Integração de simulações tomográficas MCNPX através de importação da geometria CFD de fluxo gás-sólido em riser a frio.

Abstract

O craqueamento catalítico fluido é umprocesso utilizado na indústria petroquímicaparaconverter frações dopetróleo pesadas emfrações mais leves, como a gasolina eo GLP, por exemplo. A conversão ocorredevidoà introdução de partículas sólidas denominadascatalisadores (pó de Geldartde classe A)no interior de risersindustriais de FCC. Geralmente,são construídas unidades piloto a friopara estudo dos fenômenos fluidodinâmicos envolvendoescoamentos do tipo gás-sólido emrisers. Nestas unidadessão aplicadas diferentes técnicasdeavaliação do fluxo bifásico, destacando-sea investigação não intrusiva usando tomografia portransmissão gama, que têmsido o caminho bemestabelecido na literatura paradefinirparâmetrosfluidodinâmicos. Osdados determinados por escaneamento gama de secções radiaisdo risercontribuemparavalidação de simulações numéricas da fluidodinâmica computacional.Contudo, é necessário umcritério quantitativo paraavaliar a fluidodinâmica do leito fluidizado circulanteda UPF, pois existemincertezas gerais no sistema. Para tanto, a simulação datomografiacomputadorizadagamacom umcódigoMonteCarlo podeser utilizadacomovetorde integração entrediferentes modelos. Por se tratar de umestimadorverossímil, o MC possuigrandes vantagens de utilização quando comparado a métodos determinísticos. Este método tambémse destaca pela adequaçãoa quaisquer materiais de geometrias complexas, pela rapideze baixocusto. Nesse trabalho, foramrealizadas simulações comocódigocomputacionalMCNPXda tomografiagama do escoamento bifásicoda UPF tipo FCC por meio daimportaçãode simulações realizadas emCFDeutilização deimagens geradas emcódigos e naplanta pilotovirtual 3D no ambiente CADcomvalidação de dados experimentais integrando os métodos computacionais. Assim, foramdeterminados, a partir da TCG simulada, os dados referentes aoperfil radial da fração volumétrica de sólidos e gás, concentração de sólidos e velocidadeslipnas várias alturas do riser. Istopossibilitou umacomparaçãootimizadacomdados da literaturae maior compreensão dos parâmetrosmensurados experimentalmente. Por fim, a utilização datécnica de reconstrução algébricade correção multiplicativa, mostrou ser adequadaparaapresentação de resultados qualitativos do processo com distribuição radial de sólidos.