Uma usina europeia de craqueamento de vapor buscava obter maior produção de vapor de diluição ao reduzir a viscosidade do fundo da coluna de têmpera de óleo e aumentar a temperatura do fundo.
A viscosidade do óleo de têmpera é afetada sobretudo pela presença de polímeros e de coque. Partículas de coque entram na coluna com a alimentação de gás craqueado proveniente dos fornos por meio dos trocadores da linha de transferência (TLE), enquanto as reações de polimerização ocorrem como resultado da presença de moléculas insaturadas.
Níveis elevados de coque e/ou polímeros aumentam consideravelmente a viscosidade, o que afeta a tendência de incrustação nos resfriadores de têmpera de óleo. Isso, por sua vez, reduz a transferência de calor na unidade, o que afeta a capacidade de produção de vapor de diluição e aumenta os custos de produção e de manutenção.
Para atingir o objetivo de menor viscosidade do óleo de têmpera, a Veolia recomendou o uso de um dispersante Petroflo, que contém uma mistura solúvel de terminadores de cadeia nos hidrocarbonetos criados para inibir a incrustação de polimerização de radicais livres na presença ou na ausência de oxigênio.
O desempenho superior no controle de incrustação pode ser obtido pelo uso de uma combinação de inibidores e de tecnologia de dispersantes, como o Petroflo. A Veolia realizou várias análises e simulações de testes laboratoriais para verificar os valores de viscosidade tratada e não tratada de óleo de têmpera. Os resultados obtidos são mostrados na figura 1.
Uma combinação de um anti-incrustante-antioxidante da Veolia e de um dispersante em alta temperatura forneceu o melhor resultado durante os testes de simulação em laboratório. O programa de tratamento foi adaptado para inibir a polimerização induzida com temperatura e peróxidos, diminuir a atividade catalítica do ferro solúvel e evitar a aglomeração e a deposição de partículas.
Resultado
A Veolia empregou a análise de regressão múltipla (modelagem MRA) para avaliar o impacto do programa de tratamento na viscosidade e na produção de vapor de diluição. A comparação da viscosidade do óleo de têmpera e da temperatura de fundo da coluna por um período tratado e um período anterior não tratado mostra claramente que a implementação do anti-incrustante multifuncional Petroflo permitiu que a coluna operasse a uma viscosidade menor e a uma temperatura mais elevada (figura 2).
Figura 2: Viscosidade de óleo de têmpera vs. temperatura do fundo (dados de 5 anos)
Durante uma série tratada que durou mais de 4 anos, a temperatura de fundo medida em relação à prevista, com base no efeito de incrustação típica, mostrou uma dispersão crescente enquanto as temperaturas medidas continuavam estáveis. A redução da viscosidade na torre de têmpera de óleo pelo tratamento anti-incrustação da Veolia evitou a polimerização e manteve a temperatura de fundo em níveis de produção elevados sem precisar de tempo de inatividade ou de manutenção (figura 3).
Durante o período operacional de 4 anos, a tecnologia da Veolia controlou a incrustação do sistema ao diminuir a viscosidade do óleo de têmpera em aproximadamente 5-10 cPs, o que permitiu aumentar a produção de vapor de diluição para 2,5 Ktons/mês.
O valor realizado pela tecnologia Petrolofo foi reconhecido pelo cliente como de grande impacto à operação. O cliente notou vários pontos de melhoria na unidade, principalmente:
- Aumento de produção de vapor e redução dos custos de energia, avaliados em mais de US$ 400.000
- Redução nas atividades de manutenção, nos custos de limpeza e na limitação de produtividade
- ROI estimado > 400%