Dimensionamento de um reactor para hidrogenação do refinado na refinaria do Porto

Abstract

O refinado da Fábrica de Aromáticos e Solventes da Refinaria do Porto apresenta um cheiro desagradável devido ao elevado teor de olefinas. Esta situação baixa a qualidade do refinado e a competitividade do mesmo no mercado. A presente dissertação pretende elaborar um estudo exploratório de viabilidade da implementação de uma unidade de hidrogenação catalítica, verificando se esta hipótese é uma alternativa viável e eficiente ao actual sistema de remoção de olefinas através do processo de polimerização catalítica. Pretende-se especificamente estudar a cinética da hidrogenação em fase gasosa das olefinas C5 a C9, contidas no refinado, na presença de benzeno e tolueno, num catalisador de Pd-S/γ-Al2O3 e fazer uma optimização paramétrica do reactor de modo a maximizar os produtos hidrogenados. Pretende-se também dimensionar outros equipamentos anexos ao reactor como o permutador de calor e a bomba que são necessárias para aquecer e transportar o refinado. Não havendo possibilidade alguma para a realização dos ensaios laboratoriais ou de test-runs no local de trabalho, todo o estudo, sobre a hidrogenação do refinado, foi iniciado e desenvolvido com base em dados da literatura. Os resultados obtidos, para um reactor de leito fixo isotérmico, mostram que o modelo proporciona uma boa previsão da hidrogenação do refinado, viabilizando tecnicamente a implementação de uma unidade de hidrogenação na Refinaria do Porto.

ABSTRACT: The raffinate of Porto refinery has a foul smell due to the high degree of olefins. This fact lowers the quality of the solvent and its competitiveness in the international market. The present work is a detailed study of the viability of the implementation of a catalytic hydrogenation unit to remove olefins from the raffinate, verifying if this is an efficient alternative unit for the actual purification system through the polymerization process. Most particularly this research relates to the analyses of the kinetics of vapor phase hydrogenation of olefins C5 to C9 in the presence of the benzene and toluene on palladium sulfide catalyst, Pd-S/γ-Al2O3, followed with a parametric optimization of the hydrogenation reactor to maximize hydrogenated products. It is also a goal of this work dimensioning other equipments annexed to the reactor as a heat exchanger and a pump that will be used to heat and to transport the gas mixture into the reactor. In the absence of the test runs, the whole study was developed based on literature data. The results from the simulation of an isothermic fixed bed reactor showed that the model used provides a good estimation for the raffinate hydrogenation, enabling an implementation of the hydrogenation unit at the Refinery.