pronae aula 14
TRANSCRIPT
AULA 14
O QUE É UMA REFINARIA?
TIPOS DE PROCESSO DE REFINO
TRATAMENTO
Evolução do refino brasileiro
A Petrobrás nasce a 3 de Outubro de 1953 com o grande
desafio de garantir a independência economica do Brasil.
Herdou do CNP campos com capacidade produtiva de
2.700 BOE/dia, muito aquém do necessário na época
(137.000 BOE/dia). Para aumentar a competitividade a
solução era investir no refino. Também no momento da
sua criação, a Petrobrás adquire a refinaria de Mataripe
(atual RLAM) que processava 5.000 BOE/dia.
Evolução do refino brasileiro
Em 1955 inaugura-se a refinaria de Cubatão (atualmente
RPCB) com capacidade para 45.000 BOE/dia. Com isso a
produção atingiu 25.000 BOE/dia, um valor ainda muito
aquém do consumo. Assim, na época o lucro da atividade
no país se resumia à distribuição de derivados que
praticamente estavam nas mãos de multinacionais, logo
sem gerar renda interna.
A solução passou então pelo Monopólio da União sobre o
petróleo nacional.
O que é uma refinaria de petróleo?Refinaria é o nome usual para referir-se as destilarias de petróleo que realizam o processo químico de limpeza e refino do óleo cru extraído dos poços e minas de óleo bruto, produzindo diversos derivados de petróleo, como lubrificantes, aguarrás, asfalto, coque, diesel, gasolina, GLP, nafta, querosene de aviação e outros.O petróleo bruto (não processado) é composto de diversos hidrocarbonetos, com propriedades físico-químicas diferentes. Por isso, tem pouca utilidade prática ou uso.No processo de refino, os hidrocarbonetos são separados, por destilação, e as impurezas removidas. Estes produtos podem então ser utilizados em diversas aplicações.
Objetivos do refino
A construção de uma refinaria visa sempre dois objetivos
básicos:Produção de combustíveis e matérias-primas petroquímicas
Produção de lubrificantes básicos e parafinas
O primeiro diz respeito à demanda de combustíveis que é
bem superior à de outros produtos. É fundamental a
obtenção de derivados que levem à produção de GLP,
gasolina, diesel, etc.
Objetivos do refino
O segundo objetivo corresponde a um grupo minoritário
cujo objetivo é maximizar frações básicas (lubrificantes e
parafinas). Estes produtos possuem um elevado valor
agregado mas conferem alta rentabilidade aos
refinadores, mesmo com os elevados investimentos.
No Brasil não existem refinarias dedicadas exclusivamente
à produção de lubrificantes e parafinas mas existem
conjuntos dentro de alguns parques com esse objetivo.
Processo de refino
É um conjunto de processos físicos e químicos com o
objetivo de tornar o óleo cru em derivados. Compreende a
destilação (coluna/vácuo), regeneração e craqueamento.
Processo de refino
O processo de refino é bem mais do que a
decomposição do óleo cru em HC’s “consumíveis”.
Compreende também:Retirada do sal e água
Aquecimento do óleo em fogo direto
Na coluna o óleo é aquecido junto com a água
Condensação e saída dos produtos
Primeira etapa do refino
Esta primeira fase corresponde à destilação do óleo
cru numa torre de destilação atmosférica. Ao longo
da torre existem diversos pratos perfurados, cada um
para uma fração desejada. O petróleo é pré-aquecido e introduzido na
metade da torre Como a parte de baixo é mais quente, os HC’s
gasosos tendem a subir e se condensar Nesta etapa se recolhem gás, gasolina, nafta e
querosene As frações retiradas precisam ainda de mais
tratamento antes de serem utilizadas
Torre de destilaçãoO que ocorre na torre é uma destilação fracionada. Isto significa que o petróleo vai ser aquecido e vão se colhendo os produtos obtidos através de um sistema de torre. Dependendo da temperatura sai um tipo diferente de produto, esse processo é interessante do ponto de vista de Engenharia de Petróleo pois permite que muitas coisas sejam fabricadas ao mesmo tempo.
Processo de fracionamento do petróleo
Ainda que não seja simples, este processo visa
aproveitar o máximo potencial energético. Neste
processo os pontos de ebulição dos HC’s aumentam
em função dos pesos moleculares. Após
decompostos, esses HC’s são condensados. No final a
sobra são HC’s com pesos moleculares elevados,
sendo necessário aplicar outros métodos para
fracionar o óleo restante.
Segunda etapa do refino
Um forno promove o re-aquecimento do resíduo
atmosférico (RAT) até a temperatura ideal para o
fracionamento. A torre vai fracionar a vácuo o RAT
produzindo frações que tenham possibilidade de
processamento e geração de produtos de maior valor
agregado (GLP, gasolina, querosene e diesel).
Formação de coque devido a decomposição térmica do
petróleo nas tubulações e no fundo da torre a
temperatura máxima de controle ±400 ºC
CoqueO coque é um tipo de combustível derivado do carvão betuminoso. Obtém-se do aquecimento do desse carvão, sem combustão, num recipiente fechado. Shot Coke - Apresenta alto teor de enxofre e metais. Apresenta forma esférica de várias dimensões. (Cimenteiras)Coque Esponja - Contém resinas e médios teores de enxofre, asfaltenos e metais – a olho nu, o material apresenta pequenos poros e paredes espessas. (Indústria do alumínio)Coque Agulha - Classificado como material anisotrópico. Contém baixa presença de asfaltenos, resinas e metais. (Indústria do aço)
Coqueamento retardado
É um processo de obtenção de coque a partir de uma
grande variedade de cargas, normalmente, óleo cru
reduzido, resíduo de vácuo, óleo decantado, alcatrão de
craqueamento térmico e respectivas misturas. A unidade
de coqueamento produz, ainda,gás combustível, GLP,
nafta, gasóleo leve e gasóleo pesado para FCC.Rendimentos típicos:
18% peso de coque
62% volume de diesel
16% volume de nafta
6% volume de GLP
4% peso de gás de refinaria
6% diluente para óleos combustíveis
Terceira etapa do refino
É nesta fase que se faz o craqueamento (térmico ou
catalítico). O princípio é o mesmo: quebram-se cadeias de
HC’s muito grandes em compostos economicamente mais
viáveis.
O primeiro requer uma temperatura e pressão muito alta,
e é um tanto imprevisível, já o segundo é mais fácil de
controlar visto se usar um catalisador no processo.
Processos de separação
Os processos de separação são sempre de natureza física
e têm como objetivo desdobrar o petróleo em frações
básicas ou processar uma fração previamente produzida
para retirar dela compostos específicos. Como exemplos
destes processos podemos citar:
Destilação
Desasfaltação a propano
Desaromatização a furfural
Adsorção de n-parafinas
Desparafinação/
desolificação a
solvente (MIBC)
Extração de aromáticos
Destilação
É um processo de separação dos componentes de uma
mistura de líquidos miscíveis baseado na diferença de
temperatura de ebulição dos seus componentes
individuais. De caráter muito importante para uma
refinaria já que a destilação é usada em quase todos os
processos de refino. Outros processos de separação,
conversão e tratamento usam a destilação como etapa
intermediária ou final das suas operações.
Desasfaltação a propano
Este processo tem por finalidade extrair um solvente, o
propano líquido a alta pressão, que é um gasóleo
impossível de obter pela destilação. Como subproduto
obtem-se o resíduo asfáltico que pode ser usado como
asfalto ou óleo combustível ultraviscoso.
O óleo desasfaltado pode ser incorporado ao gasóleo
pesado (GOP), para posterior craqueamento e consequente
conversão em nafta e GLP; ou para produção de
lubrificantes, o óleo básico Brighstock ou óleo de cilindro.
Desaromatização a furfural
Processo para produção de lubrificantes por ação de um
solvente específico (furfural). Consiste na remoção dos
compostos aromáticos de um corte lubrificante para
garantir uma menor variação da viscosidade com a
variação da temperatura (aumentar o IV). O óleo
aromático é coletado e pode ser usado como óleo extensor
de borracha sintética, ou adicionado ao pool de óleo
combustível da refinaria. O produto principal é estocado
para posterior processamento na unidade MIBC (Metil-
Isobutil-Cetona)
Desparafinação a MIBC
A desparafinação torna-se necessária porque são essas
cadeias lineares que são responsáveis pela baixa fluidez
do óleo. Assim, com o auxílio de um solvente, a fração
oleosa é solubilizada deixando a fração parafínica no
estado sólido. Como, a esta altura, as fases sólidas e
líquidas possuem fluidez diferentes, é possivel filtrar-se
as n-parafinas. O óleo desparafinado e a parafina são
enviados para estocagem.
Desparafinação a MIBC
O primeiro seguirá para um processo de hidroacabamento
enquanto que a parafina poderá ser desoleificada para
produção de parafinas comerciais ou adicionada ao
gasóleo para posterior craqueamento catalítico
Desoleificação a MIBC
Processo semelhante à desparafinação só que realizado em
condições mais rigorosas, para retirar o óleo contido na
parafina, de modo que seja considerado como produto
comercial.
Extração de aromáticos
O objetivo desta unidade é semelhante ao da
Desaromatização por furfural, embora a carga, solvente,
produtos e condições de operação sejam diferentes. A
carga é uma nafta proveniente de uma unidade de
reforma catalítica, rica em aromáticos leves (BTX’s). Estes
HC’s têm um alto valor de mercado e são importantes
matérias-primas para a indústria petroquímica. A
extração é feita com um solvente (exp.: TEG).
Extração de aromáticos
Os aromáticos extraídos, depois da remoção do solvente, são fracionados e destinados à estocagem para futura comercialização. Os não aromáticos são enviados para a pool de gasolina.
Adsorção de n-parafinas
Indicada para remover cadeias parafínicas lineares contidas na fração querosene. Estas parafinas são valiosas matérias-primas para a indústria petroquímica, especificamente na produção de detergentes sintéticos biodegradáveis. Isto torna o processo duplamente vantajoso já que permite a produção adequada de querosene de aviação como também o aproveitamento das parafinas.
Adsorção de n-parafinas
O processo consiste na adsorção das cadeias lineares
através da sua passagem na fase gasosa num leito de
peneiras moleculares. O leito captura as n-parafinas
permitindo a passagem dos demais compostos.
Posteriormente os HC’s adsorvidos são removidos,
fracionados e estocados para posterior envio à indústria
petroquímica.
