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Forum Online de CO2
Webinar – Os desafios tecnológicos da captura de CO2
27 de Outubro de 2020
Captura de CO2 de Unidades de Craqueamento Catalítico Fluidizado
(FCC) em Refinarias
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Fonte: Petrobras – SIGEA 2020
Refino37%
G&E20%
E&P36%
Outros7%
Total = 62 MtCO2eq.
FCC corresponde a 10% das emissões da Petrobras e 28% do
Refino
Emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) na Petrobras em 2019, %
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RISER
Produtos- Gasolina- GLP- Propeno
Carga- GOV- RATVapor
Ar
Visão Geral de uma Unidade de FCC
REGENERADOR
Gás de combustão
10 – 20 % CO2
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Tecnologias de captura de CO2 para FCC
Opções Tecnológicas
Pós-combustão
Oxi-combustão
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RISER
Carga- VGO- ATR
Steam
Ar
REGENERADOR
CO2Gás exausto
10–20
% CO2
Tecnologias de captura de CO2 para FCC
Planta de Absorção de CO2
Pós-combustão
Produtos- Gasolina- GLP- Propeno
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RISER
Vapor
REGENERADOR
Tecnologias de captura de CO2 para FCC
O2 + CO2
O2
CO2
USA
H2O
85 % CO2
Ar
Oxi-combustão
Carga- GOV- RAT
Produtos- Gasolina- GLP- Propeno
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RISER
Vapor
REGENERADOR
Tecnologias de captura de CO2 para FCC
O2 + CO2
O2
CO2
USA
H2O
85 % CO2
Ar
Oxi-combustão
Carga- GOV- RAT
Produtos- Gasolina- GLP- Propeno
Possíveis impactos no processoderivados das propriedadesdos gases
Cp CO2 > Cp N2
CO2 > N2
Pontos de atenção
• Remoção de calor do leito de catalisador
• Fluidização do leito e taxa de arraste do catalisador
• Desativação do catalisador pelo O2
•Velocidade de queima do coque
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Questões consideradas
Viabilidade Técnica
Avaliação Econômica
Qual tecnologia
é a mais adequada?
Tecnologias de captura de CO2 para FCC
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Viabilidade Técnica
2005 2006 2007 2008-2010 2011-2012
Testes piloto no Cenpes
Testes de regeneração com CO2 em
escala de laboratório
(UFRJ)
CO2 + C → 2CO
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Absorção com Amina* X Oxi-combustão
•
• Fluxogramas de processo
• Balanço de massa e energia
• Total de investimentos
• Demanda química
• Demanda energética
Informação a ser obtida
Results
• CAPEX• OPEX• Custo de captura
do CO2
Base
• Recuperação > de 90% CO2
• Pureza CO2 > 95% (50 ppm H2O limit)
• Unidade FCC resíduo (RAT) c/ capacidade de 62,000 b/d e 1 MMt/a CO2
• Pressão: 150 bar
* Considerada como referência
Análise Econômica Preliminar (2007)
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Histórico da Oxi-combustão em FCC
2005 2006 2007 2008-2010 2011-2012
Testes piloto no Cenpes
Testes de regeneração com CO2 em
escala de laboratório
(UFRJ)
Avaliação econômica de alternativas
tecnológicas para captura de CO2
ABB-Lummus
Desenvolvido projeto de detalhamento para a
adaptação da unidade de FCC da SIX
HAZOP de todo o sistema
Aquisição dos sistemas de suprimento de O2 e reciclo
de CO2
Simulação do plano de testes na SIX
Montagem das seções para suprimento de O2 e reciclo
de CO2
Testes de demonstração na SIX
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Adaptação da Unidade de FCC da SIX
O2 tank and
vaporizers
O2 control
skid
CO2 recycle
skid
FCC unit
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Programa de testes em modo oxi-combustão
Possível impacto
• Maior remoção de calorpermite:
• Aumento de conversão;
• Aumento de carga processada;
• Processamento de carga de pior qualidade;
• Maior arraste de catalisadorpara ciclones
Possível impacto
• Ainda há maiorremoção, com ganhomenor em flexidadeoperacional;
• Pressão parcial de O2
seria ainda mais altaque o ar
Possível impacto
• Pressão parcial de O2
seria mais alta que o ar
• Eventual desativaçãodo catalisador
• Menor arraste de catalisador
• Menor carga nosciclones.
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Resultados dos testes na unidade de demonstração
Yield Change
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
3.0
Same Heat
FG LPG GLNLPG
+GLN LCO Bottoms Coke
Yield Change
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
3.0
Same Flow
FG LPG GLNLPG
+GLN LCO Bottoms Coke
Yield Change
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
3.0
+ Feed
FG LPG GLNLPG
+GLN LCO Bottoms Coke
Variável Teste
Mesma Remoção de Calor
Mesma Vazão Volumétrica
Temperatura do Regenerador =
Razão Catalisador / óleo =
O2 no gás de reciclo
Arraste de catalisador
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Comentários finais
❖ A viabilidade técnica da oxi-combustão foi demonstrada em uma unidade piloto de larga escala.
❖ A transição da operação com ar para O2 e vice-versa se mostrou rápida e simples, mas cuidado precisa ser tomado em relação ao excesso de O2 no gás exausto.
❖ Foi observada corrosão dentro do compressor de reciclo, causada pelo alto teor de CO2 no gás de reciclo. Uma seleção mais adequada do material de construção do compressor é necessária para operações de longa duração.
❖ Os resultados indicam uma pureza de CO2 superior a 94% (base seca). Para a escala industrial, é possível alcançar uma pureza ainda maior.