Otimização da recuperação de hexano no processo de produção do PEAD

Abstract

A fábrica de PEAD da Repsol Polímeros (Sines) utiliza hexano como o solvente responsável pela formação da suspensão no reator, tendo depois uma secção de recuperação destinada a este composto. O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito da otimização da recuperação de hexano. Observou-se que os locais que representam maior perda de solvente são os condensadores de compostos voláteis orgânicos (VOC's), tendo-se procedido à simulação de seis condensadores no software Aspen HYSYS V12.1. As simulações foram primeiramente calibradas utilizando os dados de design dos respetivos equipamentos, podendo depois ser aplicadas a casos concretos a fim de proceder à sua verificação. Para esta análise foram considerados os três grades mais produzidos anualmente, tendo-se realizado uma simulação por grade e por equipamento. Concluiu-se que o condensador E 7008 é aquele onde se obtém uma maior recuperação e o E 3007 é o que apresenta menor recuperação, sendo o responsável por 58% das perdas atuais. Foi possível realizar análises de sensibilidade às variáveis que mais influenciam a recuperação de hexano: o caudal de utilidade (brine) e a temperatura de entrada da utilidade. A par com as análises de recuperação de hexano realizaram-se também gráficos custo-benefício para auxiliar na elaboração das propostas de melhoria. Verificou-se que um aumento em, aproximadamente, 15% no caudal total de brine resulta numa recuperação adicional de 238 t/ano. A redução da temperatura de entrada do brine em 2ºC, resulta num aumento da recuperação em 96 t/ano. A nível das alterações do caudal de circulação da utilidade nos equipamentos, a proposta realizada envolve um gasto adicional de 32 mil €/ano, com um ganho adicional de 323 mil €/ano. No que diz respeito à diminuição da temperatura do brine, a proposta realizada envolve um gasto adicional de 12 mil €/ano, com um ganho adicional de 125 mil €/ano, considerando preços médios. Aplicando as duas propostas, há um aumento na recuperação em 398 t/ano e obtém-se o lucro mais elevado para o caso médio e melhor caso. Considerando o pior caso, deve dar-se prioridade ao aumento do caudal de circulação de brine.

The HDPE plant of Repsol Polímeros (Sines) uses hexane as the solvent responsible for the formation of the suspension in the reactor and has a recovery section dedicated to this compound. This work was carried out within the scope of optimizing hexane recovery. It was observed that the locations representing the greatest solvent loss are the volatile organic compound (VOC) condensers. Consequently, six condensers were simulated using the Aspen HYSYS V12.1 software. The simulations were initially calibrated using the design data of the respective equipment, allowing them to later be applied to specific cases for verification. For this analysis, the three most annually produced grades were considered, with a simulation performed for each grade and each piece of equipment. It was concluded that condenser E 7008 yields the highest recovery, while E 3007 demonstrates the lowest recovery, being responsible for 58% of current losses. Sensitivity analyses were performed on the variables that most influence hexane recovery: the utility flow rate (brine) and the inlet temperature of the utility. Alongside hexane recovery analyses, cost-benefit graphs were also created to aid in the development of improvement proposals. It was found that an approximate 15% increase in the total brine flow rate results in an additional recovery of 238 tons per year. A reduction of the brine inlet temperature by 2°C leads to an increase in recovery by 96 tons per year. Regarding changes in the circulation flow rate of the utility in the equipment, the proposal involves an additional cost of €32,000 per year, with an additional gain of €323,000 per year. Concerning the reduction of brine temperature, the proposal entails an additional cost of €12,000 per year, with an additional gain of €125,000 per year, considering average prices. By applying both proposals, there is an increase in recovery of 398 tons per year, achieving the highest profit in both the average and best-case scenarios. In the worst-case scenario, priority should be given to increasing the circulation flow rate of the brine.