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Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos Prof.: Evaristo C. Biscaia Jr. Argimiro R. Secchi 2013/3

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Page 1: Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel

José Izaquiel S. da Silva

COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

Prof.: Evaristo C. Biscaia Jr.

Argimiro R. Secchi

2013/3

Page 2: Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

Refino de petróleo: Importância do HDTIntrodução

Page 3: Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

Trickle-Bed Reactor

Korsten e Hoffmann, 1996.

Introdução

Page 4: Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

Modelo Proposto

Korsten e Hoffmann, 1996; Mederos e Ancheyta, 2007.

Page 5: Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

Modelagem matemática do processo

Balanço de massa:

Fase gasosa:

Fase líquida:

Fase sólida:

Mederos e Ancheyta, 2007.

Modelo Proposto

Page 6: Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

Modelo Proposto

Modelagem matemática do processo

Balanço de energia:

Fase gasosa:

Fase líquida:

Fase sólida:

Mederos e Ancheyta, 2007.

Page 7: Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

Correlações para estimar as propriedades do gás/óleo

Modelo Proposto

Mederos e Ancheyta, 2007.

Page 8: Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

Condições de contorno:

Em z = 0

Em z = L

Condições de Operação

Mederos e Ancheyta, 2007.

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Algumas propriedades da operação do sistema:

Propriedade Valor

API 22

Peso molecular do óleo 441,9

Temperatura média de ebulição 476 ºC

Comp. Sulfurado 2000 (wt%)

Diâmetro equivalente da particula 2,54 mm

Velocidade superficial do gás 0,28 cm/s

Velocidade superficial do líquido 1,75*10-2 cm/s

Pressão 5,3 MPa

Condições de Operação

Mederos e Ancheyta, 2007.

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Integrador numérico/solução do problema:

SUNDIALSDASSLC

Discretização

Condições de Operação

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Mederos e Ancheyta, 2007.

Resultados e Discussão

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Mederos e Ancheyta, 2007.

Resultados e Discussão

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Resultados e Discussão

Mederos e Ancheyta, 2007.

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Resultados e Discussão

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Resultados e Discussão

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Resultados e Discussão

Page 17: Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

Considerações finais

Representatividade do modelo utilizado;

Investimentos em pesquisas;

Utilidade dos métodos numéricos;

Parâmetros do modelo;

Objetivo deste curso;

Considerações

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KRAUSE, B. B. Simulação da desativação de catalisadores NiMo/Al2O3 em uma unidade industrial de hidrotratamento. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química). PEQ/COPPE/UFRJ. 2011.

KORSTEN, H.; HOFFMANN, U. Three-Phase reactor model for hydrotreating in pilot tricke-bed reactors. AIChE J. 42 (1996) 1350.

MEDEROS, F. S.; ANCHEYTA, J. Mathematical modeling and simulation of hydrotreating reactors: Cocurrent versus countercurrent operations. Applied catalysis A: General 332, 821 (2007).

Referências Bibliográficas:

Page 19: Modelagem matemática e simulação do processo de hidrotratamento de diesel José Izaquiel S. da Silva COQ862 - Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos

OBRIGADO!