Modeling and simulation of process for fuel gas

A primeira etapa do processo de refino é a destilação primária. Nela, são extraídas do petróleo as principais frações, que dão origem à gasolina, óleo diesel, nafta, solventes, querosene, além de parte do GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) ou gás de cozinha. Em seguida o resíduo da destilação primária é processado na destilação à vácuo, na qual é extraído do petróleo mais uma parcela de diesel, além de frações de um produto pesado chamado Gasóleo, destinado à produção de lubrificantes ou a processos mais sofisticados, como o Craqueamento Catalítico Fluidizado (CCF), onde o Gasóleo é transformado em GLP, gasolina e óleo diesel. Entretanto, buscou-se, neste trabalho, uma diretriz para o estudo de problemas de interesse em química aplicada. Essa diretriz está relacionada à área petroquímica que é de importância fundamental para o desenvolvimento econômico do País. Este trabalho considerou uma unidade de tratamento de gás combustível (GC) proveniente do refino de petróleo, mais especificamente proveniente do Craqueamento Catalítico Fluidizado (CCF), cuja finalidade é extrair componentes ácidos tais como sulfeto de hidrogênio (H2S) e gás carbônico (CO2) presentes nestes gases, utilizando para isto uma solução de dietanolamina (DEA). O objetivo do estudo foi analisar os dados de solubilidade de equilíbrio desses gases ácidos na solução de dietanolamina, por meio de dados de equilíbrio DEA-H2S-CO2 conhecidos na literatura, possibilitando realizar uma modelagem e simulação do processo de tratamento de gás combustível na Refinaria do Planalto Brasileiro (REPLAN). Assim sendo, de acordo com a análise prévia da solubilidade dos gases ácidos, tipos de recheio na torre absorvedora, altura efetiva da coluna absorvedora, diâmetro da coluna, fluxos de entrada e saída da coluna, concentração de solução de DEA dentre outros parâmetros, foi simulado o processo de tratamento de gases ácidos utilizado na Refinaria do Planalto Brasileiro, possibilitando conhecer o comportamento da torre absorvedora no sistema de tratamento de gases ácidos.Atmospheric distillation is the first processing petroleum undergoes in a refinery, which produces fractions that after further processing constitute final products such as fuel gas, liquefied petroleum gas (LPG), gasoline, kerosene and diesel. The atmospheric distillation residue is subsequently processed in a vacuum distillation column, in which a heavy product, named gasoleum, is obtained. Gasoleum is a feedstock to other sophisticated processes like the fluidized catalytic cracking (FCC), which produces more fuel gas, LPG, gasoline and diesel. This study considered a fuel gas treating unit which absorbs acid gases, namely H2S and CO2, from a fuel gas originated in an FCC unit, using a diethanolamine solution. The objective of the study was to model the operating conditions of a fuel gas treating unit using DEA to absorb CO2 and H2S. Taking into account the acid gases solubilities, the column height, diameter and packing, and stream flow rates among other parameters, the process was modeled. The process is part of the Refinaria do Planalto (REPLAN), a Petrobras refinery