Análise de eficiência de seção de absorção gasosa de unidade de regeneração de ácido do processo Rüthner

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. Neste trabalho realizou-se uma análise de e?ciência na seção de absorção gasosa de uma unidade industrial de regeneração de ácido clorídrico, processo Rüthner. A seção de absorção gasosa é composta por duas colunas de absorção em série operando em contracorrente. A análise de e?ciência operacional foi baseada em uma metodologia de análise quantitativa das correntes emvolvidas no processo, desenvolvida neste trabalho, bem como no cálculo dos balanços de massa elementar nas seções dispostas à montante e à jusante das colunas. Foram também realizadas análises experimentais comparando os resultados com informa- ções previstas no último projeto de revamp1 da unidade. Um simulador de processo de software livre, COCO (CAPE-OPEN TO CAPE-OPEN), foi utilizado para simular diferentes cenários deoperaçãocoma?nalidadedeavaliarae?ciênciadoabatimento e ácido clorídrico,bem como analisar ain?uência de variáveis de operação tais como vazão de água de rinsagem, vazão de água de rinsagem alimentada ao exaustor e vazão de banho usado. Como resultado das análises, observou-se que a e?ciência aferida in situ diverge da prevista em projeto. No caso da primeira coluna, o desvio foi em torno de 2% para o abatimento do ácido e 19% para o abatimento de particulado da corrente gasosa. Em relação à segunda coluna os desvios são mais signi?cativos; em relação ao ácido tem-se uma ordem de grandeza de diferença, e para o óxido os dados experimentais revelaram valores negativos, ou 1 Termo aplicado em engenharia para reformas de plantas químicas seja, enriqueceu-se a corrente gasosa. As simulações realizadas corroboram de forma satisfatória com os dados experimentais. O maior erro absoluto foi da ordem de 20%, com mesma ordem de grandeza dos erros experimentais. Já quando analisadas as informações de projeto, o simulador apresentou uma grande di- vergência dos resultados obtidos para a segunda coluna, ou seja o simulador não valida as e?ciências previstas em projeto. Utilizou- se também o simulador para de?nir as faixas de operação que garantem a qualidade do banho regenerado processado. Por ?m, observou-se que a variação do número de estágios de equilíbrio não interfere de forma signi?cativa na e?ciência do processo em análise. Abstract : In this work an efficiency analysis was performed in the gasabsorption section of an industrial hydrochloric acid regenerationplant that uses the Rüthner process. The gas absorptionsection is composed of two absorption columns in series, withcountercurrent operation. The operational efficiency was basedon a methodology of quantitative analysis of the process streamsinvolved in this work. Elementary mass balance calculations weremade in the sections arranged upstream and downstream of thecolumns. Experimental analyses were also performed comparingthe results with the information predicted in the last unit revamp2project. A free software process simulator, COCO (CAPE-OPENTO CAPE-OPEN), was used to simulate different operating scenariosin order to evaluate the efficiency of the hydrochloric acidabsorption, as well as to analyze the influence of some operatingvariables such as rinse water flow, rinse water flow fed to theexhaust fan and waste acid flow (pickling liquor). As a resultof the efficiency analyses, it was observed that the efficiencymeasured in situ diverges from that predicted in the design. Inthe case of the first column, the deviation was around 2% forthe acid absorption and 19% for the particulate cleaning on thegaseous stream. In relationship to the second column the deviationsare more significant; the acid absorption one got an orderof magnitude of difference, and for the oxide the experimental data revealed negative values, that is, the gas stream was enriched.The simulations performed satisfactorily corroborate theexperimental data, with the largest absolute error in the orderof 20%, with the same order of magnitude of the experimentalerrors. When the project information was analyzed, the simulatorpresented a divergence of the results obtained for the secondcolumn, that is, the simulator does not validate the efficienciespredicted in the project. The simulator was also used to define theoperating ranges that guarantee the quality of the regeneratedacid processed. Finally, it was observed that the variation in thenumber of equilibrium stages did not significantly interfere in theefficiency of the process under analysis.