INTRODUÇÃO trabalho química

7/24/2019 INTRODUO trabalho qumica

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INTRODUO

Nos ltimos anos, o processo de hidrocraqueamento tem recebido crescente

ateno tanto do reno de petr!leo e indstrias de manu"atura de catalisadores#

Isto $ de%ido ao aumento na demanda por destilados m$dios, como querosene, &et

'() e diesel, particularmente nos pa*ses em desen%ol%imento com uma ele%ada

ta+a de crescimento, crescente n"ase na produo de combust*%eis para

transporte ambientalmente limpos, principalmente com bai+as concentra-es de

composto de en+o"re e de arom.ticos /)0# No reno de petr!leo, o processo de

hidrocraqueamento $ uma tecnolo1ia promissora, por causa de seu produto de alta

qualidade para a produo de 1asolina de alta qualidade, querosene e diesel /20#'

car1a utili3ada neste processo so as "ra-es mais di"*ceis de quebrar ou que no

podem ser craqueadas pelos processos catal*ticos comuns# 4untamente com o

craqueamento ocorre a hidro1enao, o que possibilita uma menor "ormao decompostos residuais pesados/50#


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6I7T8RI9O

O processo de hidrocraqueamento "oi desen%ol%ido comercialmente pela I: ;arben

Industrie, em )ou linhito? em 1asolina e "oi

introdu3ido nos @#U#'# pela @sso Research e 9ompanhia de @n1enharia em )i? O posicionamento do "racionador principal# @sta unidade pode ser locali3ada

&untamente dos reatores de leito +o ou em al1um lu1ar entre reatores# O primeiro

arran&o $ chamado de "ase nica >da UOE? ou Ju+o em s$rie >da 7hell?, enquanto


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que a nomenclatura para o se1undo arran&o $ de dois est.1ios>9he%ron, 7hell e,

embora um pouco di"erente, a UOE?# Do ponto de %ista do processo, a principal

di"erena entre as s$ries de Ju+o e de dois est.1ios $ a presena ou ausncia de

sul"eto, amon*aco e K ou produtos do craqueamento de hidro1nio nos dois ltimos

reatores#

>Ii? ' presena de um ou mais reatores# 'l$m de "atores como o tamanho do reatore ta+a de mat$ria(prima, o nmero de reatores depende de quantos catalisadoresso usados# ;requentemente, >pelo menos? dois catalisadores di"erentes sousados, por ra3-es a se1uir indicadas, e que esto carre1ados em di"erentesreatores de duas "ases# Ls %e3es, todas as rea-es necess.rias para con%erter amat$ria(prima podem ser reali3adas atra%$s da utili3ao de um nico catalisadorem um nico reator# Ob%iamente, uma tal con1urao $ chamado de "ase nica>9he%ron, 7hell, ;i1ura )?# Todas as con1ura-es possuem a possibilidade derecicla1em de mat$ria(prima no con%ertido parcialmente ou M e+tino# ;atoresque a"etam a escolha de um determinado processo re1ime so, por e+emplo, o pesoe tipo de mat$ria(prima a ser processada, assim como a Je+ibilidade paraacomodar mudanas na composio da mat$ria(prima# 9omo mostrado nas ;i1ura2, o comum M maior parte dos esquemas de processo $ aquela em que o reator,onde a %erdadeira quebra ocorre, $ precedido por um ou mais reatores ou reatoresque ser%em principalmente para redu3ir substancialmente o teor de en+o"re,nitro1nio, o+i1nio e arom.ticos da mat$ria(prima, que podem causar corros-esnos equipamentos da renaria, al$m de redu3irem a estabilidade e a per"ormanceda 1asolina# @stes processos so conhecidos como hidrodessul"uri3ao >6D7?,hidro(desnitro1enao >6DN?, hidrodeso+i1enao >6DO? ehdrodearomati3ation>6D'?, respecti%amente# O passo inicial do processo $1eralmente re"erido como uma primeira "ase de hidrocraqueamento >note que aUOE K Unocal chama isso de pr$(tratamento e usa o nome 6idrocracPin1 deprimeira "ase para o primeiro reator de craqueamento especial do seu em duas"ases do processo?#

O processo em dois est.1ios $ o mais empre1ado por permitir 1rande Je+ibilidade

de car1as, admitindo teor de impure3as mais ele%ado e proporcionando Je+ibilidadede produo das "ra-es# ' necessidade de incluir uma etapa de processamento da

primeira "ase de hidrocraqueamento tem a sua ori1em nos e"eitos noci%os de

compostos contendo hetero.tomos sobre a ati%idade do catalisador de

craqueamento de se1undo est.1io# 9ompostos or1Qnicos nitro1enados so %enenos

not!rios destes .cidos, muitas %e3es catalisadores 3eol*ticos# Os compostos de

en+o"re, por outro lado, pode pro%ocar a desati%ao 1ra%e na "uno de

hidro1enao destes catalisadores se os catalisadores contm metais/)0# Os

catalisadores utili3ados para R9@ de%e ter dupla "uncionalidade, ou se&a, de

cracPin1 e hidro1enao >6D? "un-es# No primeiro reator >) S est.1io? cont$m

catalisador de hidrotratamento de alta ati%idade para a remoo de hetero.tomos

ou de metais, enquanto o se1undo reactor >2S est.1io?, cont$m o catalisador real#

@m 1eral, o primeiro reator de "ase cont$m NiFo catalisador, o que elimina 7, N,

metais e compostos arom.ticos hidro1enados enquanto que o se1undo reator

possui .cidas suporte >3eolite, !+idos mistos? catalisadores M base de que promo%e

a hidro1enao, bem como a reaco de hidrocraqueamento/50


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9'T'I7'DOR@7

' maioria dos catalisadores de hidrocraqueamento con%encionais so bi"uncionais#

@les possuem uma "uno de hidro1enao(desidro1enao, bem como uma "uno

.cida# 6. um certo nmero de catalisadores de hidrocraqueamento dispon*%el e a

composio real $ adaptada para o processo, material de alimentao e os produtos

dese&ados# ' maioria dos catalisadores de hidrocraqueamento consistem de uma

mistura cristalina de s*lica(alumina com uma pequena quantidade uni"ormemente

distribu*da de metais de transio ou seus !+idos# ' poro de s*lica(alumina do

catalisador proporciona uma ati%idade de craqueamento enquanto que os metais de

transio promo%em a hidro1enao# ' re1enerao $ conse1uida por queimar os

dep!sitos de catalisador, e ati%idade do catalisador $ restaurada para "echar a seu


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n*%el ori1inal# O catalisador pode so"rer di%ersas re1enera-es, antes que se&a

necess.rio para substitu*(lo# uase todos os catalisadores de hidrocraqueamento

usam s*lica(alumina como a base de cracPin1, mas a composio de metais nobres

%ariam de acordo com o "abricante# Os metais de transio em mais comum

utili3ao so Folibdnio, Tun1stnio, 9obalto e N*quel#

' s*lica(alumina $ respons.%el pela quebra das li1a-es carbono(carbono das

paranas ou mesmo de na"tas, por$m no demonstra ecincia para a abertura de

an$is arom.ticos# Eara a "uno hidro1enanteKdesidro1enante, os metais de

transio e seus !+idos promo%em a reao# 7o ecientes na saturao de

diolenas e an$is na"tnicos#

IN;UN9I' D' T@FE@R'TUR' @ D' ER@77O

a?T@FE@R'TUR' DO R@'TOR

's rea-es de hidrocraqueamento so "a%orecidas pelo aumento de temperatura,

por$m ao mesmo tempo, uma temperatura muito ele%ada pro%oca rea-es de

cocPin1, com a diminuio da ati%idade do catalisador# Eortanto, h. a necessidade

de encontrar uma relao entre a ta+a de reao e a %ida m.+ima do catalisador# '

temperatura de reao >inicio da operaoKm da operao? $ apro+imadamente

55A(5=AS9 de acordo com a nature3a da car1a# Durante o processo, a temperatura

do catalisador aumenta 1radualmente para compensar a queda na sua ati%idade

de%ido ao coque que %ai se depositando at$ que o limite de temperatura admiss*%el

para o catalisador se&a atin1ida# V nesse ponto que o catalisador de%e ser

re1enerado ou descartado

b?ER@77O

O aumento da presso parcial do hidro1nio "a3 com a ta+a reao aumente e

diminua os dep!sitos de coque no catalisador, o que consequentemente redu3 a

ta+a de poluio do catalisador e aumenta a %ida do catalisador# Numa unidade

operacional, processos de alta presso aumentam o rendimento da car1a da

unidade enquanto mant$m(se uma dada ta+a reao#

D@79RIO DO ERO9@77O

Inicialmente a car1a $ misturada com hidro1nio e 1.s reciclado# ' mistura passa

por um trocador de calor para atin1ir as condi-es de temperatura adequadas paraentrar no primeiro reator, onde ocorre con%erso de HA a BAW do %olume# Utili3a(se

uma corrente "ria de hidro1nio >quench? entre as camadas do catalisador, de%ido

Ms caracter*sticas "ortemente e+ot$rmicas da reao, para que se tenha um controle

da temperatura# Dependendo do tipo de car1a, a temperatura pode %ariar de 2BA a

HBAo9 e a presso de CB a )HA P1Kcm2# O eJuente do primeiro reator so"re

separao sob alta presso e os 1ases ricos em hidro1nio so reciclados ap!s

compresso# O produto, l*quido, entra em um tambor de bai+a presso, onde se

separa 1.s combust*%el# ' corrente resultante se1ue para destilao, onde $

poss*%el obter(se na"ta, querosene e diesel# 's "ra-es pesadas se1uem, ento, para

o se1undo est.1io de hidrocraqueamento, onde as condi-es operacionaispermitem con%erso por passa1em de BA a =AW em %olume# Normalmente, neste


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est.1io, trabalha(se a press-es e temperaturas superiores ao primeiro, %ariando

entre HBA e BBAo9 e )CA a 2BA P1Kcm2# Os rendimentos do hidrocraqueamento so

"un-es do tipo de petr!leo bruto, opera-es de tratamento anteriores, do tipo e da

ati%idade do catalisador utili3ado e das condi-es de "uncionamento## >''DI@,

2AA)?#

/)0J.K. Minderhoud, J.A.R. van Veen, First-stage hydrocracking: process and catalytic aspects, ;uelErocessin1 Technolo1, 5B >)

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