens do processo de regeneração do catalisador. Para tal foram feitas buscas bibliográficas, observações e experiências nos laboratórios ligados às refinarias de Sines e de Luanda que nos permitiram concretizar estes objectivos.
Do estudo feito verificou-se que um catalisador regenerado tem a vantagem de permitir que se opere nas condições de projecto, que as reacções ocorram sem nenhuma dificuldade e que se obtenha o produto final de boa qualidade e com um rendimento elevado.
Colunas
PP-V20 Colector do Catalisador
PP-V21 Tremonha de Vedação N.º 1
PP-V22 Elevador do Catalisador N.º 1
PP-V26 Tremonha de Separação de Finos
PP-V27 Coluna de Regeneração
PP-V28 Tremonha controladora de caudal
PP-V29 Tremonha de Carga
PP-V30 Tremonha de Vedação N.º 2
PP-V31 Elevador do Catalisador N.º 2
PP-V33 Colector de Poeiras
PP-V34 Secador do ar
PP-V36 Acumulador de Hidrogénio do PP-C
PP-V37 Funil de Adição de Catalisador novo
PP-V38 Tremonha de Adição de Catalisador novo
PP-V41 Acumulador de Purga N.º 1
PP-V42 Acumulador de Purga N.º 2
PP-S20 Coalescedor de Hidrogénio para CCR
Bombas e Compressores
PP-PC20 Clorinação
PP-PC21 Regeneração
PP-PC22 Azoto de Elevação
PP-PC23 Secagem
Arrefecedores e Permutadores
PP-E20 Arrefecedor de ar da regeneração
PP-E21 Arrefecedor de Hidrogénio
Fornos
PP-H20 Forno de Clorinação da PP-V
PP-H21 Forno de Regeneração da PP-V
PP-H22 Forno de Secagem da PP-V
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Para qualquer processo exige-se que favoreça a formação de hidrocarbonetos aromáticos e diminua a possibilidade de reacções e depósitos de coque, sendo necessária a utilização de um catalisador.
Os catalisadores são substâncias que alteram a velocidade de uma reacção química sem no entanto sofrerem nenhuma alteração.
Existem vários tipos de catalisadores em uso nos processos da indústria petrolífera, dos quais os catalisadores bimetálicos (Platina/Rênio ou Platina/Germânio, em suporte de alumina) que proporcionam uma melhor estabilidade, para um mesmo nível de actividade catalítica. Permitindo assim, maiores tempos de campanhas em comparação com os catalisadores de platina inicialmente usados, que possuíam uma alta resistência a temperaturas elevadas. Inicialmente, este metal era usado em presença de um suporte de alumina (Al 2 O 3 ). Devido ao alto custo da platina, o catalisador utilizado era caríssimo. Ao mesmo tempo, devido à alta eficiência deste catalisador, ocorriam frequentes depósitos de coque, diminuindo os tempos de campanhas e rapidamente inactivando o catalisador. Actualmente, utiliza-se um outro tipo de catalisador, em que as percentagens de platina são menores, boa parte dela tendo sido substituída por outro metal, mais barato e de boa eficiência, além de ter um preço muito mais baixo.^1
A vida útil de um catalisador pode ser definida como o período de tempo em que a reacção na qual participa gera produto (s), com rendimento (s) e características de qualidade iguais ou superiores aos especificados no projecto do reactor.^2 Uma vez que na forma activa, os catalisadores possuem actividade suficiente para que se atinjam as especificações de desempenho necessárias a sua aplicação.
(^1) - Processos de Refino adaptado do material original de Elie Abadie, Curitiba 2002, pagina 31.
(^2) - HUGHES, 1984- R., Deactivation of Catalysts. London, Academic Press Inc., 1984.
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Atendendo que ao longo de sua utilização, o catalisador sofre um processo de desactivação caracterizado pela contínua redução da actividade, Consequentemente, torna-se necessário a sua reposição parcial ou o uso de condições reaccionais mais severas, para que se atinjam os mesmos níveis iniciais de desempenho (conversão de reagentes, selectividade, capacidade de produção, etc.). Para tal o catalisador deve ser regenerado.
Regeneração do catalisador é o processo na qual o catalisador desactivado é levado a recuperar a sua actividade, isto consiste na queima de coque, através de uma injecção controlada de ar aquecido.
Platforming é um processo de reformação catalítica que utiliza um catalisador escolhido para converter nafta de baixa qualidade ou gasolina de destilação directa, na presença de hidrogénio, em componentes de elevado índice de octano^3 para misturas de gasolina auto ou de aviação.
Este processo é também utilizado para produzir cargas ricas em compostos aromáticos que, submetidas a operações de extracção, produzem benzeno, xileno, tolueno e aromáticos mais pesados. Além disto é ainda produtor de Hidrogénio necessário para os diferentes processos de hidrotratamento. Nesta conformidade se utilizam altas temperaturas (490-530 °C), pressões moderadas (10-25 bar) e catalisadores sólidos de platina e outros metais nobres com suporte de alumina.^4
No interesse em obter uma maior vida do catalisador pela diminuição da formação de carbono, a carga do reactor do Platforming não deve ter um ponto final superior ao especificado no projecto para a severidade da operação em curso. Em caso algum, a carga dos reactores deve ter pontos finais superiores a 205°C, devido ao agravamento da tendência para a formação de coque, das
(^3) - Índice de octano: é a capacidade anti detonante da gasolina. Por outras palavras é a resistência à detonação da gasolina. Assim, quanto maior for o índice de octano da gasolina, maior a é sua resistência a elevadas pressões e temperaturas, possibilitando uma maior taxa de compressão do motor e, consequentemente, um melhor rendimento.
(^4) - Processos de Refino adaptado do material original de Elie Abadie, Curitiba 2002, pagina 27.
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Identificar as vantagens e desvantagens de um catalisador regenerado; Descrever de forma sucinta o processo de regeneração do catalisador.
1.3. IMPORTÂCIA TEÓRICA E PRÁTICA DO ESTUDO
Do ponto de vista teórico, este tema tem a importância, de fornecer maior informação sobre o processo de regeneração do catalisador do platforming, á comunidade académica em geral. Na prática irá fomentar o uso de tecnologias mais eficientes, no que toca á este processo; Pois, a necessidade de aumentar a produção de uma dada unidade é o objectivo principal de qualquer indústria, conceito no qual os estudantes deverão familiarizar-se o mais cedo possível.
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