Optimização energética de sistemas multi-componente da zona fria do Steam Cracker

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

O trabalho realizado foi desenvolvido no âmbito de um estágio curricular de seis meses efectuado no Steam Cracker da Repsol Polímeros de Sines. O seu principal objectivo foi a optimização energética da zona fria do Steam Cracker, que tem como produtos principais, o etileno, propileno e 1,3-butadieno. Para tal começou-se por realizar uma simulação em Aspen HYSYS de toda a zona fria de modo a que servisse de base para a realização dos estudos necessários referentes à optimização energética. Sendo validada a simulação iniciaram-se os Case Studies de modo a perceber-se onde se deve actuar e que alterações devem ser realizadas na fábrica para que esta opere com um menor consumo energético. Nestes estudos foi analisada a necessidade de importação de vapor HPII (High Pressure II) da Central Termoeléctrica e as situações em que esta pode ser minimizada. Foi conseguido através de optimizações,relativas ao caso base simulado, obter uma poupança de cerca de 0,73%, o que equivale a cerca de 1,1 M€/ano. Estudou-se ainda a possibilidade de integrar novos permutadores na secção de Baixas Temperaturas, também com o objectivo de minimizar a quantidade de vapor importada da Central. Introduzindo um permutador de multi-passagem conseguiu-se prever, referente ao caso base simulado, que este poderia gerar uma poupança de 0,90%, que corresponde a cerca de 1,37 M€/ano. Outra alteração possível seria substituir o nível de etileno refrigerante num dos permutadores de caixa e tubos da secção de Baixas Temperaturas, a qual apresentou uma poupança de 1,54% em relação ao caso base simulado, equivalente a 2,35 M€/ano, não necessitando esta última de investimento de equipamento.