Publicação
Integração Energética na rede de BFW do Steam Cracker
| Resumo: | A Repsol Polímeros pretende proceder à eletrificação dos compressores de Etileno e Propileno no Steam Cracker (SC). Este projeto terá impacto na distribuição e consumo de vapor, sendo que corrobora com a redução de caudal de vapor expandido pelas turbinas de expansão para a rede de condensados. Os objetivos são estudar o impacto da temperatura da Boiler FeedWater (BFW) no consumo de fuel gas (FG) e emissões de dióxido de carbono (CO2) nas fornalhas e aquecer a corrente importada de água desmineralizada (AD) – a 25°C – através de métodos de integração energética. A simulação da rede de condensados (antes e após eletrificação) foi feita no Aspen Hysys (AH), a análise Pinch no Aspen Energy Analyzer (AEA) e o efeito da temperatura da BFW na fornalha no Spyro. Concluiu-se a necessidade de importar mais 50t/h de AD. O estudo revelou um aumento no consumo de FG de 1,8% (consumo de mais 3,2ktFG/ano) e um aumento de 1,3% na emissão de CO2, igual a 10,5ktCO2/ano gerando custos anuais de 2,3M€. No âmbito do aquecimento da corrente de AD, evidenciaram-se viáveis e rentáveis propostas como: a análise Pinch ao trem de Quench Oil (QO) com excesso de vapor no futuro onde se concluiu a necessidade de um novo permutador de calor (PC); o revamping da fornalha com aquisição de um novo bundle; revisão do dimensionamento da válvula de controlo do desarejador; reaproveitamento das purgas das caldeiras com aquisição de um novo PC e, destacando-se como mais promissora, a proposta de reaproveitamento do E9101, utilizando uma corrente de processo, Quench Water (QW), com um investimento de 135k€, um VAL de 1,3M€ e um PRC de 6,2 meses. Estudou-se a otimização do aeroarrefecedor após eletrificação, reduzindo 61% das emissões de CO2 e uma poupança de 525k€/ano. O trem de QO foi otimizado alterando o tipo de utilidade quente gerada, sendo possível prescindir de um kettle e prevenção de 48 Mcal/h de energia dissipada pelas válvulas redutoras. A combinação das propostas recomendadas, juntamente com o projeto de eletrificação, prevê uma redução de 32% das emissões de CO2 e 23% do consumo de FG no SC, representando uma poupança de 24M€ anualmente que, comparativamente com as metas da empresa, ambiciona reduzir 30% de emissões totais de CO2 até 2030. |
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| Autores principais: | Torcato, Joana Cordeiro |
| Assunto: | Rede de Condensados Pinch Integração Energética Descarbonização Fornalhas |
| Ano: | 2024 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso embargado |
| Instituição associada: | Universidade Nova de Lisboa |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório Institucional da UNL |
| Resumo: | A Repsol Polímeros pretende proceder à eletrificação dos compressores de Etileno e Propileno no Steam Cracker (SC). Este projeto terá impacto na distribuição e consumo de vapor, sendo que corrobora com a redução de caudal de vapor expandido pelas turbinas de expansão para a rede de condensados. Os objetivos são estudar o impacto da temperatura da Boiler FeedWater (BFW) no consumo de fuel gas (FG) e emissões de dióxido de carbono (CO2) nas fornalhas e aquecer a corrente importada de água desmineralizada (AD) – a 25°C – através de métodos de integração energética. A simulação da rede de condensados (antes e após eletrificação) foi feita no Aspen Hysys (AH), a análise Pinch no Aspen Energy Analyzer (AEA) e o efeito da temperatura da BFW na fornalha no Spyro. Concluiu-se a necessidade de importar mais 50t/h de AD. O estudo revelou um aumento no consumo de FG de 1,8% (consumo de mais 3,2ktFG/ano) e um aumento de 1,3% na emissão de CO2, igual a 10,5ktCO2/ano gerando custos anuais de 2,3M€. No âmbito do aquecimento da corrente de AD, evidenciaram-se viáveis e rentáveis propostas como: a análise Pinch ao trem de Quench Oil (QO) com excesso de vapor no futuro onde se concluiu a necessidade de um novo permutador de calor (PC); o revamping da fornalha com aquisição de um novo bundle; revisão do dimensionamento da válvula de controlo do desarejador; reaproveitamento das purgas das caldeiras com aquisição de um novo PC e, destacando-se como mais promissora, a proposta de reaproveitamento do E9101, utilizando uma corrente de processo, Quench Water (QW), com um investimento de 135k€, um VAL de 1,3M€ e um PRC de 6,2 meses. Estudou-se a otimização do aeroarrefecedor após eletrificação, reduzindo 61% das emissões de CO2 e uma poupança de 525k€/ano. O trem de QO foi otimizado alterando o tipo de utilidade quente gerada, sendo possível prescindir de um kettle e prevenção de 48 Mcal/h de energia dissipada pelas válvulas redutoras. A combinação das propostas recomendadas, juntamente com o projeto de eletrificação, prevê uma redução de 32% das emissões de CO2 e 23% do consumo de FG no SC, representando uma poupança de 24M€ anualmente que, comparativamente com as metas da empresa, ambiciona reduzir 30% de emissões totais de CO2 até 2030. |
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