Análise preliminar através da modelagem matemática do processo de carregamento de 1,3-butadieno em carretas tanque

Abstract

O 1,3-Butadieno (C4H6, 𝐶𝐻2= 𝐶𝐻−𝐶𝐻=𝐶𝐻2) tem grande importância econômica para indústrias petroquímicas devido a sua ampla gama de aplicações na produção de borrachas sintéticas. Visando o processo de carregamento de carretas com este produto tão movimentado diariamente, este trabalho propõe o estudo do comportamento do 1,3-Butadieno e a sua presença na linha de fase vapor retirada do tanque e direcionada ao queimador. A partir de modelagens matemáticas fundamentadas nos conhecimentos de dinâmica de fluídos e transferência de massa, e com auxílio da linguagem de programação Python para resolução dos sistemas construídos, foi possível estabelecer que para o sistema de uma grande indústria petroquímica da região sul do Brasil, há 77,13 kg de 1,3-Butadieno queimado por carreta carregada. Considerando uma média de 36 carregamentos por mês, isso representa a combustão não devida de mais de 33 ton deste gás em um ano, ou seja, mais de 100 ton de CO2/ano. Diferentes ajustes de temperatura de operação, tempo de bombeamento, vazão de entrada e pressão de sistema foram avaliados e resultaram que quanto menor a pressão, menor a temperatura e maior a vazão, menor será a emissão de CO e CO2. Importante ressaltar que qualquer variação nos valores dos coeficientes e parâmetros do sistema de equações pode impactar diretamente os resultados apresentados. Assim, reconhecemos que a validade das conclusões depende da precisão das estimativas e da fidedignidade das suposições adotadas. Desta forma, sendo um primeiro passo para uma compreensão mais abrangente do processo de carregamento de 1,3-Butadieno em carretas tanque

1,3-Butadiene (C4H6, 𝐶𝐻2= 𝐶𝐻−𝐶𝐻=𝐶𝐻2) has great economic importance for petrochemical industries due to its wide range of applications in the production of synthetic rubbers. Aiming at the process of loading trucks with such busy product, this work proposed the study of 1,3-Butadiene’s behavior and its presence in the steam phase removal line from the tank that is directed to the burner. Based on mathematical modeling from fluid dynamics and mass transfer’s knowledge, and with the help of Python programming language for solving constructed systems, it was possible to establish that for the system of a large petrochemical industry in the southern region of Brazil, there are 77,13 kg of 1,3-Butadiene burned per trailer loaded. Considering an average of 36 loadings per month, this represents the non-due combustion of more than 33 tons of this gas in one year, or even more than 100 tons of CO2/year. Different settings of operating temperature, pumping time, inlet flow and system pressure were evaluated and resulted that the lower the pressure and temperature, and the bigger the inlet flow, the lower the CO and CO2 emissions will be. Thus, we recognize that the validity of the conclusions depends on the accuracy of the estimates and the reliability of the assumptions adopted. In this way, it is a first step towards a more comprehensive understanding of the 1,3-Butadiene loading process in tank trailers