Estudo da influência das condições de operação sobre o escoamento gás-sólido e rendimento do riser de FCC via CFD e ánalise estatística

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pelissari, Daniel Cícero, 1989-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636056
Resumo: Orientador: Milton Mori
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Desta forma, o presente trabalho avaliou a influência das variáveis operacionais sobre a conversão da carga e sobre o rendimento de diesel e de gasolina. Para tal, simulou-se um escoamento gás-sólido reativo tridimensional baseado em uma abordagem Euleriana-Euleriana. Para representar de forma mais fidedigna o processo de FCC, os aspectos fluidodinâmicos e cinéticos do processo foram avaliados, tais como a influência dos modelos de arraste e de turbulência, modelos de desativação do catalisador e a incorporação da formação do coque no catalisador. Foi possível observar que, tanto os modelos de arraste quanto os modelos de turbulência, influenciam na fluidodinâmica e na performance do riser, sendo também observado que se faz necessário um estudo em conjunto desses parâmetros. A análise da incorporação do fenômeno de formação do coque no catalisador mostrou influência nas simulações em que foi utilizado o modelo de desativação em função do teor de coque. O estudo de sensibilidade da performance do riser para diferentes condições operacionais mostrou que as variáveis operacionais devem ser analisadas juntas para melhor determinação das condições operacionais ótimas. Além disso, foram gerados meta-modelos, os quais relacionam o rendimento de diesel, gasolina e conversão da carga com a composição da carga, temperatura do catalisador, relação catalisador/óleo e porcentagem de vapor. Em geral, os resultados obtidos no presente trabalho salientam a importância do estudo dos modelos fluidodinâmicos e cinéticos a serem aplicados nas simulações FCC, uma vez que influenciam o desempenho do riserAbstract: In the fluidized catalytic cracking (FCC) process, heavy petroleum fractions are converted into more relevant commercial products such as gasoline and diesel. One of the advantages of this process is its flexibility, which makes it possible to adjust the product profile to the market demand, by controlling the operational variables. In addition, these operational variables can be adjusted according to the composition of the feedstock. Thus, the present work evaluated the influence of the operational variables on the feedstock conversion and on the yield of diesel and gasoline. For this, a three-dimensional reactive gas-solid flow was simulated based on an Eulerian-Eulerian approach. In order to more accurately represent the FCC process, the fluid dynamic and kinetic aspects of the process, such as the influence of drag and turbulence models, catalyst deactivation models and the incorporation of coke formation in the catalyst were evaluated. It was possible to observe that both the drag models and the turbulence models influenced the fluid dynamics and the performance of the riser, being also observed that a joint study of these parameters is necessary. The analysis of the incorporation of the coke formation in the catalyst showed influence in the simulations in which the deactivation model was used as a function of the coke content. The sensitivity study of the riser performance for different operating conditions showed that the operational variables should be analyzed together for better determination of optimal operating conditions. In addition, meta-models were generated, relating the diesel, gasoline and feed conversion to feed composition, catalyst temperature, catalyst/oil ratio and steam percentage. In general, the results obtained in the present work emphasize the importance of the study of the fluid dynamic and kinetic models to be applied in the FCC simulations, since they influenced the performance of the riserDoutoradoEngenharia QuímicaDoutor em Engenharia QuímicaCAPES1603274  [s.n.]Mori, Milton, 1947-Meier, Henry FrançaMartignoni, Waldir PedroSilva Júnior, João Lameu daLopes, Gabriela CantarelliUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASPelissari, Daniel Cícero, 1989-20192019-04-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (135 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636056PELISSARI, Daniel Cícero. Estudo da influência das condições de operação sobre o escoamento gás-sólido e rendimento do riser de FCC via CFD e ánalise estatística. 2019. 1 recurso online (135 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636056. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1087885Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-05-21T09:54:48Zoai::1087885Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-05-21T09:54:48Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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