Coqueamento retardado

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ - UESC 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E COMPUTAÇÃO - DEC 
ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
ALEXSANDER LOPES SOUZA 
 
 
 
 
 
 
Coqueamento Retardado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ILHÉUS 
2024 
Ciclo do tambor de coque 
O ciclo do tambor de coque transforma petróleo em coque, material usado como combustível e 
na produção de eletrodos para a indústria metalúrgica. A operação começa com o enchimento 
do tambor, onde o petróleo é aquecido. Depois, passam-se as etapas de purga, resfriamento, 
drenagem, abertura e descoqueamento, cada uma necessária para recuperar hidrocarbonetos 
e preparar o tambor para o próximo ciclo. Dois tambores funcionam em pares para garantir um 
fluxo contínuo de produção. A eficiência deste ciclo afeta diretamente a qualidade do coque, a 
rentabilidade e a segurança do processo, evitando problemas como pontos quentes e desgaste 
do equipamento. 
1. Enchimento do tambor de coque (24 h): Nesta etapa, o tambor é preenchido com a 
carga de coque. O tempo de enchimento pode variar dependendo da capacidade do 
tambor e da vazão de carga da unidade. 
2. Switch (0,5 h): Esta operação envolve a abertura e fechamento das válvulas que 
controlam a admissão de carga para o tambor vazio ou o corte de carga do tambor que 
já está cheio. É uma etapa crucial para a continuidade do processo. 
3. Purga do leito de coque com vapor (2 h): O objetivo da purga é recuperar os 
hidrocarbonetos que ficaram retidos no leito de coque. Isso é feito através da injeção 
de vapor d'água, que ajuda a reduzir o teor de matéria volátil (VCM) do coque. A purga 
é iniciada antes do corte de carga para evitar o fechamento dos canais na massa de 
coque, prevenindo a formação de pontos quentes durante o resfriamento. 
4. Resfriamento com água (para blowdown) (6 h): Antes da abertura do tambor, é 
necessário resfriar o leito de coque, que está a uma temperatura superior a 400 ºC. A 
água de resfriamento introduzida no tambor se vaporiza, provocando uma purga 
adicional dos compostos voláteis e resfriando o leito. Um resfriamento muito rápido 
pode causar deformações no tambor devido à diferença de expansão térmica entre o 
coque e o aço. 
5. Drenagem da água (2 h): Após o resfriamento, a água que foi utilizada para resfriar o 
leito de coque é drenada. Essa água é direcionada para um decantador de finos de 
coque, onde é recuperada e armazenada para reutilização. 
6. Abertura do tambor (1 h): O tambor é aberto para permitir a remoção do coque. Isso 
pode ser feito manualmente ou automaticamente, utilizando válvulas corrediças, o que 
proporciona maior agilidade e segurança operacional. 
7. Descoqueamento (4 h): Após a abertura do tambor, inicia-se a remoção do coque. Essa 
operação geralmente é realizada em duas etapas, onde o coque é perfurado e removido 
do tambor. 
8. Fechamento do tambor (1 h): Após a remoção do coque, o tambor é fechado 
novamente, preparando-o para o próximo ciclo de enchimento. 
9. Purga com vapor e teste de estanqueidade (1 h): Nesta etapa, o tambor é purgado com 
vapor para garantir que não haja vazamentos e que o sistema esteja estanque antes de 
iniciar um novo ciclo. 
10. Aquecimento do tambor (5 h): O tambor é aquecido novamente para preparar a 
próxima carga. O aquecimento é uma etapa crítica para garantir que o tambor esteja 
em condições adequadas para o próximo ciclo. 
11. Folga (1,5 h): Esta etapa é um período de espera ou folga, onde o sistema pode 
estabilizar antes de iniciar o próximo ciclo de operação. 
O ciclo completo de limpeza do tambor ocorre em um intervalo de tempo que varia geralmente 
entre 16 h e 24 h, dependendo da vazão de carga da unidade e das dimensões do tambor. 
 
Sistema blowdown 
O sistema de blowdown é uma parte crucial do processo de coqueificação, projetado para 
gerenciar e tratar os vapores efluentes gerados durante as etapas de purga, resfriamento e 
aquecimento dos tambores de coque. Este sistema atua na recuperação de hidrocarbonetos e 
na separação de fases, contribuindo para a eficiência e segurança do processo. 
Objetivos do sistema de blowdown 
1. Recolhimento de Vapores: O sistema é responsável por coletar os vapores que se 
formam durante as operações de purga e resfriamento dos tambores. Esses vapores 
contêm uma mistura de hidrocarbonetos e vapor d'água, que precisam ser tratados 
adequadamente. 
2. Resfriamento e Separação: Após a coleta, os vapores são resfriados para permitir a 
separação dos hidrocarbonetos da fase aquosa. O resfriamento é essencial para evitar 
a condensação de água, que pode levar à formação de emulsões e prejudicar a eficiência 
do sistema. 
3. Minimização de Perdas: O sistema de blowdown ajuda a minimizar as perdas de 
hidrocarbonetos, recuperando os vapores que, de outra forma, poderiam ser liberados 
no ambiente. Isso não apenas melhora a eficiência do processo, mas também contribui 
para a sustentabilidade ambiental. 
Componentes do sistema de blowdown 
• Vaso de blowdown: Este é o primeiro equipamento a receber os vapores efluentes dos 
tambores. O vaso é projetado para operar a altas temperaturas (cerca de 400 ºC) e deve 
manter a temperatura acima do ponto de condensação da água (aproximadamente 180 
ºC) para evitar a formação de emulsões. 
• Resfriador: O resfriador é utilizado para condensar os vapores de topo do vaso de 
blowdown, que contêm vapor d'água e hidrocarbonetos leves, antes de serem enviados 
para o separador água-óleo. 
• Separador Água-Óleo: Este equipamento é um separador trifásico que divide os 
efluentes em frações leves, água e óleo. A água é tratada separadamente, enquanto o 
óleo pode ser reprocessado ou enviado para outros processos. 
• Vaso de Resíduo: Este vaso é utilizado para receber resíduos e descargas de válvulas de 
segurança, ajudando a gerenciar o volume de hidrocarbonetos no sistema. 
Importância do sistema de blowdown 
O sistema de blowdown é fundamental para a segurança e eficiência nas unidades de 
coqueificação. Ele controla a pressão e a temperatura do sistema, evita problemas operacionais 
e assegura a continuidade do processo, além de otimizar a recuperação de produtos valiosos.