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cadorUNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS DE CURITIBA DEPARTAMENTO DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA E DE MATERIAIS - PPGEM

MÁRCIO MADI

OTIMIZAÇÃO DO PERÍODO DE LIMPEZA DE TROCADORES DE CALOR UTILIZADOS NO REFINO DE PETRÓLEO

CURITIBA 2005

MÁRCIO MADI

OTIMIZAÇÃO DO PERÍODO DE LIMPEZA DE TROCADORES DE CALOR UTILIZADOS NOREFINO DE PETRÓLEO

Dissertação

apresentada

como

requisito

parcial à obtenção do título de Mestre em Engenharia Mecânica e de Materiais, do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais, do Departamento de Pesquisa e Pós-Graduação, da Unidade de Curitiba, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

Orientador: Prof. Cezar O. R. Negrão, PhD

CURITIBA 2005

TERMODE APROVAÇÃO

MÁRCIO MADI

OTIMIZAÇÃO DO PERÍODO DE LIMPEZA DE TROCADORES DE CALOR UTILIZADOS NO REFINO DE PETRÓLEO
Esta Dissertação foi julgada para a obtenção do título de mestre em engenharia, área de concentração em engenharia térmica, e aprovada em sua forma final pelo Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais.

_________________________________ Prof. Silvio Luizde Mello Junqueira, DSc. Coordenador de Curso

Banca Examinadora

______________________________ Prof. Cezar O. R. Negrão, PhD UTFPR

______________________________ Prof. Ricardo Augusto Mazza, Dr.Eng. UFPR

______________________________ Prof. Admilson Teixeira Franco, Dr.Eng. UTFPR

______________________________ Prof. Luciano F. dos S. Rossi, Dr.Eng. UTFPR

Curitiba – 2005

ivEsta dissertação é dedicada às pessoas que amo muito: à minha noiva Karin que compreendeu a importância deste momento na minha vida, a meus pais, Nabil e Carmen, pelo amor, incentivo e confiança, a meus irmãos pela ajuda de toda uma vida.

v

AGRADECIMENTOS

ao professor Cezar Otaviano Ribeiro Negrão, pela oportunidade pelos conhecimentos passados, pela ajuda, pelo incentivo e pelaamizade,

ao CNPq e ao FINEP pela ajuda financeira através de bolsa e projetos,

à ANP através do Programa de Recursos Humanos para o setor de Petróleo e Gás (PRH),

ao Departamento Acadêmico de Mecânica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná,

ao Laboratório de Ciências Térmicas (LACIT) pela utilização de toda a infraestrutura e equipamentos,

aos professores do Laboratório deCiências Térmicas (LACIT) e demais professores do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais que contribuíram na realização desta dissertação,

à todos meus amigos.

vi

RESUMO

A deposição de impurezas, materiais orgânicos, compostos metálicos e partículas pesadas do petróleo nas superfícies de um trocador de calor podem resultar em incrustação. O problema relacionandoincrustação em trocadores de calor e a perda de eficiência no processo vem sendo motivo de vários estudos. Segundo Bott (1995), um grande estudo, publicado em 1981, fornece valores de despesa adicional de energia devido à presença das incrustações. A estimativa é de que nos Estados Unidos, em 1993, este gasto adicional ficou entre 2 e 3 milhões de dólares para uma refinaria com capacidade de 10 milbarris de petróleo por dia. Segundo a American Petroleum Institute (API, 1999), um dos desafios da indústria de petróleo nas próximas décadas é a melhoria na eficiência energética do processo de refino do petróleo. O processo de incrustação nos trocadores de calor do pré-aquecimento do petróleo é uma grande barreira a ser vencida nesta área. O presente trabalho visa apresentar uma metodologiacom propósito de identificar parâmetros técnicos através da resolução de equações que permitam encontrar valores seguros para as temperaturas de saída, quantidade de calor trocado, efetividade e resistência térmica da incrustação dos trocadores. Desta forma, pode-se fazer a modelagem de uma rede de trocadores de calor e otimizar o período de limpeza desta rede empregando o modelo. Para isso, são...
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