PROF: Marcos Leite.

Apresentação em tema: "PROF: Marcos Leite."— Transcrição da apresentação:

1 PROF: Marcos Leite

2 Fluxograma de Craqueamento Catalítico em Leito Fluidizado - FCC
Descrição do processo e balanço global de massa

3 Descrição dos principais equipamentos

4 Riser É o local onde as reações ocorrem e dão origem aos produtos de alto valor agregado. Quando maior for o comprimento do riser, maior é a conversão dos produtos, porém existe um limite a partir do qual esta influência começa a diminuir. Exemplo: Altura do riser = 40 vezes o valor do diâmetro.

5

6 Ciclone É o equipamento mais usado para separar pós de gases. Os ciclones são usados em casos onde a parte desejada é o pó. Dentro do ciclone, a força centrifuga obriga o gás e o pó a uma trajetória helicoidal, de modo que o pó é lançado contra a parede interna, perdendo velocidade e caindo para fora do ciclone.

7

8

9 Stripper O propósito do stripper é remover hidrocarbonetos absorvidos no catalisador gasto antes de sua regeneração. A quantidade de material absorvido depende principalmente da qualidade da carga craqueada, das características do catalisador e do modelo do stripper.

10 Regenerador É no regenerador onde, através de um processo de queima, o coque é removido do catalisador.

11

12 Descrição do processo de craqueamento catalítico em leito fluidizado

13

14 O processo O craqueamento catalítico é um processo químico de transformação de frações de petróleo pesadas em outras mais leves, através da quebra (cracking) das moléculas dos constituintes com a utilização de catalisadores.

15 Sua carga é composta de uma mistura de gasóleos de vácuo produzidos na unidade de destilação. Quando submetido a condições bastantes severas de pressão e temperatura na presença do catalisador, o gasóleo de vácuo é decomposto em várias frações mais leves, produzindo gás combustível, gás liquefeito, gasolina (nafta), gasóleo leve (óleo leve ou diesel de craqueamento) e gasóleo pesado de craqueamento (óleo decantado ou óleo combustível).

16 O FCC pode ser dividido em três estágios: reação, separação e regeneração.

17 1º Estágio – a reação No primeiro estágio, o gasóleo é injetado no riser, onde o calor e o contato com catalisador fluidizado fazem com que as moléculas grandes dos hidrocarbonetos sejam craqueadas em moléculas menores. Nesta etapa, o tempo de contato do catalisador com a carga é bastante curto, 3-5 segundos no riser e alguns minutos no leito fluidizado, onde o catalisador é desativado por coque e metais do gasóleo.

18

19 2º Estágio – A separação No segundo estágio, na etapa de separação, o catalisador é separado dos produtos do craqueamento por ciclones instalados à saída do riser.

20

21 3º Estágio - Recuperação
Finalmente, no terceiro estágio, o catalisador contendo entre 1 e 2 % de coque é enviado para o stripper, onde este catalisador é retificado com vapor e encaminhado de forma contínua para o regenerador que opera com temperaturas da ordem de 700 ºC

22

23 No regenerador, o coque do catalisador é queimado e enxofre e nitrogênio do coque, originados de compostos de enxofre e nitrogênio da carga, são transformados em SOx e NOx . O catalisador regenerado é transferido de volta para o reator, para iniciar novo ciclo de reação-retificação e depois ser novamente regenerado, passando por este ciclo centenas de vezes.

24 Sobre o primeiro estágio é importante destacar que o craqueamento inicial, ocorrido no primeiro instante da fluidização da mistura reacional, acontece na primeira metade do riser. A zeólita Y é o catalisador responsável por este primeiro craqueamento que logo é envenenado pela deposição do coque pelo fato de ter realizado a maioria do trabalho catalítico.

25 Na segunda metade do riser, ocorre o segundo craqueamento pelos aditivos zeolíticos de médios poros. Estes aditivos são incapazes de realizar o primeiro craqueamento por apresentarem poros demasiadamente pequenos, mas são capazes de craquear as moléculas resultantes.

26 A entrada dos aditivos zeolíticos à distribuição do produto será maior na segunda metade do reator

27 Balanço global

28 Programa de perdas O rendimento de uma unidade FCC é determinado pela quantidade de cada subproduto obtido, isto é, pelo percentual volumétrico da carga (gasóleo e óleo desasfaltado) que é convertido em cada um dos subprodutos do craqueamento (gasolina, GLP, gás combustível, coque, entre outros). Os principais fatores que influenciam esta conversão são:

29 A qualidade da carga que determina diretamente as frações de produtos obtidos;
A temperatura de reação, quanto mais alta a temperatura maior é a quantidade de GLP produzida em detrimento da produção de gasolina e vice-versa; A atividade do catalisador que determina o tempo de reação (acelera ou retarda o craqueamento); Razão catalisador/carga que aumenta ou reduz as reações de craqueamento.

30 Para evitar a perda de energia do processo, o calor gerado na combustão do coque no regenerador poderia ser utilizado para o pré- aquecimento de um fluido. Por exemplo, pré- aquecimento do ar na entrada de uma caldeira. Ou até o pré-aquecimento do gasóleo que entra no riser para ser craqueado.

31 Controle de temperatura no riser (tanto na entrada quanto na saída) para que a rendimento da reação seja satisfatório e gere menos resíduos sólidos, coque.

32 Controle de ar para queima de coque, pois o coque tem que ser eliminado quase por completo para o reaproveitamento do catalisador.

33 Referências

34 Foust, Wenzel, Clump, Maus, Andersen, Princípios das Operações Unitárias, 2ª Edição, Editora LTC.
Material “Leito Fluidizado” – disponibilizado na Xerox pelo professor Salvador Ávila AYRAULT, P.; DATKA, J., LAFORGE, S., MARTIN, D.; GUISNET, M. Characterization of the internal and external acidity of H-MCM-22 zeolites. Journal of Physical Chemistry B, v.108, n.36, p , July 2004. – pesquisado às 09:00 do dia 07/02/2011 - pesquisado às 09:00 do dia 07/02/2011 - pesquisado às 09:00 do dia 12/11/08 - pesquisado às 09:00 do dia 07/02/2011 - pesquisado às 09:00 do dia 07/02/2011 - pesquisado às 14:00 do dia 07/02/2011 - pesquisado às 14:00 do dia 07/02/2011

35 FIM