Aplicações de CFD na Área de Refino da Petrobras

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Aplicações de CFD na Área de Refino da

Petrobras

PÚBLICO

Gestor: CENPES/EB-AB-G&E/CS Julho/2011

Guilherme Pimentel

Engenheiro de Processamento

Petrobras/CENPES

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Refino,

Transporte

e Comercialização

Exploração e

Produção

Gás Natural

Petroquímica

Distribuição

(3)

Derivados

Importados

Óleo

Importado

H - Bio

Biodiesel

_Derivados

Vendidos no Brasil

Plantas

Petroquímicas

Produção

Brasileira de

Petróleo

Carga Processada no

Brasil

Etanol

Atividades Principais da Petrobras

PÚBLICO

Energia

Industria

Gás Importado

Produção

Internacional de

Petróleo

GNL

Produção de

Gás Natural no

Brasil

Vendas

Internacionais

Outros

Renováveis

Infra-estrutura

Refino

Internacional

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GLP NAFTA (PETROQUÍMICA) QUEROSENE E DIESEL

Petróleo

DESTILAÇÃO ATMOSFÉRICA ÓLEO COMBUSTÍVEL GASOLINA DESTILAÇÃO À VÁCUO FCC COQUEAMENTO RETARDADO HIDROTRATAMENTO

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Aplicações de CFD na Área de Refino da Petrobras

Aplicações:

– Processos de Refino:

• Destilação

• Craqueamento Catalítico

PÚBLICO

• Craqueamento Catalítico

• Coqueamento Retardado

– Instrumentação

– Equipamentos

– Tubulações

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Aplicações:

– Processos de Refino:

• Destilação

• Craqueamento Catalítico

• Coqueamento Retardado

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Destilação:

PÚBLICO

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(9)

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Dessalgadora

PÚBLICO

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Dessalgadora - Sistema mudwash

-Estudo da inclinação

dos bocais de 5º para

45º

- Modificação de

condições

operacionais:

Processo

contínuo

Processo

intermitente

(11)

Torres de

Fracionamento

PÚBLICO

(12)

Bocal de carga da torre de vácuo

- Verificação da nova proposta de bocal de

carga

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Fracionadora a vácuo

- Substituição de 2 para 4 bocais durante a REVAMP

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PÚBLICO

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Seção de vazios

- Substituição de recheios e/ou pratos por seção vazia com sprays

Configuração 1

Configuração 2

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• Troubleshooting

Detalhes da malha:

Coletores

- Identificação de possíveis causas do mau funcionamento da seção

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PÚBLICO

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Fundamentação para análise de

outros coletores

Coletores

- Identificação de possíveis causas do mau funcionamento da seção

Tempo do estudo

Tempo do estudo ≅≅≅≅ 1 ano

1 ano

Estudo de 2007

A B C D E F G H

Tempo do estudo

Tempo do estudo ≅≅≅≅ 2 semanas

2 semanas

Estudo de 2009

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Craqueamento Catalítico (FCC):

Reactor Flue Gas Gas Plant Naphtha PÚBLICO

Regene rator Air R is er F ra ct io na to r

Light Cycle Oil

Decant Oil

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Craqueamento Catalítico (FCC):

Reactor Flue Gas Gas Plant Naphtha Regene rator Air R is er F ra ct io na to r

Light Cycle Oil

Decant Oil

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Craqueamento Catalítico (FCC):

Reactor Flue Gas Gas Plant Naphtha PÚBLICO

Regene rator Air R is er F ra ct io na to r

Light Cycle Oil

Decant Oil

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1 2 3 4 5* 6* 7* 8*

Ciclones

(21)

Orientação de bocais da torre fracionadora

180º

Defasados

Tangenciais

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PÚBLICO

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Coqueamento Retardado:

Coke Drums Naphtha Gasoils Fractionator Gas Plant Furnace Feed Coke

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Coqueamento Retardado:

Coke Drums Naphtha Gasoils Fractionator Gas Plant PÚBLICO

Furnace Feed

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(25)

Quench de efluente do reator de coque

Caso 1

spray lateral

Caso 2

spray topo

- Avaliação da melhor

posição da injeção de

quench

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PÚBLICO

Caso 3

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Fracionadora de coque

-

Uso de seção de vazios

no fundo da fracionadora

para estimar a altura de

troca térmica do leito

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Fracionadora de coque

- Condição usual = 1 Bocal

- Avaliação de 2 e 3 bocais

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PÚBLICO

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Fundo da de coque

– Sistema para remoção de finos de coque

usual

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Aplicações:

– Instrumentação

• Medidores de Vazão

• Termopar em Riser de FCC

PÚBLICO

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Medidor Tipo Venturi

– Uso consagrado, com baixa perda de carga Porém norma recomenda

considerável trecho reto a montante e a jusante

– Metodologia Avaliar influência do trecho reto na precisão da medida

Sem trecho

reto

Com trecho

reto

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Medidor Tipo V-Cone

– Tecnologia recente, apresentando potencial para a solução de medições

em dutos retangulares de grandes diâmetros

– Necessidade de avaliar a aplicação da tecnologia no caso de interesse

da PETROBRAS, respondendo questionamentos sobre incerteza,

estabilidade da medição e baixa perda de carga prometida

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PÚBLICO

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RISER FCC – FSI ANALYSIS

Cross-Over Region

Termocouple position

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Riser - FCC

PÚBLICO

Entrada Primária - Gas

Entrada Secundária (Gas +

Catalisador)

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Inserção no Topo

Riser - FCC

Inserção no Topo

Menor velocidade de or velocidade de or velocidade de or velocidade de impacto das partículas impacto das partículas impacto das partículas impacto das partículas

sólidas sólidas sólidas sólidas

Verificação de regiões de maior velocidade e

também de acúmulo de catalisador

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Aplicações:

– Equipamentos

• Fornos

PÚBLICO

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• Avaliação de

desempenho

Radiation _Chamber

Outflow

Fornos

Tubes

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Fornos

PÚBLICO

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(39)

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Aplicações:

– Tubulações

• Regimes de Escoamento Bifásico: Slug e Anular

PÚBLICO

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R el at iv e F lo w R at e [ Liquid Gas

Regime Slug

Time [s] R el at iv e F lo w R at e [ ]

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CASO 1

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Regime Slug

PÚBLICO

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CASE 2

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Regime Anular

PÚBLICO

• Escoamento Horizontal

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