Estudo do processo de tratamento de água ácida de refinaria utilizando injeção de vapor e solução de hidróxido de sódio

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Data
2023-07-06
Autores
Gasparini, Felicia Capozzoli [UNIFESP]
Orientadores
Komesu, Andrea [UNIFESP]
Tipo
Trabalho de conclusão de curso de graduação
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Resumo
A água é um componente utilizado em basicamente todas as etapas do refino de petróleo. Grandes volumes são consumidos diariamente e, pelo contato da água com compostos presentes no petróleo como os benzenos, ácidos orgânicos, hidrocarbonetos, é formada uma corrente conhecida como água ácida, onde os principais componentes são o NH3 e o H2S. A água ácida fenólica possui também concentrações de fenóis, cloretos, cianeto, sais orgânicos e inorgânicos não voláteis em sua composição. Essa água passa pela Unidade de Tratamento de Águas Ácidas (UTAA), para que possa ser reutilizada na refinaria ou descartada no ambiente. Com isso, o objetivo deste trabalho foi estudar diferentes aspectos do processo de tratamento da água ácida, estudando diferentes configurações de torre de separação e de água ácida e a influência da soda cáustica e vapor de água na eficiência do processo e no cumprimento das exigências legais, com o auxílio do software comercial Aspen Plus. No software, foi utilizado o modelo de torre RADFRAC e o modelo termodinâmico escolhido foi o ELECNRTL, por causa das características da água ácida. Foram realizados três estudos analisando a concentração de NH3, H2S e HCN na corrente esgotada e a temperatura de gás de topo, em relação aos limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 430/2011. O primeiro estudo comparou três águas ácidas com concentrações diferentes de NH3 e H2S numa configuração de torre específica. Já o segundo estudo, observou a variação da Posição de Entrada da Água Ácida (Pe), a Temperatura da Água Ácida (TAA) e o Número de Pratos da Torre (Np) utilizando injeção de vapor. Por fim, o terceiro estudo analisou a injeção de uma corrente de solução de NaOH, variando sua Temperatura (T_NaOH), sua Concentração (C_NaOH) e sua Posição de Entrada (Pe_NaOH), no sistema de tratamento. No primeiro estudo, foi obtido uma eficiência do processo de praticamente 100% para as três águas ácidas estudadas. No segundo, o Pe = 2, TAA = 100°C e Np=30 foram os dados que mostraram maior separação dos componentes da água ácida e que estavam dentro da legislação. No terceiro e último estudo, a T_NaOH = 100°C obteve concentrações menores de NH3 e H2S na corrente esgotada, porém, fora dos limites estabelecidos pela legislação. Da C_NaOH = 10 mg/l a C = 40 mg/l, foi obtida água esgotada com concentrações dentro da legislação, e o Pe_NaOH = 9 foi o mais eficiente, sendo o único que obteve a corrente esgotada dentro dos limites exigidos. Foi observado que o comportamento da corrente de NaOH foi semelhante ao obtido utilizando vapor, ou seja, com o aumento da temperatura e diminuição da concentração da soda cáustica, melhor era a retirada do NH3 e H2S da água. Portanto, um estudo mais detalhado deve ser realizado para verificar a não concordância dos resultados com a literatura.
Descrição
Citação
GASPARINI, Felicia Capozzoli. Estudo do processo de tratamento de água ácida de refinaria utilizando injeção de vapor e solução de hidróxido de sódio. 2023. 48 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Ambiental) - Instituto do Mar, Universidade Federal de São Paulo, Santos, 2023.