O que é hidroprocessamento em refinarias?
O hidroprocessamento em refinarias é um processo de tratamento catalítico utilizado para remover enxofre, nitrogênio, oxigênio, metais e outros contaminantes de correntes de hidrocarbonetos, visando melhorar a qualidade do produto e proteger equipamentos críticos. Esta página descreve as causas da incrustação em unidades de hidroprocessamento, os desafios enfrentados pelas refinarias e as soluções de filtração e coalescência que melhoram a confiabilidade e a vida útil do sistema.
Necessidades de refinarias para hidroprocessamento
As refinarias dependem do hidroprocessamento para atender aos requisitos críticos de produção e confiabilidade, incluindo a necessidade de:
- Alcançar as quotas de produção de gasolinas e diesel com baixo teor de enxofre através do hidrotratamento confiável de matérias-primas de destilação direta e craqueadas que, de outra forma, se tornariam gargalos .
- Fornecer combustíveis para transporte consistentemente "límpidos e brilhantes" que atendam às expectativas de clareza e aparência do produto.
- Evite paradas não planejadas causadas pelo acúmulo de resíduos nos trocadores de calor de alimentação/efluentes.
- Evite aumentos na pressão diferencial (ΔP) do leito catalítico, que podem reduzir a duração da operação e forçar desligamentos prematuros.
- Manter a atividade do catalisador durante toda a campanha, evitando a desativação precoce que afeta a produtividade da unidade e a qualidade do produto.
- Atenda às especificações cada vez mais rigorosas de combustíveis limpos, impulsionadas pela evolução das exigências ambientais e regulamentares.
- Reduzir problemas de turbidez no produto e minimizar a carga de sal no leito de tratamento subsequente, evitando custos elevados com sal e trocas desnecessárias.
- Garantir consistentemente as especificações de secagem a jusante dos secadores a vácuo e evitar gargalos no secador causados pelo excesso de água no fluxo do processo.
Por que as unidades de hidroprocessamento apresentam problemas de incrustação e confiabilidade?
As refinarias podem enfrentar os seguintes problemas:
- Incrustação do catalisador e ciclos de produção mais curtos.
- Dificuldade em atender às especificações do produto
- Incrustação do trocador de calor e aumento de ΔP
- Incrustação e erosão do compressor devido ao arraste de líquido/sólido.
- Contaminação por água ou hidrocarbonetos que entra nas unidades a jusante
- Aumento dos custos operacionais e tempo de inatividade não planejado.
- Gargalo na secadora causado por excesso de água
- Problemas de qualidade do produto que sobrecarregam os leitos de sal.
Quando os contaminantes não passam pela separação a montante, eles se acumulam em trocadores de calor, leitos catalíticos e sistemas de recirculação de gás, causando incrustações, instabilidade e tempo de inatividade. A filtragem e coalescência direcionadas em pontos-chave são essenciais para evitar essas falhas.
Desafios e soluções no hidroprocessamento
| Desafio | Por que isso acontece? | Abordagem da solução | Tecnologias típicas | O que isso ajuda a alcançar |
|---|---|---|---|---|
| Tempo de inatividade não programado | Preparação da alimentação com desvio de sólidos/líquidos e incrustação do catalisador; ΔP aumenta e a duração da operação diminui. | Aprimorar a remoção de sólidos e líquidos a montante para estabilizar a qualidade da alimentação no reator. | Filtros de alto fluxo com pregas/profundidade (ex.: Ultipleat™ High Flow ), coalescedores líquido/líquido quando aplicável. | Campanhas mais longas, menos interrupções não planejadas. |
| Atender às especificações do produto | A contaminação por partículas e água afeta o desempenho do reator/separador e a qualidade do produto final. | Melhore a limpeza da alimentação e refine os fluxos subsequentes para manter as especificações. | Filtros de alto fluxo para remoção de sólidos; AquaSep® EL/XS para remoção de água. | Produto consistente dentro das especificações e operação unitária estável. |
| Incrustação e erosão de compressores | A presença de aerossóis e partículas finas de líquido/sólido no gás de reciclagem de hidrogênio causa incrustações/erosão e desligamentos. | Coalescência líquido/gás de alta eficiência para remoção de aerossóis, gotículas e partículas finas. | Coalescedores SepraSol™ Plus e Medallion™ HP; potes de extração, filtros de malha, dispositivos ciclônicos, conforme necessário. | Menos incrustações, menos paradas, maior confiabilidade do compressor |
Soluções ampliadas
- Tempo de inatividade não programado: A remoção de sólidos e contaminantes a montante evita a incrustação do catalisador, reduz o aumento de ΔP e estabiliza a duração do processo de hidrotratamento/hidrocraqueamento.
- Atendimento às especificações do produto: A limpeza da alimentação afeta diretamente a qualidade subsequente. A redução da contaminação por partículas e água ajuda a manter as especificações exigidas do produto e o desempenho do equipamento. Saiba mais aqui.
- Incrustação e erosão em compressores : coalescedores líquido/gás de alta eficiência removem aerossóis e partículas, protegendo equipamentos rotativos. Inclui vasos KO, filtros de malha, separadores ciclônicos e coalescedores de alta eficiência SepraSol™ Plus e Medallion™ HP, proporcionando remoção de 99,99% em partículas de 0,3 mícron e ~1 ppm a jusante (de acordo com os procedimentos de teste ANSI/CAGI 400 modificados).
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Fluxograma do processo de hidroprocessamento
O fluxograma descreve a circulação do hidrogênio, os estágios do catalisador e as etapas de separação, mostrando onde a contaminação entra e onde a filtragem protege o equipamento. Utilize o diagrama para rastrear as causas principais e identificar onde é necessária a remoção de sólidos, água e hidrocarbonetos.
Produtos:
Beneficiar: Proteja os leitos catalíticos de hidrotratamento; reduza o tempo de inatividade não planejado.
Produtos:
Beneficiar: Remover água livre e emulsionada; evitar danos ao leito catalítico.
Produtos:
Beneficiar: Redução dos custos operacionais através de maior vida útil dos elementos; diminuição da incrustação.
Produtos:
Beneficiar: Obter produtos finais "claros e brilhantes"; melhorar a eficiência da unidade.
Produtos:
Beneficiar: Reduzir a contaminação que leva à corrosão do removedor/neutralizador; diminuir a carga no leito de sal.
Produtos:
Beneficiar: Melhorar a confiabilidade do compressor; reduzir o tempo de inatividade não programado.
Produtos:
Beneficiar: Reduzir a incrustação da turbina/queimador; melhorar a estabilidade.
Veja como funcionam os coalescedores Pall
Coalescedores Líquido/Líquido Explicados
Este vídeo oferece uma visão geral de como os coalescedores líquido/líquido removem água e líquidos da fase dispersa para proteger os leitos catalíticos e os equipamentos subsequentes.
Coalescedores Líquido/Gás Explicados
Este vídeo demonstra como os coalescedores líquido/gás previnem o arraste de aerossóis e líquidos em fluxos de hidrogênio reciclado e de gás de reposição, ajudando a evitar o entupimento do compressor.
Perguntas frequentes
Quais contaminantes devem ser removidos no hidroprocessamento?
Compostos de enxofre, nitrogênio e oxigênio, metais, água e partículas sólidas reduzem a atividade do catalisador e causam incrustações a montante ou a jusante.
Por que os compressores ficam obstruídos em unidades de hidroprocessamento?
O arraste de líquidos e sólidos no fluxo de gás de reciclagem de hidrogênio causa erosão e incrustações nos componentes internos do compressor.
Como os coalescedores melhoram a confiabilidade?
Eles removem aerossóis, gotículas e partículas sólidas finas dos fluxos de gás para reduzir o risco de danos ao compressor e melhorar o tempo de atividade.
Quais tecnologias melhor prolongam a vida útil dos produtos em produção?
Filtros de alta eficiência e alto fluxo, além de coalescedores SepraSol™ Plus / Medallion™ HP, posicionados em pontos críticos de entrada de contaminantes.
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Hidroprocessamento
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