Avaliação de eficiência energética da coluna desbutanizadora em uma UPGN

Abstract

O processo de separação mais utilizado nas indústrias químicas e petroquímicas é a destilação. Entretanto, este processo é conhecido por possuir baixo desempenho no que diz respeito ao consumo energético. O apelo pela diminuição do consumo de energia é cada vez maior, por conta de aspectos ambientais e pela elevação da demanda energética mundial. Com isso, é essencial que as colunas de destilação em operação e em fase de projeto sejam avaliadas do ponto de vista de desempenho energético, a fim de otimizar sua operação e buscar alternativas para arranjos mais eficientes. Neste contexto, é apresentado um estudo sobre as diferentes abordagens utilizadas para a avaliação da eficiência energética de colunas de destilação. Os métodos de avaliação foram utilizados para verificar o desempenho de uma coluna desbutanizadora de uma UPGN, utilizando dados obtidos a partir de simulação estacionária da mesma. Foram estudadas três abordagens diferentes: uma delas referente a análises termodinâmicas rigorosas, que resultaram em um índice de eficiência exergética de 23,94%; outra que faz uso do método short-cut de Underwood para a obtenção de um diagrama de Vmín, com o qual foi possível verificar oportunidade de redução de 35,4% na vazão de vapor de topo da coluna, sem modificar a especificação dos produtos. Por fim, foi proposta uma abordagem que utiliza a simulação da coluna para obtenção de dados de operação de forma a gerar gráficos de nível que possibilitam relacionar a recuperação de produtos e a eficiência exergética com a vazão de vapor no topo e com a vazão de produto destilado. Os métodos estudados mostraram que o consumo energético da coluna desbutanizadora pode ser reduzido, para o ponto de operação do caso base.