Modelo virtual 3D de unidade de craqueamento catalítico fluidizado com simulação de fluxo de processo de escoamento em ciclo fechado

Abstract

Na indústria, a constante criação e modificação de projetos pilotos e protótipos para verificação das características físicas e operacionais do equipamento faz com que os custos de desenvolvimento e aperfeiçoamento de novos produtos seja elevado. A literatura demonstra a importância existente na realização de simulações através de recursos computacionais, seja para análise da resistência ou para o estudo da fluídodinâmica. Portanto, o presente trabalho refere-se a criação de unidade piloto virtual 3D de FCC, com as mesmas características físicas da unidade experimental presente no DEN e ainda a simulação das condições de operação iguais ao da unidade experimental. Os dados de entrada são vazão de entrada do ar, vazão de entrada de sólidos, pressão, densidade e tamanho da partícula. Com as simulações realizadas, conseguiu-se a convergência dos valores de pressão e vazão, para valores próximos aos medidos na unidade experimental nos mesmos pontos de medição através da transmissão gama. Também conseguiu-se obter valores de concentração de sólidos e velocidades de sólidos aproximados ao verificados na unidade física, validando assim as simulações computacionais. A unidade é composta por um riser, uma câmara de separação com 04 ciclones para separação de ar e catalisador e uma coluna de retorno de sólidos. No riser ocorre a mistura entre ar e catalisador. Na câmara de separação ocorre a separação de ar e catalisador, com o ar saindo pelo filtro superior e o catalisador caindo para parte inferior da câmara. Na coluna de retorno ocorre o retono do catalisador para o fluxo fechado, permitindo assim que o ciclo seja reiniciado. Ainda na coluna de retorno existe uma válvula de controle de entrada de catalisador.