BRPI0701638B1 - reator e sistema para hidroprocessamento assistido por microondas - Google Patents

Abstract

reator e sistema para hidroprocessamento assistido por microondas. a presente invenção se refere a um reator aperfeiçoado que permite o processamento de cargas ou misturas de hidrocarbonetos, assistido por microondas e seu sistema de atuação, o qual opera sob elevados valores de temperatura e de pressão de hidrogênio ou outros gases, e em regime continuo ou de batelada. a invenção se refere a modificações na configuração geométrica do reator para processar cargas e hidrocarbonetos diversos, com ou sem adição de catalisadores, em presença ou não de hidrogênio ou outros gases, formando um sistema que inclui um vaso reacional e dispositivos associados, de modo a permitir uma melhor transmitância da radiação sobre a carga a ser processada, e garantir o máximo de absorção das microondas pelo meio reacional, independente de sua composição.

Description

REATOR E SISTEMA PARA HIDROPROCESSAMENTO ASSISTIDO

POR MICROONDAS

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção se refere a um reator aperfeiçoado e sistemas periféricos associados, que permite o processamento de cargas em geral ou misturas de hidrocarbonetos, assistido por microondas. O sistema de processamento de cargas utilizando este reator opera sob elevados valores de temperatura e de pressão de hidrogênio ou outros gases, em regime contínuo ou em batelada. Mais especificamente o reator permite processar ou hidroprocessar cargas e compreende a conjugação de um vaso reacional, de características convencionais de operação a altas temperatura e pressão de hidrogênio, uma fonte de emissão de radiação eletromagnética na faixa das microondas, acoplados por meio de janelas de alta transmitância da radiação de microondas. O sistema de janelas, embora transparente a esta radiação, é capaz de manter a carga dentro do reator na sua condição de operação. O sistema para processamento de cargas compreende o conjunto formado pelo reator aperfeiçoado para processar cargas e um conjunto de acessórios periféricos de alimentação e controle, e tem a possibilidade de operar na presença ou não de qualquer catalisador, o qual, juntamente com a carga, é submetido à irradiação das ditas microondas, em alta temperatura e alta pressão, inclusive de hidrogênio.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO O aquecimento por meio da radiação eletromagnética na faixa das microondas não é somente um procedimento bem estabelecido para uso doméstico, mas também é amplamente usado industrialmente para o processamento de diversos materiais.

Doravante passamos a denominar simplesmente microondas a radiação eletromagnética na faixa de freqüência das microondas (300 MHz a 300 GHz).

Os dispositivos que permitem esse tipo de aquecimento têm sido projetados para serem empregados em: reticulação e dereticulação de borrachas; tratamento de materiais descartados após o consumo; secagem de alimentos, de materiais poliméricos, de madeiras e produtos industrializados (moldes cerâmicos - indústria automotiva); produção de artefatos cerâmicos e refratários; aceleração do processo de cura do concreto; sínteses químicas; polimerização de plásticos; esterilização de materiais; soldagem de plásticos; reciclagem e recuperação de materiais; destruição de rejeitos poliméricos quebra ou moagem de rochas, etc. A técnica de aquecimento por meio da incidência de radiação na faixa das microondas em um material absorvedor oferece a vantagem de otimizar os efeitos térmicos nestes tipos de materiais em virtude do seu aquecimento rápido, direto e localizado nas espécies absorvedoras.

Do mesmo modo, o efeito da dita radiação sobre o material absorvedor cessa ao se remover a fonte de radiação de microondas. Outras vantagens relacionadas ao uso de radiação eletromagnética na faixa das microondas para o aquecimento podem ser destacadas como: economia de energia em relação ao aquecimento convencional em determinados processos onde se deseja aquecimento pontual e seletivo em materiais que possuem diferentes coeficientes de absorção das microondas; menor tempo de processamento; interações específicas entre as microondas, os reagentes e sítios ativos absorvedores de microondas; aquecimento rápido, seletivo e mais uniforme, com efeitos de parede minimizados. São de especial interesse os efeitos sinérgicos que podem ser obtidos ao se excitar a carga e catalisadores, em particular seus sítios ativos, com microondas incididas diretamente no meio reacional.

As microondas podem ser conduzidas entre a fonte emissora e a carga ou mistura a ser irradiada através de guias de ondas eletromagnéticas. Ditos guias podem se estender por vários metros e fazer traçados sinuosos com baixa atenuação das microondas. Além disso, o dispositivo gerador de microondas pode ser remoto da sua fonte de alimentação. O núcleo de um dispositivo provido de uma fonte de emissão de energia eletromagnética na faixa das microondas como, por exemplo, um reator assistido por microondas, é uma válvula específica capaz de gerar este tipo de radiação eletromagnética. O dito emissor de radiação eletromagnética consiste, por exemplo, de um dispositivo sob vácuo, o qual converte a energia elétrica de baixa fireqüência em um campo eletromagnético que oscila em uma alta freqüênda (microondas).

Atualmente, a radiação na faixa de microondas para aplicações industriais pode ser gerada por uma variedade de dispositivos, como por exemplo: “magnetrons”, “power grid tubes”, “klystrons”, “klystrodes”, “crossed-field amplifier”, “travelllng wave tubes” (TWT) e "gyrotrons”. Estes dispositivos são construídos, em acordo com a escala da aplicação, para operar em uma ampla faixa de potência e freqüênda de radiação.

No caso de um dispositivo do tipo magnetron, uma diferença de potencial constante é aplicada entre os pólos: ânodo, que é um cilindro circular oco, com cavidades características em sua periferia, e cátodo. Os elétrons são acelerados do cátodo para o ânodo, mas a presença de um forte campo magnético entre os dois pólos (produzido por um eletroímã) faz com que os elétrons descrevam uma trajetória curva e sigam um caminho em espiral, produzindo uma radiofkreqüênda (RF). Uma antena conduz a radiação eletromagnética presente nas cavidades ao redor do ânodo para o exterior do magnetron. As ondas produzidas são conduzidas por um guia de onda até a cavidade na qual está contido o material a ser processado. As paredes metálicas do interior do dispositivo absorvem pouca energia, sendo a maior parte da energia refletida até que seja absorvida pelo material irradiado.

Um dos aspectos mais importantes relacionados com o dispositivo aperfeiçoado objeto da presente invenção é o aquecimento seletivo de materiais e a maximizaçáo da transmissão de energia para o meio reacionai, independentemente do tipo de carga e do catalisador, embora a interação com as microondas varie com as propriedades do material. Esse aspecto é de particular relevância na utilização de materiais com atividade catalítica, visto que é desejado combinar esta característica com o aquecimento preferencial promovido pelas microondas. A ação das microondas sobre o meio reacionai pode ocorrer pela sua interação com os dipolos de moléculas polares ou íons livres de líquidos e gases reagentes bem como por sua interação com materiais sólidos, condutores ou não, ou mesmo especificamente com seus sítios ativos, acrescentados ao meio reacionai.

Os materiais condutores de eletricidade (metais, por exemplo) refletem quase totalmente as microondas, apresentando aquecimento principalmente por perdas ôhmicas, sendo superficial e tão menos intenso quanto maior sua condutividade. Por outro lado, os materiais isolantes, também denominados dielétricos, podem ser transparentes ou opacos às microondas de acordo com seu fator de perda dielétrica, também denominado parte imaginária da permissividade elétrica, daqui por diante referido apenas como fator de perda, grandeza esta que é função da frequência da radiação eletromagnética e da temperatura do material.

Dielétricos com baixo fator de perda são transparentes às microondas e pouco susceptíveis a aquecimento pelas mesmas, ao passo que aqueles com alto fator de perda convertem a energia eletromagnética em energia térmica, aquecendo-se com a absorção e concomitante atenuação das microondas conforme estas se propagam em seu interior. Este processo é denominado aquecimento dielétrico, e, diferentemente do aquecimento por condução ou convecção (usados em processos convencionais com combustão ou resistências elétricas como fontes de calor), pode atuar dífererrtemente sobre as cargas, reagentes e catalisadores mesmo estando estes em contato direto entre si e misturados homogeneamente. A descrição do processo de aquecimento { por microondas envolve diversos conceitos físico-químicos, como: temperatura, capacidade calorífica, ligação química, estrutura molecular, momento de dipolo, polarização induzida, constante dielétrica ou permissividade relativa, permissividade complexa (real e imaginária), condutividade, efeito Joule, perdas ôhmicas, etc. O aquecimento dielétríco por microondas é uma maneira conveniente e eficaz de realizar reações químicas em meios mais apropriados, geralmente polares, ou em meios reacionais onde se faz uso da adição de materiais absorvedores de microondas, como diversos tipos de catalisadores. A necessidade crescente de se processar petróleos cada vez mais pesados, contendo altos teores de contaminantes, elevadas densidade e viscosidade, acidez naftênica, e capazes de formar emulsões óleo-água de difícil separação, representa um grande desafio para o parque de refino nacional e mundial. Várias abordagens buscando facilitar o processamento desse tipo de petróleo e obter produtos derivados de maior valor agregado têm sido sugeridas. A irradiação de materiais por energia eletromagnética na faixa das microondas é utilizada em várias aplicações industriais como forma alternativa de aquecimento de sistemas específicos. Artigos e patentes reivindicam o uso, com sucesso, de tecnologias de microondas para acelerar processos químicos que demandam aquecimento, e algumas outras aplicações no processamento de petróleos. No entanto, não são conhecidos sistemas adequados para processamento assistido por microondas, de cargas em elevadas temperaturas e altas pressões de hidrogênio.

No presente invento, entende-se por carga materiais como óleo cru, misturas de hidrocarbonetos, frações provenientes do processamento de petróleo, óleos de origem vegetal, óleos sintéticos, biodiesel, produtos orgânicos como áicoois e ésteres, produtos inorgânicos, compostos como catalisadores, e misturas destes produtos, entre outros. A técnica de processamento assistido por irradiação de microondas que vem sendo estudada baseia-se na capacidade de se provocar uma interação ou um aquecimento rápido e seletivo nos materiais de acordo com as suas características dielétricas, permitindo iniciar reações químicas devido à aceleração de sua cinética, e, conseqüentemente, modificando as propriedades desses materiais irradiados em tempos reduzidos. A maior parte dos avanços tecnológicos na área de engenharia de refino de petróleo começou em 1913 com a introdução da técnica de craqueamertto térmico e a seguir com o advento da técnica do craqueamento catalítico em 1936. A introdução de sistemas catalíticos permitiu a obtenção de reações mais rápidas e seletivas, enquanto que os processos de hidrogenação possibilitaram a remoção de agentes contaminantes e a adequação das frações de petróleo às especificações exigidas pelos processos industriais.

Paralelamente, avanços na área de engenharia de exploração de petróleo (óleo bruto ou cru) e gás natural, perfuração e tecnologias de transporte permitiram o crescimento na demanda por petróleo e produtos baseados em petróleo. Este fato permitiu um aumento na produção mundial de petróleo bruto de 150 milhões de barris por ano em 1900, para aproximadamente 22 bilhões de barris por ano em 2000. Ao mesmo tempo, tem crescido a pressão sobre as Indústrias químicas, tanto pela sociedade civil, como pelas autoridades governamentais, no sentido de aprimorar o desenvolvimento de processos, que sejam cada vez menos prejudiciais ao meio ambiente. Dentro deste cenário industrial, um dos principais problemas que devem ser destacados é o grande volume de agentes contaminantes como, por exemplo, os efluentes tóxicos produzidos por vários processos químicos.

Tem-se procurado minimizar a emissão de agentes contaminantes por meio de diversos medidas, tais como o uso de reagentes alternativos apropriados, processos que apresentem maiores conversões e seletividade aos produtos desejados, a utilização de catalisadores específicos, bem como a reciclagem de reagentes e catalisadores empregados nesses processos.

Catalisadores sólidos têm sido desenvolvidos com o objetivo de reduzir a formação de subprodutos indesejáveis, de remover os ditos agentes contaminantes e de melhorar a eficiência do processo readonal (aceleração e seletividade de reações químicas). A energia de microondas é preferencialmente absorvida pelos sítios ativos dos catalisadores, mas não pela carga de hidrocarbonetos como por exemplo o petróleo pesado, ou pelo recipiente do reservatório. A aplicação desta tecnologia permite o aquecimento indireto dos hidrocarbonetos da carga, como por exemplo petróleo, frações e derivados, através de aquecimentos pontuais pela presença dos catalisadores, que transmitem a energia (calor) por condução (CUNDY, C. “Microwave Techniques in the Synthesis and Modification of Zeolite Catalysts. A Review Collect”, Czech. Chem. Commun. 63; p.1699—1723,1998).

As reações orgânicas com catálise heterogênea têm sido muito aplicadas no contexto industrial. Estas reações são realizadas com sucesso, porque os catalisadores suportados em compostos porosos apresentam uma ótima dispersão dos sítios reativos, aumentando a seletividade e a eficiência das reações tradicionais.

Os experimentos iniciais com técnica de aceleração de reação por microondas foram realizados com solventes de altos coeficientes dielétricos, tais como dimetilsulfóxido e dimetilformamida, causando um superaquecimento durante as reações. Porém, a aplicação desta técnica se destacou recentemente com os estudos de reações sobre suportes sólidos, em condições livres de solventes. (VARMA, R.S. “Solvent-free accelerated organic synthesis using microwaves”, Pure Appl. Chem., Vol. 73(1), p. 193-198,2001). t Nas reações sobre suporte sólido em condições livres de solvente, os compostos orgânicos adsorvidos nas superfícies de óxidos inorgânicos, tais como alumina, sílica gel, argilas ou suportes modificados, absorvem esta radiação, enquanto que os suportes sólidos nâo a absorvem. A temperatura na estrutura inorgânica durante a reação é relativamente baixa, porém, durante o processo, as temperaturas junto aos reagentes na superfície do suporte são extremamente altas. As reações assistidas pela irradiação com microondas, na ausência de quaisquer solventes, também proporcionam a oportunidade de se trabalhar com frascos abertos, em função da carga processada, evitando riscos de altas pressões (VARMA, R.S. “Solvent-free accelerated organic syntheses using microwaves”, Pure Appl. Chem., Vol. 73(1), p. 193-198,2001). A aplicação da metodologia, e a associação dos dispositivos de emissão de energia eletromagnética para o processamento de misturas de hidrocarbonetos, são usualmente apresentadas na literatura especializada, conforme mostrado a seguir: EBERHARD e colaboradores (“Microwave-enhanced Hydrogenations at Médium Pressure Using a Newly Construct Reactor”-Tetrahedron Letters, 46, p. 1247-1249, 2005) ensinam sobre a construção de um reator de hidrogenação assistida por microondas, o qual permite que a operação seja realizada em um valor de pressão de até 2500 kPa (25 bar), a partir da modificação de um fomo de microondas modelo comercial. , COUTINHO e colaboradores (“Avaliação da Aplicação da Tecnologia de Microondas no Aquecimento de Diferentes Emulsões Agua-Óleo” -apresentado no 3° Congresso Brasileiro de P&D em Petróleo e Gás, Salvador/Ba, Brasil, outubro de 2005) mostram o processamento de emulsões petróleo cru-água em um reator de microondas de modelo comercial adaptado para operar com pressões até 3500 kPa (35 bar)”. PIPUS e colaboradores (“Esterification of Benzoic Acid with 2-Ethylhexanol in a Microwave Stirred-Tank Reactor”, Ind. Eng. Chem. Res., 41(5), p.1129 -1134, 2002), estudaram reações catalíticas de esterificação de ácido benzóico. Para tal desenvolveram um sistema de aplicação de microondas, as quais eram geradas por uma válvula Magnetron de 2,45 GHz que provia cerca de 460W de potência, acoplada a um guia de ondas e finalmente a um tanque de reação agitado, no qual as microondas penetravam através de uma janela lateral confeccionada com um polímero específico. O volume do vaso de reação era de 500mL e as condições máximas de temperatura e de pressão testadas foram de 256° C e de 1200 kPa (12 bar), respectivamente.

Estudos referentes à deshidrogenação foram feitos por KIM e colaboradores (“Dieletric catalysts for Microwave-lnduced Dehydrogenation of Ethane into ethylene”. Paper 467, 9* Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress). Nestes estudos os autores tratam um processo de deshidrogenação do etano em um reator de quartzo, no qual se utilizava um sistema de microondas que compreende um gerador, um guia de ondas e dispositivos de medição de potência ajustáveis, de modo a manterem a potência na faixa de variação de 0,25 à 2,5 kW.

Encontra-se descrito no documento de patente US 6867400, um método e um instrumento a ele associado para a realização de reações químicas em regime contínuo assistidas por microondas, com monitoração de pressão e resfriamento simultâneo. No entanto, o equipamento descrito não pode ser empregado em reações de hidrogenação em condições severas de temperatura e pressão.

No documento de patente US 6614010, descreve-se um dispositivo para aquecimento de uma amostra, como por exemplo, uma mistura química. Mais especificamente trata-se de um dispositivo de aquecimento por microondas compreendendo um gerador de microondas, um guia de onda para guiar as microondas geradas e um defletor. No dito dispositivo as condições de ressonância e o fator de acoplamento da radiação a partir do guia de onda para a cavidade ressonante são facilmente ajustáveis por meio da rotação do defletor. As condições de ressonância e o fator de acoplamento podem ser ajustados em resposta às propriedades dielétricas da amostra para otimizar a quantidade da potência absorvida e desse modo obter o controle o processo de aquecimento da amostra. O dispositivo proposto, porém, não opera sob condições severas de temperatura e pressão.

No documento de patente JP 2002113350, é proposto um vaso para reações químicas que opera sob elevados valores de temperatura e pressão e livre de restrições em relação às janelas. Dito vaso é provido de um dispositivo que serve como uma fonte de microondas para promover o inicio da reação química, o qual consiste em um guia de onda oco com, ou tendo instalada, em uma abertura em sua linha coaxial, uma primeira janela que serve como uma janela divisória. O vaso é composto de um recipiente resistente à pressão e de um vaso de reação, e tem o vaso de reação hermético resistente a calor e/ou corrosão no interior do dito recipiente resistente a pressão; o vaso assim formado faz com que a pressão interna do recipiente resistente à pressão e do vaso de reação sejam controláveis, ditas pressões internas sendo preferivelmente iguais. Os materiais a serem aquecidos no recipiente são: sistemas de reação de alta-temperatura e de alta pressão nos quais existem absorventes de microonda e/ou catalisadores feitos de absorventes de microonda; sistemas de fluido em estado sub- e super-crítico em alta-temperatura e alta pressão e/ou sistema eletrolítico de reação; sistema fotoquímico de reação; sistema de reação que usa ondas ultra-sônicas, e sistemas de reação que usam um método de aquecimento externo. Embora se refira genericamente a elevados valores de pressão e temperatura, o documento não menciona as faixas de temperatura e pressão que considera elevada. A literatura técnica especializada costuma considerar elevada pressões acima de 500 kPa. O documento de patente US 5382414 descreve um aparelho para promover reações químicas e/ou físicas sob pressão em amostras peia ação das microondas. O aparelho possui um ou mais recipientes para serem nele inseridos, ao menos parcialmente permeáveis às microondas, que recebem as amostras, e que são colocados em um envoltório especial, de maneira a conectar-se por meio de pelo menos um orifício, acoplando-se a um gerador das microondas. Para permitir realização das reações à pressão mais elevada e obter economia global, propõe-se de acordo com a invenção que o envoltório do dispositivo inclua pelo menos um vaso de pressão de material resistente a alta-pressão, cujos orifícios para o acoplamento sejam permeáveis às microondas e selados de modo a resistir à alta pressão. Um único dispositivo deve ser inserido no vaso de pressão de forma a se ajustar firmemente contra sua superfície interna. O vaso de pressão é feito de material impermeável às microondas, como por exemplo, material metálico mais forte; apenas o material na região do orifício de acoplamento precisa ser permeável âs microondas. Podem ser utilizadas pressões de 1000 bar ou mais. O envoltório pode ser configurado na forma de um receptáculo composto de duas partes, o qual serve para receber a amostra e para fechar o orifício de acoplamento, sendo permeável às microondas pelo menos nesta região junto ao orifício. O recipiente que contém a amostra é eiasticamente deformável, tal como um material plástico permeável às microondas ou material cerâmico, preferencialmente PTFE.

Encontra-se descrito no documento de patente US 6120741 um dispositivo que utiliza microondas para realizar reações químicas ou físico-químicas em grande quantidade nominal de produto (1 litro), podendo ser considerado de grande escala quando comparado a outros dispositivos até então conhecidos e usados apenas em experímentos com pequenas amostras. O dito dispositivo compreende um vaso com uma tampa selante, de formato substancialmente cilíndrico, possuindo uma cavidade para conter um reator de cerca de 1 litro feito de material transparente às microondas. A cavidade é cercada por uma parede cilíndrica resultante da revolução em tomo de seu eixo, possui uma parede inferior provida com uma porta para entrada das microondas no vaso, posicionada na direção de seu eixo longitudinal X, e uma abertura superior, para colocar e retirar o reator. O gerador fornece as microondas que se propagam via porta de entrada da cavidade, as quais podem ser pré-determinadas ao longo do eixo X. A tampa selante previne a propagação das microondas para o exterior do dispositivo. As dimensões da cavidade são determinadas para garantir uma distribuição homogênea das microondas em seu interior. O dispositivo atua preferencialmente sob a pressão atmosférica, mas pode atuar a pressões mais elevadas ou em pressões reduzidas se o reator for adequado.

Apesar de a literatura citar diversas tecnologias referentes ao processamento de cargas de hidrocarbonetos por meio de microondas, nenhum modelo comercial de reator, empregando radiação na faixa das microondas destinado ao uso em laboratório e também ao uso industrial, é apropriado para operar simultaneamente a elevados vatores de temperatura e pressão e em presença de hidrogênio.

No intuito de solucionar os problemas mencionados, foi desenvolvido pela depositante um dispositivo para processar hidrocarbonetos objeto do pedido de patente brasileiro PI 0605000-0 de 30/11/2006, intitulado “Dispositivo e sistema para processamento de cargas a altas temperatura e pressão em presença de microondas”, o qual é provido de uma fonte de emissão de energia eletromagnética na faixa das microondas sendo capaz de operar sob condições severas de temperatura e pressão, e, também, na presença de hidrogênio. Embora propiciando ótimos resultados, observou-se que tal dispositivo podería ainda ser melhorado com o objetivo de maximizar o aproveitamento da energia incidente no meio reacional. Verificou-se, por exemplo, que se fazendo as microondas incidirem sobre a carga em um ângulo tal que não houvesse reflexão das mesmas, a energia seria totaimente absorvida pela carga, independentemente do meio reacional e de suas diferentes características. Os estudos assim desenvolvidos conduziram ao aperfeiçoamento do referido dispositivo, que constitui o reator para hidroprocessamento de cargas, objeto da presente invenção, o qual é parte do sistema de processamento de cargas assistido por microondas agora proposto.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO O sistema para processamento de cargas, objeto da presente invenção, compreende o conjunto formado por um reator aperfeiçoado que inclui um vaso reacional acoplado a uma fonte emissora de microondas por meio de janelas de alta transmitâncía das referidas microondas, sendo capaz de operar a alta temperatura e a alta pressão, na presença de um catalisador ou não, em regime contínuo ou de batelada, e em presença de hidrogênio ou outros gases. O dispositivo aperfeiçoado condutor de microondas utilizado pelo sistema tem sua configuração projetada de modo a garantir a incidência das microondas sobre o meio reacional (catalisador e carga) em um ângulo determinado tal que a transmissão de energia seja máxima, independente do meio reacional a ser processado. O emissor de radiação eletromagnética atua na frequência de 300 MHz a 300GHz, e o meio reacional (catalisador juntamente com a carga) colocado no vaso reacional é submetido à irradiação das ditas microondas, em alta temperatura e alta pressão, inclusive na presença de hidrogênio, ou outros gases. O sistema opera preferencialmente a um valor de pressão de até 17,2MPa (172 bar / 2500 psi), entretanto o presente sistema é capaz de operar numa faixa de pressão que varia de 100 KPa a 20 MPa. Em relação à temperatura, o sistema para processar hidrocarbonetos opera preferencialmente a até aproximadamente 400° C, embora esse valor de temperatura possa variar desde a temperatura ambiente até 500° C. Todavia, dito sistema para processamento de cargas da invenção permite operar em toda a região de temperatura e pressão, com a mesma eficiência de transmissão de microondas, em acordo com a carga e processo executados.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A Figura 1 mostra uma representação esquemática do reator aperfeiçoado para processar cargas ou misturas de hidrocarbonetos. A Figura 2 mostra uma representação esquemática do sistema de processamento de cargas ou misturas de hidrocarbonetos, o qual inclui o reator aperfeiçoado objeto da presente invenção. A Figura 3 mostra uma representação esquemática da janela simples transparente a radiação eletromagnética de microondas. A Figura 4 mostra uma representação esquemática da janela dupla transparente a radiação eletromagnética de microondas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO O sistema para processamento de cargas da presente invenção compreende o conjunto formado pelo reator aperfeiçoado para processar cargas e seus acessórios periféricos, incluindo o vaso reacíonal, a fonte emissora e os guia de ondas eletromagnéticas na faixa das microondas, e tem a possibilidade de operar na presença ou não de um catalisador, o qual, juntamente com a carga, é submetido à irradiação das ditas microondas, em alta temperatura e alta pressão, inclusive de hidrogênio ou outros gases, de forma a se obter o máximo aproveitamento da energia incidente no meio reacional. Mais especificamente o aperfeiçoamento objeto da presente invenção se refere a uma modificação na configuração geométrica do reator que o habilita processar os mais diferentes tipos de hidrocarbonetos, dito reator aperfeiçoado incluindo o dispositivo condutor de microondas, o qual permite uma melhor transmitânda da radiação sobre a carga de hidrocarbonetos a ser processada, de modo a garantir o máximo de absorção das microondas pela carga de hidrocarbonetos.

Entende-se por carga de hidrocarbonetos, óleo cru, misturas de hidrocarbonetos, frações e resíduos provenientes do processamento de petróleo, biodiesel, óleos de origem vegetal, produtos orgânicos como álcoois e ésteres, produtos inorgânicos como catalisadores, e misturas destes produtos, entre outros.

Para que a invenção seja mais facilmente compreendida, sua descrição detalhada é feita com base nas Figuras que acompanham este relatório e dele são parte integrante. A Figura 1 apresenta uma representação esquemática do reator aperfeiçoado objeto da presente invenção. 0 reator aperfeiçoado (1) desenvolvido para processar hidrocarbonetos é subdividido em quatro segmentos distintos. Um primeiro segmento inferior (A), o qual compreende a fonte de alimentação de baixo ruído (2) da válvula magnetron emissora de microondas (3), que possibilita a emissão de energia magnética de forma pulsada ou contínua, e que pode ser escalonada para operar com múltiplas janelas e potências de microondas; um isolador anti-retorno das microondas (4) e sensores (5) das ondas transmitida e refletida; um segundo segmento (B) que constitui um primeiro trecho do guia de onda, de secção retangular (6), que interliga as partes cuja orientação é livre (não influencia a aplicação das microondas) com as partes que devem ser dispostas com inclinação (Θ) adequada em relação à horizontal, e que após a dita inclinação, se liga a um segundo trecho de transição entre guias de onda de secções retangular e circular (7), responsável pela transição entre os guias de onda (retangular para circular) e pelo casamento de impedâncias com as janelas transparentes às microondas do terceiro segmento, e tem por função guiar as microondas em direção ao vaso reacional (localizado na extremidade do dispositivo); um terceiro segmento superior (C), provido com janelas (8, 10) transparentes às microondas, constituídas por materiais diferentes que conjugam propriedades de alta estabilidade térmica e resistência a altas pressões, e, intercaladas por um guia de onda (9); ditas janelas, por seu turno, se acoplam ao quarto segmento (D), o qual compreende o vaso reacional (11) para processar a carga ou mistura de hidrocarbonetos. O vaso reacional (11) se constitui de um recipiente metálico, preferenciaimente confeccionado em aço inoxidável, provido com cabeçote (12), dito recipiente, devido à inclinação adequada da porção principal do reator em relação à horizontal, faz com que o meio reacional (13) assuma a forma de uma cunha, deste modo provocando uma variação gradual da impedância imposta às microondas quando se propagam no interior do reator aperfeiçoado (1) e cruzam a zona de transição (14) entre os meios que preenchem o vaso reacional (11) - fase gasosa e meio reacional. A inclinação (Θ) entre o eixo do guia de ondas (9) e a horizontal pode ser variada de 10° a 40° quando necessário, normalmente ajustando-se em aproximadamente 25° em relação à horizontal, o que possibilita que a potência de microondas seja transmitida com baixo coeficiente de reflexão para uma ampla variação de características dielétricas da carga. O primeiro segmento inferior (A), mostrado na Figura 1, não possui uma orientação preferencial, tendo sido representado na vertical apenas para ilustrar que não há necessidade de este segmento possuir a mesma inclinação (9) do vaso reacional (11). É propriedade do segundo segmento (B) possuir uma curvatura adequada e necessária para conectar os guias de onda dos primeiro e terceiro segmentos (A, C), respectivamente. Na extremidade do segundo segmento (B), mais próxima ao terceiro segmento superior (C), há um elemento de transição de guia de onda retangular (6) para guia de onda circular (7). A conjugação desta configuração com os meios de ajuste do terceiro segmento (C) tais como parafusos adequados, possibilita o casamento da impedância do guia de onda (7) com a impedância do sistema de janelas (8,10) e vaso reacional (11).

Um diferencial do reator aperfeiçoado da invenção diz respeito ao sistema de transmissão de microondas e contenção de pressão com janelas múltiplas (8,10), o qual permite ao sistema suportar altas pressões e manter alta transmitância de microondas em todo o intervalo de variação de temperatura do vaso reacional, tendo também tolerância à variação de frequência da fonte de radiação de microondas. Foram testados e utilizados diferentes materiais, como por exemplo, safira, quartzo, vidro, cerâmica, entre outros, para a construção do sistema de janelas múltiplas, mostradas em detalhe nas Figuras 3 e 4.

Uma das janelas transparente a microondas é dupla e confeccionada com material cuja constante dielétrica é pouco sensível à variação de temperatura, preferencialmente confeccionada em quartzo. A outra janela é feita de material cerâmico ou safira, de espessura maior, resistente a alta pressão e refrigerada, de forma a manter sua temperatura próxima â temperatura ambiente, independente da temperatura do vaso reacional. A configuração especial do reator aperfeiçoado (1) permite que o vaso reacional opere em alta pressão e alta temperatura, na presença ou não de hidrogênio ou outros gases, assim como garante boa transmitância de energia eletromagnética de microondas, a qual pode ser tanto pulsada quanto contínua. Q dispositivo é capaz de operar numa faixa de pressão que varia desde a pressão atmosférica até 20 MPa e processar hidrocarbonetos preferencialmente a aproximadamente 400° C, embora esse valor de temperatura possa variar desde a temperatura ambiente até 500° C. O vaso reacional (11) possui revestimentos externos para isolamento térmico do sistema e também para contenção de eventuais casos de vazamento de microondas ou de reagentes, mantendo todo o sistema estanque.

Por ser encamisado, o vaso reacional permite o aquecimento convencional da carga, por condução de calor, seja pelo uso de resistências elétricas ou outros meios, ou ainda, o aquecimento ou resfriamento por circulação de fluidos. Isto possibilita a realização de operações usando fontes de aquecimento convencionais, ou, operações conjuntas, combinando fonte convencional com microondas, ou ainda operações alternadas, ora com fonte convencional, ora com a fonte de microondas.

Adicionalmente, é também provido ao vaso reacional (11) um subsistema acessório (15) formado por sensor de temperatura, sistema de carga e coleta de material, sistema de circulação/ agitação, o qual permite ao vaso reacional (11) operar com líquido de alta viscosidade, com a presença de sólidos ou não, e manter a homogeneidade do meio reacional. O volume de carga deve ser calculado para cobrir o cabeçote (12) do vaso reacional (11). O sistema de homogeneização pode operar com circulação (por meio de uma bomba centrífuga ou pneumática) ou com agitação (mecânica ou por borbulhamento de gases, reativos ou não). Desta forma, a carga pode ser processada por um modo de operação tanto em regime contínuo como de batelada, mantendo sua homogeneidade. São igualmente previstas conexões para sensores de pressão, válvulas de segurança e de alívio de pressão. O sistema completo para hidroprocessamento de cargas assistido por microondas, que inclui o dispositivo aperfeiçoado (1) acima descrito está mostrado na Figura 2.

Adicionalmente, o dispositivo aperfeiçoado da invenção permite ser conectado a um outro sistema, aqui denominado sistema de monitoração e controle, o qual permite medir e monitorar as variáveis envolvidas no processo, assim como interagir com o mesmo. 0 sistema de processamento de cargas, objeto da presente invenção, é formado pelo conjunto que compreende o reator aperfeiçoado (1) descrito anteriormente e uma unidade de controle e supervisão eletrônica (16), na qual se controla o retomo da informação por meio dos sensores de onda (5), localizados na porção longitudinal do guia de onda instrumentado (17), os quais estão diretamente conectados à unidade de controle e supervisão eletrônica (16). A dita unidade de controle e supervisão eletrônica (16) compreende controlador lógico programável - CLP (18), o qual contém os módulos de entradas e saídas analógicas e digitais de todos os sinais dos elementos de campo necessários para o controle do sistema de processamento. O dito CLP digitaliza e processa, por meio de um programa de computador (software), o sinal da potência da radiação de microondas (transmitida e refletida) identificada pelos sensores de onda (5). A unidade de controle e supervisão eletrônica (16) compreende ainda uma unidade central de gerenciamento (19), dotada de um monitor (20) para interface com o operador, a qual possui módulos adicionais integrados de tratamento e armazanamento de sinais. A unidade de controle e supervisão eletrônica (16) proporciona uma interface gráfica para os dados processados e o acompanhamento do processo pelo operador de uma forma mais dara e de fádl visualização. Um módulo de aquisição (21) de dados da unidade de controle eletrônica (16) realiza a interface entre os elementos de campo e o controle do processo.

As Figuras 3 e 4 apresentam, respectivamente, uma representação esquemática de uma janela simples e uma janela dupla, transparentes às microondas. Como já mencionado anteriormente, o conjunto formado pelas janelas transparentes (terceiro segmento mostrado na Figura 1) permite a conexão de uma fonte de microondas com o vaso reacional, que pode estar submetido à alta temperatura e alta pressão. O conjunto é constituído por uma janela simples (8), um guia de onda circular (9) e uma janela dupla (10), o qual é ligado díretamente ao vaso reacional (11), sendo capaz de suportar condições de alta temperatura e alta pressão, inclusive de hidrogênio. A finalidade da janela simples (8) é separar o trecho de guia de onda (7) que está à pressão atmosférica, do trecho de guia de onda (9), que está a uma pressão próxima â pressão do vaso reacional (11). A janela dupla (10) possui dois discos de material díeíétríco convenientemente espaçados, sendo preferencialmente confeccionada em quartzo. As propriedades da janela variam pouco com a temperatura, conseqüentemente, mantendo constante o intervalo de frequência em que é transparente às microondas. Como esta janela não suporta diferencial de pressão maior que 1 MPa (10 bar / 147psi), é prevista a inserção de uma terceira janela, convenientemente espaçada por um guia de onda circular da janela dupla de quartzo, que suporta diferencial de pressão acima de 20 MPa (200 bar / 2900psi). Assim, se o vaso reacional e o guia de onda estiverem muito próximos, não há possibilidade de danificar a janela de quartzo. Esta terceira janela é refrigerada para evitar que suas propriedades dielétricas se alterem com a temperatura. O projeto deste conjunto de janelas possibilita o alargamento do intervalo de freqüência de transparência, utilizando-se um “casador” de impedânda como auxílio.

Quando o sistema é projetado para o vaso readonal (11) operar com janela única, esta é refrigerada para evitar mudanças de temperatura que alterariam suas propriedades dielétricas. A janela é feita de alumina, safira ou quartzo, mais preferendalmente de cerâmica, convenientemente selada com gaxetas de material como, por exemplo, grafoil, para garantir estanqueidade ao operar sob condições de alta pressão e alta temperatura. No caso do material utilizado ser cerâmico, pode também ser usada uma configuração onde um segmento cônico de cerâmica é soldado a um flange de metal especial que tenha a mesma dilatação que a cerâmica. Desta forma, o sistema poderá comportar múltiplas janelas ou janelas de diferentes dimensões em área e espessura, capazes de suportar altas pressões e altas temperaturas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA FORMA PREFERIDA DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO O sistema da presente invenção pode ser operado de três modos diferentes: aquecimento ou resfriamento convencional, aquecimento por microondas combinado com aquecimento ou resfriamento convencional, e, aquecimento somente por microondas. O sistema de controle automático acima descrito possibilita a aplicação das microondas de forma pulsada ou contínua. A título de exemplo, porém não limitante da invenção, a radiação das microondas pode ser realizada de forma contínua com uma potência preferencial de até 2 kW, entretanto a dita potência pode variar na faixa de 2 - 3 kW. No caso de emissão de energia por pulsos, a potência máxima, nesta mesma situação, é preferencialmente próxima de até 8 kW. A freqüência das microondas empregada neste exemplo é de 2,45GHz. Fontes de alta potência de microondas podem ser utilizadas para aumento de escala, ou ainda, podem ser utilizadas múltiplas fontes de baixa potência de microondas ou ainda, combinação planejada de fontes de microondas para se obter o nível de potência e distribuição da energia de microondas adequada à escala. O fator de perda dieiétrica (loss facto/), que depende do material e da freqüência de microondas, permite calcular quanto um determinado material absorve esta energia sob a forma de caior e pode ser penetrado pela radiação. Assim, outras freqüências podem ser implementadas, explorando a absorção e profundidade de penetração de uma dada freqüência aplicada a uma carga e catalisador específicos, maximizando a interação entre as microondas e os sítios ativos do dito catalisador.

Para os especialistas na matéria toma-se claro que as dimensões dos guias de onda e janelas do dispositivo aperfeiçoado da invenção devem ser ajustadas de acordo com a frequência de microondas selecionada. A aplicação da radiação eletromagnética de microondas oferece uma forma alternativa de excitação e aquecimento seletivo, da carga, como por exemplo, petróleos crus ou suas frações, misturas de hidrocarbonetos, mesmo em misturas multifásicas de óleos sob a forma de lamas e emulsões de petróleo em água, e absorvedores de microondas, como catalisadores, possibilitando um aumento da cinética e efetividade das reações, possibilitando melhorar o rendimento e também a qualidade da carga processada.

Os hidrocarbonetos na presença de um catalisador ou outros absorvedores de microondas, podem ser misturados com hidrogênio em pressão elevada e as misturas expostas às radiações eletromagnéticas das microondas na freqüência de 2,45 GHz e potência de até 3 kW, por exemplo. Desta forma, embora não limitado aos exemplos que se seguem, o reator e sistema da invenção podem ser utilizados em processos para redução do conteúdo de enxofre (HDS - hidrodessulfurização), de nitrogênio (HDN - hldrodesnitrilação), de oxigênio (HDO - hidro desoxigenação), de aromáticos (HDA - hldrodesaromatização), redução de acidez naftênica e de metais (HDM - hidrodesmetalização), assim como para quebra de cadeias carbônicas, como, por exemplo, hidrocraqueamento (HCC) de petróleos pesados e suas frações, melhorando a qualidade da carga processada.

Uma vantagem apresentada pelo sistema da invenção é permitir adicionar junto com a carga de hidrocarbonetos qualquer tipo de catalisador, cujos sítios ativos podem ter seu desempenho incentivado pela ação das microondas.

Outra vantagem do sistema é permitir operar em menor temperatura e pressão (hidrogênio ou outros gases) do que sistemas congêneres não assistidos por microondas, embora obtendo resultados similares em termos de rendimento de produtos ou de rentabilidade operacional. O sistema descrito pode ser projetado em diferentes escalas, de acordo com as necessidades operacionais. Assim, poderá ser adaptado em função da potência de microondas, volume e forma do vaso reacional, podendo utilizar diferentes freqüências de radiação de microondas.

Uma outra vantagem do reator e sistema aqui apresentado é a possibilidade de sua utilização em tanques de estocagem ou navios de transporte de óleo. Durante o período de estocagem ou transporte, uma suficientemente pequena unidade de microondas pode ser adicionada às instalações para processar e melhorar a qualidade do óleo, em particular quanto à acidez e viscosidade. Esta aplicação é especialmente útil para processos que não utilizem hidrogênio e possam ser realizados durante o tempo de estocagem ou transporte, em particular de óleos ou frações.

Deve ficar claro, todavia, que os exemplos citados não são limitantes da invenção. Os especialistas na matéria poderão vislumbrar outras aplicações do dispositivo da invenção sem se afastar do conceito inventivo descrito.

REIVINDICAÇÕES

Claims (24)

1. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS, caracterizado por ser constituído de quatro segmentos distintos, a saber: a) um primeiro segmento inferior {A}, o qual compreende a fonte de alimentação de baixo ruído (2) da válvula magnetron emissora de microondas (3), que possibilita a emissão de energia magnética de forma pulsada ou continua, e que pode ser escalonada para operar com múltiplas janelas e potências de microondas; um isolador anti-retorno das microondas {4) e sensores (5) das ondas transmitida e refletida; b) um segundo segmento (B) que constitui um primeiro trecho do guia de onda, de secção retangular (6), que interliga as partes cuja orientação é livre com as partes que devem ser dispostas, com inclinação (Θ) adequada em relação à horizontal, e que após a dita inclinação, se liga a um segundo trecho de transição entre guias de onda de secções retangular (6) e circular (7), responsável pela transição entre os guias de onda retangular para circular e pelo casamento de impedâncias com as janelas transparentes às microondas do terceiro segmento, e tem por função guiar as microondas em direção ao vaso reacional (11); c) um terceiro segmento superior (C), provido com janelas (8, 10) transparentes a microondas, constituídas por materiais diferentes que conjugam propriedades de alta estabilidade térmica e resistência a altas pressões, e, intercaladas por um trecho de guia de onda (9); ditas janelas, por seu turno, se acoplam ao quarto segmento (D), o qual compreende o vaso reacional {11) para processar a carga ou mistura de hid rocarbonetos; d) dito vaso reacional (11) se constitui de um recipiente metálico, provido com cabeçote (12), preferencialmente confeccionado em aço inoxidável, dito recipiente, devido à inclinação adequada da porção principal do reator em relação à horizontal, faz com que o meio reacional (13) assuma a forma de uma cunha, provocando uma variação gradual da impedâncía imposta às microondas quando se propagam no interior do reator aperfeiçoado (1) e cruzam a zona de transição (14) entre os meios que preenchem o vaso reacional (11).

2. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito segundo segmento (B) possuir uma curvatura adequada e necessária para conectar os guias de onda dos primeiro e terceiro segmentos (A, C), respectiva mente.

3. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a conjugação da configuração com meios de ajuste do terceiro segmento superior (C), tais como parafusos, possibilitar o casamento da impedância do guia de onda (7) com a impedâncía do sistema de janelas (8,10) e vaso reacional (11).

4. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a inclinação do terceiro segmento superior (C) poder ser variada de 10° a 40* quando necessário, normalmente ajustando-se em aproximadamente 25g em relação à horizontal.

5. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o vaso reacional (11) ser encamisado, permitindo o aquecimento convencionai da carga, por condução de calor, seja pelo uso de resistências elétricas ou outros meios, ou ainda, o aquecimento ou resfriamento por circulação de fluidos

6. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por permitir a realização de operações usando fontes de aquecimento convencionais, ou, operações conjuntas, combinando fonte convencional com microondas, ou ainda operações alternadas, ora com fonte convencional, ora com a fonte de microondas,

7. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser capaz de aplicar as microondas de forma pulsada ou contínua.

8. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a radiação das microondas poder ser realizada de forma contínua com uma potência preferencial de até 2 kW, podendo variar na faixa de 2-3 kW; na emissão de energia por pulsos, a potência máxima, ser preferencial mente próxima de até 8kW, e frequência preferencialmente de 2,45 GHz.

9. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ρογ o vaso reacional (11) ser provido com um subsistema acessório (15) formado por sensor de temperatura, sistema de carga e coleta de material, sistema de circulação/ agitação, o qual permite ao vaso reacional (11) operar com líquido de alta viscosidade, com a presença de sólidos ou não, e manter a homogeneidade do meio reacional.

10. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por materiais das janelas transparentes às microondas do reator aperfeiçoado (1) serem selecionadas entre safira, quartzo, vidro, cerâmica, entre outros,

11. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por permitir ser conectado a uma unidade de controle e supervisão eletrônica (16), na qual controla-se o retomo da informação por meio dos sensores de onda (5), localizados na porção longitudinal do guia de onda instrumentado (17), os quais estão díretamente conectados à unidade de controle e supervisão eletrônica (16).

12. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por a unidade de controle e supervisão eletrônica (16) compreender um controlador lógico programável - CLP (18), o qual contém os módulos de entradas e saídas analógicas e digitais de todos os sinais dos elementos de campo necessários para o controle do sistema de processamento, dito CLP digitaliza e processa, por meio de um programa de computador (software), o sinal da potência da radiação de microondas (transmitida e refletida) identificada pelos sensores de onda (5); uma unidade central de gerenciamento (19), dotada de um monitor (20) para interface com o operador, a qual possui módulos adicionais integrados de tratamento e armazanamento de sinais; uma interface gráfica para os dados processados e o acompanhamento do processo pelo operador de uma forma mais clara e de fácil visualização; um módulo de aquisição (21) de dados, que realiza a interface entre os elementos de campo e o controle do processo.

13. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o vaso reacional (11) comportar múltiplas janelas ou janelas de diferentes materiais e dimensões em área e espessura, capazes de suportar altas pressões e altas temperaturas.

14. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por permitir a realização de operações usando fontes de aquecimento convencionais, ou, operações conjuntas, combinando fonte convencional com microondas, ou ainda operações alternadas, ora com fonte convencionai, ora com a fonte de microondas.

15. REATOR PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por permitir ser projetado em diferentes escalas, de acordo com as necessidades operacionais, sendo adaptado em função da potência de microondas, volume e forma do vaso reacional, e podendo ainda utilizar diferentes freqüências de radiação de microondas.

16. SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS caracterizado per compreender o conjunto formado por um reator aperfeiçoado (1) e uma unidade de controle e supervisão (16), dito reator aperfeiçoado (1) com inclinação (0) adequada em relação à horizontal e que incluí um vaso reacional (11) acoplado a uma fonte emissora de microondas (3) por meio de janelas (8,10) de alta transmitância das referidas microondas, sendo capaz de operar a alta temperatura e alta pressão, na presença de um catalisador ou não, em regime contínuo ou de batelada, sendo que dita unidade de controle e supervisão (16) permite medir e monitorar as variáveis envolvidas no processo, assim como interagir com o mesmo.

17. SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por ser operado de três modos diferentes: aquecimento ou resfriamento convencional, aquecimento por microondas combinado com aquecimento ou resfriamento convencional, e, aquecimento somente por microondas.

18. SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o controle automático possibilitar a aplicação das microondas de forma pulsada ou contínua.

19. SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por a radiação das microondas poder ser realizada de forma contínua com uma potência preferencial de até 2 kW, podendo variar na faixa de 2-3 kW; na emissão de energia por pulsos, a potência máxima, ser preferencial mente próxima de até 8 kW e freqüência preferencial de 2,45 GHz.

20. SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por dimensões dos guias de onda e janelas do dispositivo aperfeiçoado (11) ser ajustadas de acordo com a freqüência de microondas selecionada.

21. SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por poder ser utilizado em processos para redução de acidez naftênica, do conteúdo de enxofre (HDS - hidrodessulfurizaçào) de nitrogênio (HDN - hidrodesnitrilação), de oxigênio (HDO - hidrodesoxigenação) de aromáticos (HDA - hidrodesaromatização) e de metais (HDM -hidrodesmetalização) assim como para quebra de cadeias carbônicas, como por exemplo, hidrocraqueamento (HCC) de petróleos pesados e suas frações, melhorando a qualidade da carga a ser processada.

22. SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por poder ser utilizado para processar cargas de hidrocarbonetos contidas em um tanque de estocagem ou navio de transporte de óleo, para reduzir sua viscosidade e aumentar a sua produtividade.

23. SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por poder ser utilizado para petróleos crus ou suas frações, misturas de hidrocarbonetos, mesmo em misturas multifásicas de óleos sob a forma de lamas e emulsões de petróleo em água, e, absorvedores de microondas, como catalisadores.

24. SISTEMA PARA PROCESSAMENTO DE CARGAS ASSISTIDO POR MICROONDAS de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por permitir adicionar junto com a carga de hidrocarbonetos qualquer tipo de catalisador ou absorvedor de microondas, cujos sítios ativos podem ter seu desempenho incentivado pela ação das microondas.