Resumo: A pré-reforma adiabática de nafta é um processo com reação catalítica que implica em benefícios econômicos e operacionais, sendo que a modelagem do processo de pré-reforma é uma importante ferramenta a ser utilizada na otimização das condições operacionais e para fins de projeto. O processo de pré-reforma adiabática de nafta com o catalisador comercial CRG, cuja fase ativa é níquel suportado em alumina, foi estudado num reator industrial de leito fixo. As medidas de temperatura são fornecidas por trinta e dois termopares instalados axialmente no leito do reator. As temperaturas e pressões de entrada e de saída do pré-reformador foram obtidas diretamente dos registros de processo da Unidade Industrial. O reator operou num intervalo típico de temperatura que variou de 440 a 480°C com pressão total variando de 15 a 20 bar e razão molar na alimentação H2O/átomo-C igual a 3, durante uma campanha de 42 meses. Foram desenvolvidos modelos matemáticos pseudo-homogêneos, unidimensionais, em regime permanente com base em equações cinéticas. Foram obtidos os perfis de temperatura mediante simulação e os perfis de temperatura industriais para um único período de operação do reator. Os perfis de temperaturas simulados representaram a tendência dos dados industriais. A composição do efluente do reator obtida pela simulação de operação não apresentou uma boa estimativa das vazões molares de nafta, vapor, dióxido de carbono e metano presentes no produto, quando comparadas aos dados industriais. Os modelos estudados apresentaram as principais tendências do processo, mas revelaram-se incapazes de representá-lo quantitativamente. Acredita-se que seja devido ao equacionamento cinético inadequado para as características do processo de pré-reforma da PERÓXIDOS DO BRASIL.
Abstract: The adiabatic prereforming of naphtha is a catalytic process that presents both economical and operational benefits. A model of this process is an important tool to be used for optimizing the operational conditions and for design purposes.Adiabatic prereforming of naphtha design with the commercial catalyst CRG, a nickel catalyst supported by alumina, was studied in an fixed bed industrial reactor. The temperatures were measured by thirty-two thermocouples placed in an axial thermowell in the bed of the reactor. Temperature and pressure in the entrance and exit of the prereformer were obtained directly from data already recorded existing in the Industrial Unit. The reactor operated during 42 months in the temperature range 440ºC-480ºC, with total pressure varying from 15 to 20 bar and steam-to-carbon ratio at the inlet equal to 3. One-dimensional pseudo-homogeneous mathematical model, steady state was developed. In this model, the kinetic expressions of the Reforming, Methanation and Shift reactions were included. Measured and calculated temperature profiles were obtained for several operation periods of the reactor. The simulated temperature profiles reproduced qualitatively the original tendency of the industrial data. A comparison between the calculated and measured values showed that the model formulated mispredictions the process gas temperature and molar flow rates at the pre-reformer outlet. The models studied showed the main trends of the process, but have proved uncapable of representing them quantitatively. This is believed to be due to inadequate when considering the kinetic characteristics of the pre-reform reactor from PERÓXIDOS DO BRASIL. |
