Modelagem, simulação e análise econômica do pré-processamento de uma corrente de refinaria por adsorção como processo auxiliar ao hidrotratamento
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O enxofre é um dos principais contaminantes de correntes de diesel. Para sua eliminação, utiliza-se classicamente o hidrotratamento (HDT), que consiste em um processo em leito catalítico sob temperatura e pressão parcial de hidrogênio elevadas. O advento de exigências ambientais mais rigorosas, decorrente dos crescentes problemas relacionados às emissões de poluentes, tem incentivado a busca de novas tecnologias em associação ao HDT sob condições operacionais menos severas e economicamente viáveis. Neste contexto, esta dissertação apresenta a modelagem e a simulação de uma unidade de adsorção à montante da unidade de HDT, visando avaliar a viabilidade técnico-econômica do processo alternativo para a produção de combustíveis com baixos teores de enxofre. O processo proposto envolve o pré-tratamento da corrente de óleo diesel para a remoção de compostos nitrogenados, minimizando assim o efeito competitivo destes sobre os sítios catalíticos de HDT na hidrodessulfurização de compostos refratários. A simulação da unidade de adsorção contempla as etapas de adsorção e dessorção de forma conjugada de acordo com a operação da unidade no estado estacionário cíclico. A ferramenta desenvolvida foi aplicada a um exemplo hipotético caracterizado por uma unidade de HDT que anteriormente produzia óleo diesel com teor de 50 ppm de enxofre e agora encontra-se em desacordo com a exigência da especificação de diesel S10 (10 ppm). Os resultados da simulação mostraram que o pré-processamento da corrente de diesel em uma unidade de adsorção permitiu alcançar o enquadramento à nova legislação, mantendo-se fixas as condições operacionais no HDT. A análise econômica da alternativa proposta indicou valores de investimento inferiores a outras alternativas comerciais disponíveis no mercado
Sulfur is one of the main contaminants of diesel streams. For its removal, it is classically used to hydrotreating (HDT) process, which consists in a catalytic bed process with high temperature and partial pressure of hydrogen. The adoption of more strict environmental requirements, due to the increasing problems related to pollutant emissions, has encouraged the search for new technologies in association with HDT at less severe and economically feasible operating conditions. In this context, this work presents the modeling and simulation of the adsorption unit upstream of the HDT unit, aiming to evaluate the techno-economic feasibility of the alternative process for the production of fuels with low sulfur content. The proposed process involves the pretreatment of the diesel stream for removal of nitrogen compounds, thus minimizing the competitive effect of these species on the catalytic sites of HDT in the hydrodesulfurization of refractory compounds. The simulation of the adsorption unit considers the adsorption and desorption steps in a conjugated way according to a cyclic steady state. The developed tool has been applied to a hypothetical example characterized by a HDT unit that previously produced diesel with 50ppm sulfur content and now it is in disagreement with the required specification of diesel S10 (10ppm). The simulation results showed that the preprocessing of the diesel stream in an adsorption unit allowed to reach the fulfillment of the new legislation, keeping fixed the operating conditions in the HDT. The economic analysis of the proposed alternative has indicated that the values of capital costs are lower than other commercial alternatives available in the market
