Aprimoramento de um modelo para a simulação dinâmica de um forno de craqueamento de etano

Abstract

A pirólise de etano é um importante processo na indústria petroquímica que ocorre por meio da passagem de uma mistura de etano e vapor através de uma serpentina (reator), localizada no interior de um forno a gás, com o objetivo de produzir eteno e outras olefinas leves. Reações secundárias indesejáveis ocorrem durante a pirólise e levam a formação de coque (carbono solidificado) sobre a superfície interna do reator. O mesmo causa um aumento na perda de carga e redução na transferência de calor e por isso deve ser retirado periodicamente, sendo este o indicativo do fim de uma campanha do reator. O processo de remoção do coque é uma atividade muito custosa para uma planta industrial e, por essa razão, um modelo que seja útil para prever o perfil de coque formado nos tubos em função das condições de operação é essencial para otimizar gastos da indústria. Desta forma, buscou-se neste trabalho aprimorar um modelo de um forno de etano previamente desenvolvido com a finalidade de melhorar sua capacidade preditiva e eficiência, implementando novas equações de taxa cinética para a formação de coque. Além disso, foram feitas análises para verificar a influência da imprecisão de dados como a massa específica do coque, considerando uma faixa de possíveis valores encontrados na literatura. Utilizou-se o simulador de processos EMSO para realizar os testes. Os resultados obtidos apontaram que é possível melhorar a resposta de parâmetros como a espessura de coque formada e a perda de carga obtida se comparado com dados da literatura e dados típicos de uma planta industrial.