Estudo de Simulação de uma Coluna de Tratamento de Gases Ácidos – Repsol Sines Steam Cracker Caustic Scrubber

Abstract

Ao longo dos anos, tem-se verificado um aumento das emissões de gases ácidos pelas indústrias petroquímicas, que tem causado um grande impacto no ambiente e na vida da população mundial. Contudo, a busca por metodologias mais sustentáveis é um processo bastante desafiante, devido à necessidade de corresponder aos requisitos impostos pela legislação praticada na maioria dos países industrializados. A Repsol de Sines não permite a emissão de nenhum destes compostos para atmosfera, no entanto estes compostos estão associados a problemas no processo e nos equipamentos desta unidade. O CO2 contamina os produtos finais desejados e o H2S danificava os catalisadores de hidrogenação. Assim, com o objetivo de desenvolver uma metodologia eficaz na redução das emissões dos gases ácidos, a realização deste estudo teve como intuito a previsão, a análise e a validação de modelos de simulação, nomeadamente de Aspen HYSYS® e por zonas em Excel, da coluna T 2701 do complexo petroquímico da Repsol de Sines. Inicialmente, avaliou-se o comportamento da coluna T 2701 e as propriedades físico-químicas dos gases ácidos, de modo a desenvolver as estratégias e as metodologias a aplicar nos modelos de simulação, de acordo com as condições operatórias reais e dados da literatura. Neste estudo foram aplicadas duas correntes distintas de alimentação gasosa: A e B. Estas correntes apresentam especificações semelhantes, à exceção do caudal e da composição dos hidrocarbonetos e dos gases ácidos. A positiva validação dos modelos de simulação levou à realização de diferentes casos de estudos: variação do caudal dos gases ácidos na corrente de alimentação gasosa; variação do caudal de make up; variação do caudal dos condensados de turbina e variação da temperatura da corrente de alimentação gasosa. Os resultados obtidos destes estudos permitiram alcançar o objetivo principal deste trabalho, ou seja, a redução das emissões dos gases ácidos para 1 ppm. Tal, só foi possível atingir através da conjugação da variação dos caudais dos condensados de turbina com o de make up.

Over the years, there has been an increase in acid gas emissions (CO2 and H2S) from petrochemical industries, which has caused a major impact on the environment and on the life of the world population. However, the search for more sustainable methodologies is a very challenging process, due to the need to meet the requirements imposed by the legislation practiced in most industrialized countries. Repsol de Sines does not allow the emission of any of these compounds into the atmosphere, however these compounds are associated with problems in the process and in the equipment at this unit. CO2 contami-nates the desired end-products and H2S damages the hydrogenation catalysts. This re quires the development of improved technology with associated high costs. Thus, in order to develop an effective methodology to reduce acid gas emissions, this study aimed at the prediction, analysis and validation of simulation models, namely Aspen HYSYS® and zones of the T 2701 column of the petrochemical complex of Repsol Sines in Excel. Initially, the behavior of the T 2701 column and the physicochemical properties of the acid gases were evaluated in order to develop the strategies and methodologies to be applied in the simulation models, according to the actual operating conditions and litera-ture data. In this study two different gas feed streams were applied: A and B. These streams present similar specifications, except for the flow rate and the composition of hydrocarbons and acid gases. The positive validation of the simulation models led to different case studies: varia-tion of the acid gas flow rate in the gas feed stream; variation of the make up flow rate; variation of the turbine condensate flow rate, and variation of the temperature of the gas feed stream. The results obtained from these studies allowed us to achieve the main objective of this work, i.e., the reduction of acid gas emissions to 1 ppm. This was only possible to achieve through the combination of the variation of the turbine condensate flow rates with the make up condensate, as well as by increasing the temperature of the gas feed stream.