Fluid dynamics assessment of hydrotreating reactors of diesel oil

Orientador: José Roberto NunhezDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuímicaResumo: Neste trabalho, a Fluidodinâmica Computacional (CFD) foi usada para investigar o hidrotratamento de diesel (Hidrodessulfurização (HDS) e Hidrodesaromatização (HDA)) em um reator de leito fixo (TBR) em escala de laboratório. O modelo CFD utilizou uma abordagem Euleriana-Euleriana multifásica e modelos de interação interfásicos. Foram empregados, também, modelos de distribuição de porosidade para partículas trilobes, transferência de massa e reações químicas. As simulações foram realizadas em condições isotérmicas e transientes e o leito foi considerado como sendo completamente molhado. Na primeira fase do trabalho, o modelo proposto foi validado. Depois, um reator em arranjo contra-corrente foi simulado e os resultados foram comparados a um reator com fluxo paralelo. Os parâmetros analisados foram conversão, queda de pressão e holdup de líquido em função das variações de pressão, temperatura, velocidade dos fluxos de gás e líquido. A influência da porosidade sobre a velocidade do líquido, também, foi investigada. Finalmente, verificou-se a influência do Liquid Hourly Space Velocity (LHSV), temperatura, razão das vazões gás-líquido na pressão parcial de H2S. Os resultados para os dois arranjos de reatores foram similares apesar do reator em contra-corrente ter alcançado conversões mais baixasAbstract: In this work, the Computational Fluid Dynamics (CFD) was used to investigate the hydrotreating diesel (Hydrodesulfurization (HDS) and Hidrodesaromatização (HDA)) in a fixed bed reactor (TBR) in laboratory scale. The CFD model used an Eulerian-Eulerian multiphase approach and interphase interaction models. A porosity distribution models for trilobes particle mass transfer and chemical reactions were used too. The simulations were performed under isothermal and transient conditions and the bed was considered to be completely wetted. In the first phase of work, the proposed model was validated. Then a reactor in countercurrent arrangement was simulated and the results were compared to a reactor with parallel flow. The parameters analyzed were conversion, pressure drop and liquid holdup due to the pressure changes, temperature, speed of the gas and liquid flows. The influence of porosity on the velocity of the liquid also was investigated. Finally, there is the influence of the Liquid Hourly Space Velocity (LHSV), temperature, ratio of the gas-liquid outflow in the partial pressure of H2S. The results for the two arrangements reactors were similar despite the reactor in countercurrent have reached lower conversionsMestradoDesenvolvimento de Processos QuímicosMestre em Engenharia Química131239/2014-7CNP