AVALIAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO DE FLUIDO TÉRMICO EM UNIDADE DE HIDROTRATAMENTO E FRACIONAMENTO DE PARAFINAS
Fluido térmico, simulação, nanofluidos, parafinas, transferência de
calor
Os sistemas de fluido térmico são instalações utilizadas para aquecimento ou
resfriamento indireto em unidades industriais. Uma unidade de hidrotratamento e
fracionamento de parafinas possui um sistema de óleo térmico para aquecimento
das correntes de processo de quatro trocadores de calor. Utiliza-se a mistura
eutética de bifenil e óxido de difenil desde o início da operação da planta na década
de 1980. Esta unidade industrial faz parte de uma refinaria brasileira com
capacidade de processamento de 323.000 bbl/d.
Foram avaliados três fluidos térmicos como substitutos ao óleo sintético usado
atualmente: um óleo parafínico n-C 13 -C 18 (produzido na própria unidade), o nanofluido
de eutético de bifenil e óxido de difenil com partículas de cobre 6,0 % em volume e o
nanofluido de polidimetilsiloxano com óxido de cobre a 6,0 % em volume. A carga
térmica demandada pelo sistema foi calculada no software Petro-SIM ® (KBC-
Yokogawa) através de simulações de estado estacionário.
Observou-se que os nanofluidos não atenderam a energia térmica requerida e não
são compatíveis para a planta industrial em questão, devido à concentração de
nanopartículas em suspensão evidenciar a redução da capacidade calorífica e
aumento da viscosidade como efeitos predominantes ao aumento de condutividade
térmica.
O óleo parafínico atingiu o desempenho térmico esperado e é superior em 30,46%
quanto a capacidade de absorver energia térmica comparado ao fluido térmico atual,
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contudo, é preciso avaliar a estabilidade térmica e oxidação do mesmo, verificando
se as condições de temperatura do sistema de estudo são compatíveis ao uso deste
fluido térmico.
A avaliação econômica demonstrou que o uso do óleo parafínico como fluido térmico
tem potencial de reduzir, a cada 6 anos de campanha da unidade, custos de compra
de óleo térmico em 2,64 milhões de reais e eliminar despesas com tratamento de
resíduos no valor de R$ 147.600,00.