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  • 8/19/2019 Aula Refino

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    API Petróleo

    45 Condensado

    ºAPI = 141,5 - 131,5d 20/4 ºC

    Maior Valor Agregado (US$/barril) 

    Grau API

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    Contaminantes do PetróleoSubstâncias Problemas

    Enxofre Corrosão / toxidez / poluição

    Nitrogênio Instabilidade térmicaOxigênio Acidez / corrosividade

    Metais Agressão a materiais

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    • Compostos sulfurados

     – estabilizam as emulsões (dificultam aseparação da água)

     – provocam corrosão – contaminam catalisadores – conferem cor e odor aos produtos finais

     – geram poluentes (formação de SO2 e SO3altamente tóxicos)

    Efeito de impurezas

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    • Classificações de acordo com o teor de

    enxofre: – ATE (alto teor de enxofre): >1,0%

     – BTE (baixo teor de enxofre): 2,5%

     – Doces:

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    • Compostos nitrogenados

     – são termicamente estáveis – estabilizam as emulsões (dificultam a

    separação da água) – contaminam catalisadores – tornam instáveis os produtos finais

     – geram poluentes (formação de NO2 e NO3)

    Efeito de impurezas

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Compostos oxigenados: afetam a acidez, a

    corrosividade e o odor destas frações• Metais: podem envenenar os catalisadores

    • Resinas e Asfaltenos: além da elevada relaçãocarbono/hidrogênio, trazem em suascomposições os enxofre, nitrogênio e oxigênio

    • Impurezas Inorgânicas (oleofóbicas): águas,sais, argilas, areias e sedimentos

    Efeito de impurezas

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    Produtos de uma refinaria

    (derivados)Classificação:

    • De acordo com o ponto de ebulição:Leves

    MédiosPesados• De acordo com a finalidade:

    EnergéticosNão-energéticos

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    DerivadosLeves:Gás combustível

    GLP

    NaftaGasolina

    Médios: QueroseneÓleo diesel

    Pesados: Óleo combustívelAsfaltoCoque

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    Derivados Energéticos• Combustíveis

    • Geram energia térmica (calor ou luz);

    • Usados em acionamento de motores;• Aquecimento (doméstico e industrial);

    • Na iluminação.

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    Derivados Não-Energéticos• Nafta e Gasóleos petroquímicos

    • Solventes domésticos e industriais – Aguarrás – Querosene

    • Parafinas – Industria alimentícia

     – Fabricação de velas, ceras e cosméticos.• Lubrificantes básicos• Asfalto

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    Derivados Produzidos pela Petrobrás

    Produto UtilizaçãoGás ácido Produção de enxofreEteno Petroquímica

    Dióxido de carbono Fluído refrigerantePropanos especiais Fluído refrigerantePropeno PetroquímicaButanos especiais Propelentes

    Gás liquefeito de petróleo Combustível domésticoGasolinas Combustível automotivoNaftas SolventesNaftas para petroquímica PetroquímicaAguarrás mineral Solventes

    Solventes de borracha SolventesHexano comercial Petroquímica, extração de óleosSolventes diversos SolventesTolueno Petroquímica, solventes

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    Produto UtilizaçãoQuerosene de iluminação Iluminação e combustível domésticoQuerosene de aviação Combustível para aviõesÓleo diesel Combustível para ônibus, caminhõesLubrificantes básicos Lubrificantes de máquinas e motoresParafinas Fabricação de velas, indústria de

    alimentosÓleos combustíveis Combustíveis industriais

    Resíduo aromático Produção de negro de fumoExtrato aromático Óleo extensor de borracha eplastificante

    Óleos especiais Usos variadosAsfaltos PavimentaçãoCoque Indústria de produção de alumínioEnxofre Produção de ácido sulfúricoN-Parafinas Prod. de detergentes biodegradáveisBenzeno Petroquímica

    Xilenos Petroquímica, solventes

    Derivados Produzidos pela Petrobrás

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    Gás de Petróleo• Alcanos com cadeias curtas (de 1 a 4

    átomos de carbono).• Normalmente conhecidos pelos nomes de

    metano, etano, propano, butano.

    • Faixa de ebulição: menos de 40°C.• Usado para aquecer, cozinhar, fabricar

    plásticos.• São liquefeitos sob pressão para criar oGLP (gás liquefeito de petróleo).

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Nafta• Mistura de alcanos de 5 a 9 átomos de carbono.

    • Faixa de ebulição: de 60 a 100°C.• A nafta é um derivado de petróleo utilizadoprincipalmente como matéria-prima da indústriapetroquímica.

    • Nafta petroquímica ou nafta não-energética na produçãode eteno e propeno, além de outras frações líquidas,como benzeno, tolueno e xilenos.

    • Nafta energética é utilizada para geração de gás de

    síntese através de um processo industrial. Este gás éutilizado na produção do gás canalizado doméstico.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Gasolina• Combustível de motores.

    • Mistura de alcanos e cicloalcanos (de 5 a12 átomos de carbono).

    • Faixa de ebulição: de 40 a 205°C

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Querosene• Combustível para motores de jatos e

    tratores, além de ser material inicial para afabricação de outros produtos.

    • Líquido.• Mistura de alcanos (de 10 a 18 carbonos)e aromáticos.

    • Faixa de ebulição: de 175 a 325°C.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Gasóleo• Gasóleo ou diesel destilado:

    usado como diesel e óleo combustível,além de ser um intermediário parafabricação de outros produtos.

    • Líquido.• Alcanos contendo 12 ou mais átomos de

    carbono.• Faixa de ebulição: de 250 a 350°C.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Óleo Lubrificante• Óleo lubrificante: usado para óleo de

    motor, graxa e outros lubrificantes.• Líquido.

    • Alcanos, cicloalcanos e aromáticosde cadeias longas (de 20 a 50 átomos decarbono).

    • Faixa de ebulição: de 300 a 370°C

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Óleo Combustível• Petróleo pesado ou óleo combustível:

    usado como combustível industrial,também serve como intermediário nafabricação de outros produtos.

    • Líquido.• Alcanos, cicloalcanos e aromáticos de

    cadeia longa (de 20 a 70 átomos decarbono).

    • Faixa de ebulição: de 370 a 600°C

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Resíduos• Resíduos: coque, asfalto ceras, além de

    ser material inicial para fabricação deoutros produtos

    • Sólido.• Compostos com vários anéis com 70

    átomos de carbono ou mais

    • Faixa de ebulição: mais de 600°C

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Coque• O coque de petróleo é um produto sólido, obtido

    a partir do craqueamento de óleos residuaispesados em unidades de conversão de resíduosdenominadas unidades de coqueamento

    retardado.• Coque de petróleo pode ser usado em váriasoutras formas possíveis, tais como: Pastilha de

    freio automotivo, Sapatas Ferroviárias,Alimentação de fornos refratários e Colorizaçãode vidros.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Coque

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    AGUARRÁS• É uma mistura de hidrocarbonetos

    alifáticos, com faixa de destilaçãocompreendida entre 151 e 240ºC.• É utilizada principalmente como solvente e

    também na fabricação de ceras, graxas etintas.• Durante algum tempo foi preterida pela

    benzina, um derivado do petróleo, maisbarato, mas mais tóxico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    AGUARRÁSPrincipais Aplicações

    • Lavanderias (ou lavandarias): utilizada no processo de lavagem a seco, sendo maisescolhida em função de apresentar vantagens sobre os solventes sintéticos como opercloroetileno: – -menor custo por litro e por peso de roupa lavada; – -vapores com menor toxicidade e que não agridem a camada de ozônio; – -maior estabilidade e menor corrosividade;

     – -facilidade de recuperação maior.

    • Tintas e vernizes: utilizada na formulação de tintas e como diluente de resinas ouvernizes.

    • Artigos de limpeza: como matéria-prima na fabricação de ceras para assoalhos, na

    formulação de produtos para limpeza e polidores.

    • Outras aplicações: usado como desengordurante de couros, na limpeza industrial demáquinas, ferramentas e peças metálicas produzidas.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    O QUE FAZ UMA REFINARIA ?• Numa industria petrolífera, são as refinarias

    que geram os produtos finais a partir dopetróleo recebido dos campos deprodução.

    • Esses produtos comercializáveis sãochamados de Derivados do Petróleo.• Eles são obtidos a partir de um conjunto de

    atividades chamados de Processos deRefino ou Refinação.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • O Refino do petróleo constitui-se de várias

    etapas operacionais, para obtenção deprodutos determinados.

    • Refinar petróleo é, portanto, separar asfrações desejadas, processá-las eindustrializá-las, transformando-as em

    produtos vendáveis

    O QUE FAZ UMA REFINARIA ?

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Processamento Primário• Durante o processo de produção de petróleo é

    comum o aparecimento de gás e águaassociados. A separação dessas fases faz-senecessária, pois o gás apresenta relevanteinteresse econômico para a indústria, e a água,

    por apresentar elevado teor de sal em suacomposição e formar emulsões comviscosidades superiores à do petróleo

    desidratado, deve ser removida, pois afeta odimensionamento do sistema de bombeio etransferência.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Processamento PrimárioO Processamento Primário permite então que o

    óleo atenda as especificações exigidas pelasrefinarias:• Um mínimo de componentes leves;

    • Quantidades de sais abaixo de 550mg/l deNaCl;

    • Quantidade de água e sedimentos abaixo de

    1% ( do volume de óleo). Essa quantidade éconhecida como BS&W (Sediments and Water).

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    DESIDRATAÇÃO• Durante o processo de produção, parte da água

    do reservatório se mistura com o óleo na formade gotículas dispersas, gerando uma emulsãoágua-óleo.

    • A desidratação é realizada para remover ao

    máximo essa água emulsionada do óleo.• Para romper a emulsão, são injetadassubstâncias químicas chamadasdesemulsificantes.

    • As gotículas de água se juntam e são separadasdo óleo.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Esquema de Refino• Cada refinaria é constituída de conjunto

    (arranjo) próprio das unidades de modo acompatibilizar o tipo de petróleo e anecessidade dos derivados.

    • Esse arranjo é chamado de: Esquema deRefino.

    • Um esquema de refino define e limita o tipo e aquantidade de derivados. Por isso alguns

    derivados só podem ser produzidos emdeterminadas refinarias.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Esquema de Refino• Durante a vida de uma refinaria,pode

    mudar o tipo de petróleo que ela recebe,como também podem mudar asespecificações (qualidade) ou a demanda

    (quantidade) dos derivados por elaproduzidos.

    • Toda refinaria tem um certo grau deflexibilidade.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Processos• Físicos:

    Destilação do petróleo;Desasfaltação;Desaromatização;Desparafinação;Desoleificação;

    Extração de Aromáticos;Adsorção.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Processos• Químicos:

    Craqueamento;Hidrocraqueamento catalítico;

    Reformação;Alquilação Catalítica;Viscorredução;Coqueamento retardado.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Processos• Tratamento:

    Dessalgação;Cáustico;

    Cáustico Regenerativo;Tratamento Bender;Tratamento DEA/MEA;Hidrotratamento.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Processos• Auxiliares:

    Geração de Hidrogênio;Tratamento de água;

    Geração de vapor e energia;Tratamento de Efluentes;Recuperação de enxofre

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Dessalgadoras• Tem como objetivo a remoção da água, dos sais

    e sedimentos.• O tratamento da água por filtração, carvão ativo,

    luz UV e outros pode produzir uma água deaparência cristalina, até isenta de germes, mas

    nada poderá retirar os sais nela dissolvidos,exceto a osmose reversa.• Para conseguir a dessalgação é necessário

    adicionar água aquecida e desemulsificante ao

    óleo antes da introdução do cru na dessalgadora.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Dessalgadoras• A aplicação do calor tem efeito de reduzir

    a viscosidade do petróleo e aumentar adiferença de densidade entre o óleo e aágua, condições essas que facilitam a

    decantação e, consequentemente, aseparação da água salgada.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Dessalgadoras• O teor salino máximo aceito pelas

    refinarias é de 285mg/l• Algumas refinarias possuem duplo estágio

    reduzindo o teor de sal para valoresmenores que 3mg/l

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • A destilação não pretende obter produtos puros e diferentes entre si. Os

    produtos da Unidade de Destilação são frações, misturas ainda complexas dehidrocarbonetos e contaminantes, as quais são diferenciadas por suas faixasde ebulição.

    DESTILAÇÃO

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    DESTILAÇÃO• Destilação é uma operação unitária que visa

    separar os componentes de uma fase líquida

    através de sua vaporização parcial.• A separação dos constituintes está baseada nas

    diferenças de volatilidade.

    • Os vapores produzidos são normalmente maisricos nos componentes mais voláteis do que olíquido, o que possibilita a separação de fraçõesenriquecidas nos componentes desejados.

    • O líquido e o vapor contêm, em geral, osmesmos componentes, mas em quantidadesrelativas diferentes.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Fração TEB (ºC) Composição

    (aprox.)

    Gás residual< 40

    C1 – C

    2

    GLP C3 – C

    4

    Gasolina 40 – 175 C5 – C

    10

    Querosene 175 – 235 C11 – C12

    Gasóleo Leve 235 – 305 C13

     – C17

    Gasóleo Pesado 305 – 400 C18

     – C25

    Lubrificantes 400 – 510 C26

     – C38

    Resíduos > 510 C38+

    Fonte: Alexandre S. Szklo, 2005 

    Faixas típicas de corte

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    COLUNADE

    DESTILAÇÃO

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    DIAGRAMA DE BLOCOS

    GOPFORNOA VÁCUO

    DESTILAÇÃOA VÁCUO

    GOL

    RV

    PETRÓLEO DESSALINAÇÃO EPRÉ-AQUECIMENTO

    PRÉ-FLASH

    ESTABILIZAÇÃOFRACIONAMENTO

    DE NAFTA

    GLP

    Nafta Leve

    (Petroquímica)

    Nafta Média

    Nafta Pesada

    DESTILAÇÃOATMOSFÉRICA

    RETIFICAÇÃO

    FORNOATMOSFÉRICO

    RETIFICAÇÃO

    RETIFICAÇÃO

    Querosene

    Diesel

    GC

    Unidade de Destilaçãocom 3 estágios

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    Coluna de Destilação• Geralmente faz-se uso de bandejas ou

    pratos que propiciam o enriquecimento dovapor produzido. Os pratos sãoempilhados em seqüência e distribuídos

    num casco cilíndrico, formando umacoluna.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    PratosPratos com borbulhadores• Esse prato tem orifícios onde se erguem

    pequenas "chaminés" cobertas, cada uma, comum "capacete".

    • O capacete é montado de tal modo que existe

    um espaço entre a chaminé e o capacete demodo a permitir a passagem do vapor. O vaporascende na chaminé e é dirigido para baixo,escapando pelos orifícios verticais do capacete.

    esse movimento faz com que o vapor entre emcontato com o líquido que está represado noprato.

    P t B b lh d

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    Prato com Borbulhador

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    Coluna de Destilação• Cada coluna tem dois condutores, um de cada lado, chamado de

    canal de descida.

    • É assegurada no prato uma altura adequada de líquido para permitirque o vapor que passa pelos borbulhadores ou válvulas entre emcontato íntimo com o líquido.

    • A área disponível para a passagem do vapor em cada prato échamada de área ativa do prato.

    • O vapor (mais quente) transfere calor ao líquido (mais frio) e, comisso, parte do vapor condensa - justamente os componentes com

    pontos de ebulição maiores e é incorporado ao líquido - e parte dolíquido evapora - aquela formada dos componentes com pontos deebulição menores a qual passa para a fase vapor que sobe. Estecontato contínuo líquido-vapor ocorre em cada prato e promove aseparação entre os componentes menos voláteis dos mais voláteisque é, em suma, o objetivo da destilação.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Coluna com Recheio• Neste tipo de coluna não se usa bandeja nem

    calota. É usado um recheio.

    • Este recheio pode ser de vários materiais e

    formatos.

    • A finalidade do recheio é de provocar um

    contato íntimo entre as duas fases na coluna,ou seja, liquido e vapor.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Coluna com RecheioOs dois parâmetros principais para um bom

    recheio são:

    • Grande superfície especifica. – quanto maior for a superfície do recheio, maior será

    o contato entre liquido e vapor.

    • Grande área aberta

     – quanto maior for a área aberta, menor será a perdade carga do vapor e portanto menor será a pressãode vapor necessário.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Coluna com RecheioTipos de recheio:

    • Randômicos – São aqueles colocados dentro da seção sem a

    preocupação no arranjo que eles formarão, ou seja,eles são lançados ao acaso dentro da torre.

    • Estruturados – São aqueles que podem ser colocados na torre deuma forma ordenada ou arrumada

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Recheio Randômico• Exemplos:

     – Anel de Rasching – Sela de Berl – Sela Intalox

     – Anel de Pall – IMTP

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Anel de Raschig• É o recheio mais comum.

    • Este é um anel que tem seu diâmetroigual a seu comprimento.

    • O material usado no anel pode serqualquer um desde que não seja reativocom os produtos da destilação e que

    suporte a temperatura.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Anel de RacshigDimensões

    1/4"

    3/8"

    1/2"

    3/4"

    1"

    1 1/2"

    2"

    3"

    4"

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Sela de Berl• Peças simétricas, cujo formato lembra uma sela.

    • Esta forma não permite que duas peças seencaixem ou se cubram, evitando que qualquerparte da superfície do enchimento sofra o efeitode bloqueamento entre as peças.

    • Asseguram uma maior distribuição de líquidocom o mínimo de canalização.

    • As Selas Berl oferecem ótima estabilidade

    mecânica à coluna pela sua acomodaçãoperfeita.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Sela de Berl

  • 8/19/2019 Aula Refino

    57/182

    Sela de Berl e Sela Intalox1- Sela de Berl

    2- Sela Intalox- é considerada a nova versão dasela de Berl

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Anel de Pall• São os recheios mais usados em destilação.

    • É um dos anéis mais eficientes.• O anel Pall tem uma superfície e área abertamaior que o anel raschig.

    • Pode ser de material plástico ou metálico.Usando material plástico [polipropileno] emcolunas para produzir bebidas deve ser evitadodevido a possível alteração de sabor e odor.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Anel de Pall

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    Anel de Pall

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    IMTP• São mais eficientes que os anéis de Pall.• O IMTP preenche uma importante necessidade é o

    primeiro recheio especialmente projetado para utilizaçãoem operações de destilação, apresentando vantagensem processos como destilação a vácuo de petróleo,sistemas espumantes, fracionamentos criogênicos e

    outros.• O IMTP, por não ser exatamente nem sela nem anel,

    apresenta as vantagens de ambos em seu formato,criando benefícios exclusivos a este moderno recheio.Sua alta capacidade e eficiência resultam em reduçãode custos, tanto de operação como de investimento.

    IMTP

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    IMTP

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Coluna com Recheio

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Coluna com Recheio

    • As colunas de recheio são carcaças contendoum número muito grande dessas peças.

    • O recheio ocasiona um bom contato líquido-vapor mas, por outro lado, a seção da colunapreenchida com as peças experimenta perda decarga considerável pois dificulta a passagemdos fluídos.

    • No projeto desse tipo de coluna é desejável queesse fator seja minimizado pois grandes perdas

    de cargas significam altos custos de energiapara fazer com que o vapor fluaascendentemente na coluna.

    Recheio X Pratos

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Recheio X Pratos

    • Colunas de pratos são chamadas de "colunas comcontatos em estágios" e as de recheio "colunas com

    contato contínuo" devido ao tipo de contato líquido-vapor que acontece nessas duas diferentes colunas.Algumas vantagens entre colunas de recheio frente asde pratos são as seguintes:

    • o recheio tem contato líquido-vapor mais eficiente doque os pratos;

    • a eficiência da separação é maior para mesma altura decoluna;

    • colunas de recheio são mais baixas do que as de pratos.

    • Em compensação as perdas de carga nas colunas derecheio são maiores do que as observadas em colunasde pratos

    Coluna de Destilação

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Coluna de Destilação

    No esquema de uma coluna de destilação

    convencional encontramos os seguintesequipamentos acessórios:

     – Condensador – Tambor de refluxo

     – Refervedor

    Coluna de Destilação

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Coluna de Destilação

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    TORRES

    DE

    DESTILAÇÃO

    Tipos usuais de Torres de Destilação de

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    Petróleo• Torre de pré-fracionamento.

    • Torre de destilação atmosférica.• Torre de retificação ou torre retificadora.

    • Torre de destilação a vácuo.• Torre debutanizadora de nafta.• Torre de fracionamento de nafta.

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    Torre

    de

    Pré-fracionamento

    Torre de Pré-fracionamento

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    Torre de Pré fracionamento

    • Também conhecida como Coluna Pré-Flash.

    • A instalação deste tipo de torre é previstaquando se deseja projetar unidade de

    grande capacidade, em geral acima de20.000m3 /dia.• Esta torre retira, pelo topo e no estado

    líquido, os cortes mais leves: GLP e Naftaleve.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Torre

    de Destilação

    Atmosférica

    Destilação Atmosférica

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    Destilação Atmosférica

    • Os vários componentes do petróleo bruto

    têm tamanhos, pesos e temperaturas deebulição diferentes. Por isso, o primeiropasso é separar esses componentes.

    • Devido à diferença de suas temperaturasde ebulição, eles podem ser facilmenteseparados por um processo chamado dedestilação fracionada.

    Destilação Atmosférica

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    Destilação Atmosférica

    • 1- Aquecer a mistura de duas ou maissubstâncias (líquidos) de diferentes pontos de

    ebulição a alta temperatura. O aquecimentocostuma ser feito com vapor de alta pressão.

    • 2- A mistura entra em ebulição formando vapor

    (gases). A maior parte das substâncias passapara a fase de vapor.• 3- O vapor entra no fundo de uma coluna longa

    (coluna de destilação fracionada) cheia debandejas ou placas.

    Destilação Atmosférica

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Destilação Atmosférica

    • 3.1- Elas possuem muitos orifícios ou proteçõespara bolhas a fim de permitir a passagem do

    vapor• 3.2- As placas aumentam o tempo de contato

    entre o vapor e os líquidos na coluna

    • 3.3- Elas ajudam a coletar os líquidos que seformam nos diferentes pontos da coluna

    • 3.4- Há uma diferença de temperatura pela

    coluna (mais quente embaixo, mais frio emcima)

    Destilação Atmosférica

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    ç

    • 4- O vapor sobe pela coluna.• 5- Conforme o vapor sobe pelas placas da

    coluna, ele esfria.• 6- Quando uma substância na forma de vapor

    atinge uma altura em que a temperatura da

    coluna é igual ao ponto de ebulição dasubstância, ela condensa e forma um líquido. Asubstância com o menor ponto de ebulição irá

    se condensar no ponto mais alto da coluna. Jáas substâncias com pontos de ebulição maiorescondensarão em partes inferiores da coluna.

    Destilação Atmosférica

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    ç

    • 7- As placas recolhem as diferentesfrações líquidas.

    • 8- As frações líquidas recolhidas podem:• 8.1- passar por condensadores, onde

    serão resfriadas ainda mais, e depois irpara tanques de armazenamento;• 8.2- ir para outras áreas para passar por

    outros processos químicos, térmicos oucatalíticos.

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    Coluna de Destilação

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    ç

    • O ponto de introdução da carga, conhecido comzona de flash, divide a coluna em duas seções:

    • A seção superior da torre é conhecida pelosnomes: seção de enriquecimento, deabsorção ou de retificação.

    • Possui em geral 30 a 46 bandejas.• Nesta seção, a fase vapor ( a mais leve) está

    sendo enriquecida no componente mais volátil.

    Coluna de Destilação

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    ç

    • A seção inferior da coluna é conhecida

    pelo nome de seção de esgotamento  eserve para remover os componentes levedo líquido.

    • Possui em torno de 4 a 5 bandejas.

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    Torre de Retificação ou Torre

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    Retificadora• São pequenas torres com cerca de quatro

    pratos.

    • Recebem os produtos laterais da torreatmosférica.

    • Esses produtos não são direcionados

    diretamente para os trocadores de calor paraserem resfriados, vão direto para coluna deretificação.

    • A finalidade dessas colunas é remover oshidrocarbonetos mais leves.

    Torre de Retificação ou Torre

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Retificadora• É injetado vapor d água.

    • Os hidrocarbonetos são vaporizados comajuda do vapor d água e devolvidos a torreprincipal.

    • É devolvido à torre em geral um ou doispratos acima.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Torre

    de Destilação

    A Vácuo

    Torre de Destilação a Vácuo

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    • É usada para retirar do petróleo asfrações mais pesadas, conseguindofracionar o resíduo atmosférico.

    • Destilação realizada a pressão reduzida.A diminuição do ponto de ebulição dasubstância destilada significa que a

    temperatura é baixa, o que pode impedir asubstância de se decompor.

    Torre de Destilação a Vácuo

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    • A operação da unidade baseia-se no fato

    de que quando se trabalha em vácuo, umhidrocarboneto irá destilar a umatemperatura menor que aquela da unidade

    de destilação atmosférica, ou seja, aquiloque não destilou nessa última, agoradestilará.

    Torre de Destilação a Vácuo

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    • A carga é primeiramente aquecida com osderivados que saem a alta temperatura dacoluna, após tem um aquecimento final noforno, chegando a média de 395ºC. Nessacondição, entra na parte inferior da coluna.

    • Os hidrocarbonetos mais pesados que a cargadepositam-se no fundo (resíduo de vácuo),usado para produzir óleo combustível que é

    queimado nos fornos e caldeiras ou asfalto quetambém é vendido.

    Torre de Destilação a Vácuo

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Os mais leves ascendem à coluna, sendo

    retirados lateralmente.• Os gases são ejetados no topo através deejetores de vapor d'água, criando vácuo.

    • A pressão absoluta é em torno de: – 400Pa a 3Kpa ( 3mmHg a 25mmHg) no topo

     – 3Kpa a 5,4Kpa (20mmHg a 40mmHg) nazona de flash.

    Torre de Destilação a Vácuo

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    • O resíduo de fundo da destilação a vácuo

    é recolhido na parte inferior da torre e serádestinado à produção de asfalto ou seráusado como óleo combustível pesado.

    DESASFALTAÇÃO A PROPANO

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    DESASFALTAÇÃOA PROPANO

    Óleo Desasfaltado

    Resíduo Asfáltico

    DEST.ATM

    DEST.VÁCUO

    Esquema:

    PETRÓLEO

    Gás Combustível

    GLP

    Nafta DD

    Querosene

    Diesel

    RAT

    RV

    Gasóleo Leve

    Gasóleo Pesado

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    Torre

    Debutanizadorade Nafta

    Torre Debutanizadora de Nafta

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Esta torre tem como objetivo retirar da

    carga de nafta leve, não estabilizada omáximo de GLP possível.• Também chamada de Torre Estabilizadora

    de Nafta.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Torre de

    Fracionamentode Nafta

    Torre de fracionamento de nafta

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Usada quando se deseja produzir umanafta com menor faixa de destilação.

    • A nafta leve é fracionada em duas outrasnaftas, sendo que a mais pesada fica

    sendo chamada de nafta intermediária.

    CRAQUEAMENTO

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • O objetivo é aumentar a produção de Gasolina eGLP

    • As reações de craqueamento envolvem a rupturaapenas da ligação C-C das moléculas doshidrocarbonetos.

    • As reações são endotérmicas, ou seja, necessitamde calor para que ocorram.

    CRAQUEAMENTO

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Craqueamento pode ser:

     – Térmico – Catalítico

    Craqueamento térmico: exige pressões etemperaturas altíssimas para a quebra damolécula.

    Craqueamento catalítico: é realizado com umcatalisador.

    Craqueamento Térmico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Os primeiros registros de craqueamento térmicoforam no início do século XIX.

    • O primeiro processo comercial decraqueamento térmico começou a operar em1915.

    • O problema desse processo era a formação decoque.

    • O uso do craqueamento térmico predominou até1943 quando ficou obsoleto.

    Craqueamento Térmico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Grandes cadeias de hidrocarbonetos sãoaquecidas a altas temperaturas (ealgumas vezes a altas pressões também)até que elas se quebrem (craqueiem).

    • Opera com pressões na faixa de 2.000Kpa a 6.000 Kpa.

    • E temperaturas de 500º a 600ºC

    Craqueamento Catalítico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Usa um catalisador para aumentara velocidade da reação de craqueamento.

    • Opera com pressões em torno de 102KPa.

    • E temperaturas na faixa de 490º a 586ºC

    Craqueamento Catalítico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • O craqueamento ocorre através do mecanismode troca iônica.

    • Um par de elétrons fica com um dos átomos decarbono, ficando o outro átomo de carbono coma carga positiva.

    • As reações de formação de íons carbônio sãoimportantes, pois são através delas queocorrem as alterações químicas, produzindo oscompostos desejados.

    Craqueamento Catalítico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    O processo de craqueamento consiste em:

    • Um riser• Um reator• Um regenerador

    Craqueamento Catalítico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Nas unidades de destilação atmosférica e a vácuoocorrem uma separação física em colunas dedestilação.

    • Nas unidades de craqueamento ocorrem reaçõesquímicas.

    • A carga da unidade é o gasóleo pesado, o qual entra em

    contato com minúsculos grãos chamados "catalisador",à uma temperatura de cerca de 500ºC,• Ocorre a quebra dos hidrocarbonetos longos, gerando

    uma mistura de hidrocarbonetos menores, que são a

    seguir separados em uma coluna de destilação.

    Craqueamento Catalítico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Carga: gasóleo e resíduo da coluna dedestilação atmosférica.

    • A carga é aquecida passando portrocadores de calor.

    • Entra no ¨Riser¨ onde ocorre a reação.• Produtos gerados: gás combustível, GLP,

    nafta e óleos

    Craqueamento Catalítico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • As taxas de craqueamento doshidrocarbonetos dependem do tipo etamanho da molécula.

    • Quanto mais alto o peso molecular (dentro

    de cada classe) mais fácil é ocraqueamento.

    Craqueamento Catalítico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    As percentagens de produtos obtidos com ocraqueamento em função das diferentes classes

    de hidrocarbonetos são: – Parafinicos (cadeia aberta) são transformadas quase

    que totalmente em produtos, gerando pouco coque.

     – Naftênicos (cadeia fechada) considera-se que 80 a100% são transformadas em produtos e o resto emcoque.

     – Aromáticos ( anel benzeno) são difíceis de craqueare no máximo uns 30% são convertidos em produtos eo resto em coque.

    Craqueamento Catalítico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    As reações que ocorrem no riser sãoclassificadas em:

    • primarias.• secundárias.

    Reações Primárias

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    São as reações de craqueamentopropriamente ditas, ou seja, ruptura dascadeias.

    • Craqueamento de Parafinas

    • Craqueamento de Olefinas• Craqueamento de Naftênicos

    • Desalquilação de Aromáticos

    Craqueamento de Parafinas

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • O Craqueamento de parafinas geraparafinas e olefinas menores.

    • A velocidade do craqueamento aumentacom o peso molecular.

    • Parafinas de baixo peso molecularnecessitam de maior severidade paracraquear.

    Craqueamento de Olefinas

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • O craqueamento de olefinas gera outrasolefinas de menor peso molecular.

    • A velocidade de reação é maior secomparadas às parafinas, devido à

    facilidade que estas possuem para formaríons carbônio.

    Craqueamento de Naftênicos• O Craqueamento de naftênicos também produz olefinas

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • O Craqueamento de naftênicos também produz olefinas.

    • A velocidade de reação dos naftênicos é maior que a velocidade

    das parafinas devido ao número mais elevado de carbonossecundários.

    • Nos anéis conjugados o craqueamento é mais fácil em função dapresença do carbono terciário.

    • Os isonaftênicos com mais de dois átomos de carbono naramificação rompe mais facilmente junto ao anel.

    • Anéis com 5 a 6 átomos de carbono são mais difíceis de craqueardevido sua maior estabilidade.

    Desalquilação de Aromáticos

    O l b ê i di õ

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • O anel benzênico, nas condições em queocorre o craqueamento, não sofre rupturadevido à sua alta estabilidade.

    • Apenas as cadeias laterais são rompidase quanto maior mais fácil é a ruptura juntoao anel.

    Reações Secundárias

    As reações secundárias ocorrem após as de

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    As reações secundárias ocorrem após as decraqueamento.

    São importantes para diminuição de olefinas.São elas que determinam a composição final dos

    produtos

    Possuem menor velocidade que as reaçõesprimarias.As reações secundárias são: Isomerização;

    Ciclização; Transferência de hidrogênio eCondensação

    Vantagens do Processo

    Catalítico X Processo térmico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Catalítico X Processo térmico• Aumenta o tempo de campanha das unidades devido à queima do

    coque ser continua;

    • Condições menos severas de operação deixando o craqueamentomais seletivo, diminuindo os rendimentos de gás combustível e coquee aumentando os rendimentos de nafta e GLP;

    • Aumenta a conversão e consequentemente, os rendimentos de naftae GLP;

    • Aumenta a octanagem de nafta devido ao incremento na conversão eao maior teor de hidrocarbonetos isoparafínicos, naftênicos earomáticos, em função do mecanismo de formação dos íons carbônio.

    CATALISADOR

    Catalisador é uma substância que afeta a

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Catalisador é uma substância que afeta avelocidade de uma reação, mas emerge do

    processo inalterada.• Um catalisador normalmente muda a velocidade

    de reação, promovendo um caminho molecular

    diferente (mecanismo) para a reação.• O catalisador pode diminuir a energia de

    ativação, aumentando assim a velocidade da

    reação.

    Catalisador

    O catalisador é sólido

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • O catalisador é sólido.

    • São partículas finamente divididas, quepossuem a função de auxiliar na reaçãode craqueamento, aumentando sua

    eficiência sem interferir na reação.

    TIPOS DE CATALISADORES

    Catalisadores Naturais

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Catalisadores Naturais

    Catalisadores Sintéticos e AmorfosCatalisadores Zeolíticos

    Catalisadores Naturais

    • Constituídos de argilas

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Constituídos de argilas

    • Desvantagens: – Presença de ferro gerando grandequantidade de coque e gás combustível.

     – Baixa resistência à desativação hidrotérmicanas condições de temperatura doregenerador.

    Catalisadores Sintéticos

    Amorfos• Sílica e alumina

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Sílica e alumina

    • São preparados separadamente, edurante a formulação do catalisador édosada a quantidade de cada

    componente.• Este catalisador predominou no Brasil até

    1974

    Catalisadores Zeolíticos

    • Constituídos de Zeolitas

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Constituídos de Zeolitas.

    • O nome zeolita é de origem grega esignifica pedra fervente.• O catalisador zeolítico não é preparado

    apenas com zeolita, devido a: – Custo do produto muito caro; – Baixa estabilidade térmica e – Atividade muito alta.

    Catalisadores Zeolíticos

    O uso do catalisador zeolítico trouxe para a

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    O uso do catalisador zeolítico trouxe para arefinaria maiores lucros devido as vantagens:

    • Aumento de carga para a unidade• Possibilitou o craqueamento de carga mais

    pesada.• Reduziu os custos de construção e manutenção.

    Perdas do Catalisador

    • Uma grande quantidade de catalisador é

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Uma grande quantidade de catalisador éarrastada pelos gases.

    • Uma parte é recuperada nos vasos emfunção da sua baixa velocidade aliada ao

    peso das partículas.• Outra parte é recuperada nos ciclones.• Normalmente, a perda de catalisador é em

    torno de 1% ao dia.

    Regeneração do Catalisador

    • As partículas do catalisador são

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    As partículas do catalisador sãoreativadas pela queima do coque

    depositado sobre sua superfície.• Através da queima do coque a atividade

    do catalisador é restabelecida.

    Pode ser:

     – Combustão parcial – Combustão total

    Regeneração do Catalisador

    • Combustão Parcial

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Combustão Parcial – A regeneração do catalisador é limitada pelo

    projeto do regenerador e/ou capacidade dosoprador.

     – É utilizado por regeneradores mais antigos. – Catalisadores amorfo de baixa ou alta

    alumina.

     – Catalisadores que apresentavam menorresistência térmica.

    Regeneração do Catalisador

    • Combustão Total

  • 8/19/2019 Aula Refino

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     – Recuperação maior do catalisador.

     – Eliminação do gás CO nos gases decombustão,reduzindo a poluição ambiental.

     – Usado para catalisadores zeolíticos.

     – Redução da circulação de catalisador para amesma vazão de carga.

    Vantagens da Combustão Total

    sobre a Combustão Parcial• Regeneração mais efetiva do catalisador,

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    g ç ,aumentando sua atividade, seletividade e

    conversão.• Reduziu a poluição ambiental devido à

    queima do gás.• Diminuiu o tempo de regeneração do

    catalisador de 8 a 10min para 3 a 5min.

    • Reduziu a circulação de catalisador para amesma vazão de carga.

    PROCESSOS DE

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    PROCESSOS DE

    TRATAMENTO

    DE DERIVADOS

    Tratamento de Derivados

    • O objetivo dos tratamentos é retirar

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    jcompostos que trazem aos derivadosefeitos indesejáveis.

    • Impurezas: – Compostos de enxofre – Nitrogênio – Oxigênio

    Tratamento de Derivados

    Os processos de tratamento de derivados

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    psão divididos em dois grupos:

    • Dessulfurização:Lavagem com DEALavagem cáustica de GLP e nafta

    • Adoçamento:Tratamento MEROX para nafta

    Dessulfurização

    • Usado quando ocorre a remoção dos

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    q çcompostos sulfurados.

    • Quando há a transformação doscompostos de enxofre, sem que ocorrasua remoção.

    Adoçamento

    Lavagem com DEA

    • O tratamento DEA é um processo específico

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    para remoção de H2S de frações gasosas do

    petróleo, especialmente aquelas provenientesde unidades de craqueamento. Ele tambémremove CO2   eventualmente encontrado na

    corrente gasosa.• O processo é baseado na capacidade de

    soluções de etanolaminas, como a

    dietanolamina (DEA), de solubilizarseletivamente o H2S e o CO2

    Lavagem com DEA

    • O tratamento é obrigatório em unidades

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    de craqueamento catalítico em função do

    alto teor de H2S presente no gáscombustível gerado.

    • A operação é realizada sob condiçõessuaves de temperatura e pressão.

    Lavagem com DEA

    • A dietanolamina é a mais utilizada para estetratamento é um líquido claro e viscoso

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    tratamento, é um líquido claro e viscoso.

    • Tem forte odor de amoníaco, solúvel em água equase insolúvel em hidrocarbonetos.• No tratamento, é usada em solução aquosa,

    com concentração próxima de 20% em massa.• Neste tratamento, faz-se passar o GLP emcontracorrente por uma torre extratora de H2S eCO

    2  e o gás combustível por uma torre

    absorvedora.

    Lavagem do GLP com DEA

    • O GLP a ser tratado é enviado à torre extratora

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • O GLP a ser tratado é enviado à torre extratora

    onde entra em contato em contracorrente com asolução de DEA, que entra pelo topo.• Na saída da torre pelo topo tem o produto

    tratado e na base, a solução de DEA rica em

    compostos de enxofre.• Esta solução de DEA é dirigida para oregenerador, onde é aquecida, liberando partedos compostos de enxofre que sãoposteriormente processados em unidades derecuração de enxofre.

    Lavagem do GLP com DEA

    • Soluções de etanolamina (mono, di e tri)

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    têm a propriedade de se combinar com o

    H2S formando produtos estáveis emtemperaturas próximas a do ambiente.

    • Os produtos ao serem submetidos aoaquecimento, se decompõe, regenerando

    a solução original e liberando o gás H2S

    Regeneração do DEA

    • A torre regeneradora de DEA é constituídapor pratos de aço carbono

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    por pratos de aço-carbono.

    • Na torre a solução de DEA rica sofre umprocesso de esgotamento, mediante ageração de vapor dágua da própria

    solução.• Os gases liberados constituem a corrente

    chamada de gás ácido, que contem H2

    S eCO2 .

    H2S- Gás Sulfidrico

    • Um dos mais temidos agentes de riscos encontrados emalguns campos de petróleo é o H2S.

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    2• Também conhecido por Gás Sulfidrico, Gás de Ovo

    Podre, Gás de Pântano etc.• Ele pode originar-se de várias fontes e muitas vezes éresultante de processos de biodegradação. Porexemplo, a decomposição de matéria orgânica vegetal e

    animal.• Este gás já foi o responsável por diversos acidentes,sendo alguns deles fatais, pois é extremamente tóxico einflamável, exigindo vigilância permanente e um planode controle de emergência específico.

    • Em algumas plataformas os empregados mantêmmáscaras de fuga, presas a sua cintura durante as 24horas do dia e disponíveis para uso a qualquer momento.

    H2S- Gás Sulfidrico

    • Características:Muito tóxico

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     – Muito tóxico

     – Incolor – Mais pesado que o ar – Tem odor de ovo podre a baixas concentrações. – Inibe o sentido do olfato em concentrações elevadas – Forma misturas explosivas com o ar – Ataca o aço e selos de borracha rapidamente – Também conhecido como gás sulfídrico e sulfeto de

    hidrogênio

    H2S- Gás Sulfidrico

    • Os efeitos de uma intoxicação com este gás sãosérios similar aos do monóxido de carbono

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    sérios, similar aos do monóxido de carbono

    porém, mais intensos, e podem permanecer porum longo período de tempo podendo causardanos permanentes.

    • Este gás tóxico paralisa o sistema nervoso quecontrola a respiração, incapacitando os pulmõesde funcionar, provocando a asfixia.

    Lavagem Cáustica de GLP e Nafta

    • O processo de lavagem cáustica tem com objetivoremover o ácido sulfidrico e mercaptans( SH) do GLP,

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    p ( )nafta leve e nafta pesada, através da extração com uma

    solução aquosa de soda cáustica.

    • Onde o produto tratado é submetido à lavagem cáustica(solução de NaOH 15% a 20%) para a remoção dosácidos naftênicos e ácido sulfidrico (H2S).

    • O tratamento cáustico é usado como pré-tratamento emoutros processos, como o MEROX

    Mercaptans• Os mercaptanos, mercaptans ou mercaptanas são os tióis.• Em química orgânica, são compostos que possuem um grupo

    funcional formado por enxofre e hidrogênio ( SH)

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    funcional formado por enxofre e hidrogênio (-SH).

    • Este grupo funcional é chamado de grupo tiol ou gruposulfidrila.• É encontrado naturalmente no petróleo cru.• O processo pelo qual sua atividade é reduzida ou eliminada é

    chamado adoçamento, realizada em produtos finais, comonafta de craqueamento.

    • Os de menor massa molar, voláteis, também são conhecidospelo cheiro extremamente desagradável, como se fosse algopodre.

    • São corrosivos.

    Lavagem Caustica de GLP e Nafta

    • Reações:

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    2NaOH + H2S Na2S + 2H2O

    NaOH + RSH NaSR + H2O

    Tratamento MEROX

    • Também conhecido como tratamento

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    • Também conhecido como tratamento

    cáustico regenerativo, tem a vantagem depossibilitar a regeneração da sodacáustica consumida no processo,reduzindo consideravelmente seu custooperacional.

    Tratamento MEROX

    O processo ocorre em duas etapas:E t ã d t

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    • Extração de mercaptans• Regeneração da soda

    Reações do Tratamento MEROX

    • Extração de mercaptans:

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    RSH + NaOH NaSR + H2O

    • Regeneração da soda:

    2NaSR + ½ O2   2 NaOH + RSSR

    Tratamento MEROX

    • Permite a produção de dissulfetos, podendo seroperado como processo de dessulfurização ou

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    p p ç

    adoçamento.• Pode ser aplicado a frações leves (GLP e nafta)e intermediárias (querose e diesel).

    • O processo se baseia na capacidade de certoscatalisadores do tipo complexo quelantemetálico, acelerarem a oxidação demercaptans a dissulfetos.

    Tratamento MEROX

    • Os mercaptitos de sódio formados são depoisremovidos da solução de soda cáustica(regeneração da soda) por oxidação com ar na

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    (regeneração da soda) por oxidação com ar na

    presença de um catalisador.• Convertendo-se em dissulfuretos orgânicos

    insolúveis na solução aquosa, separando-se pordecantação.

    • O GLP tratado é enviado para a Unidade deRecuperação de Gases.

    • A gasolina leve tratada, segue para a

    armazenagem.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    COQUEAMENTO

    COQUEAMENTO

    É um processo para obtenção decoque Produto sólido negro e brilhante

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    coque. Produto sólido, negro e brilhante,

    obtido por craqueamento de resíduospesados, essencialmente constituído porcarbono (90 a 95%), e que queima semdeixar cinzas. Bom combustível parametalurgia e indústria de cerâmica.

    Tipos de Coque

    • Há vários tipos de coque,dependendo do: – Processo utilizado

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    ss a

     – Condições operacionais – Carga usada

    • Tipos: – Esponja – Favo-de-mel ou shot – agulha

    Coque Esponja

    • É o coque que possui mais baixaqualidade

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    qualidade

    • Apresenta poros pequenos e paredesespessas

    • Não são úteis para fabricação deeletrodos• Provém de cargas com elevado

    percentual de resinas e asfaltenos.

    Coque Favo-de-mel

    • É o coque de qualidade intermediária• Apresenta poros em forma elipsoidal

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Apresenta poros em forma elipsoidal• Tem tendência a aglomeração• Provém de cargas com baixo percentual

    de resinas e asfaltenos.

    Coque Agulha

    • É o coque que possui maior qualidade• Apresenta poros finos elípticos e

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Apresenta poros finos elípticos eunidirecionais

    • É o mais indicado para fabricação de

    eletrodos• Provém de cargas muito aromáticas.

    COQUE

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    Coque verde

    Anodos de coque

    Coque siderúrgico

    Coque calcinado

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    HIDROPROCESSAMENTO

    HIDROPROCESSAMENTO

    Embora os processos de hidroprocessamentotenham alguma similaridade, existem

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    g

    diferenças principalmente com relação aosobjetivos e tipo de carga que processam

    HIDROPROCESSAMENTOOcorrem as seguintes reações nohidroprocessamento:

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    • Hidrodessulfurização

    • Hidrodesnitrogenação

    • Hidrodesoxigenação

    Hidrotratamento

    • As unidades de hidrotratamento têm comofinalidade melhorar as propriedades de

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    um produto, ou remover contaminantes,tais como enxofre, nitrogênio, oxigênio emetais.

    • O hidrotratamento aplica-se praticamentea qualquer carga: nafta, querosene, óleo

    diesel e gasóleos.

    HIDROTRATAMENTO

    • Aspectos ambientais: – Necessidade de reduzir-se, cada vez mais, os

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    , ,

    teores de enxofre dos derivados

    • Aspectos econômicos: – Novas tecnologias permitiram a produção de

    hidrogênio a preços razoavelmente baixos

    REAÇÕES

    • Dessulfirização

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    RSH + H2   RH + H2S

    RSR + 2 H2   2 RH + H2S

    RSSR + 3 H2   2 RH + 2 H2S

     Mercaptans

    Sulfetos

     Dissulfetos

    Compostos Cíclicos   HC   CH

    S

    HC   CH

    + 4 H2   C4H10   + H2S

    REAÇÕES

    • DenitrificaçãoHC   CH

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    Compostos Cíclicos

    N

    H

    HC   CH   + 4 H2   C4H10   + NH3

    Piridina e Derivados

    HC  CH

    N

    HC   CH

    + 5 H2   C5H12   + NH3

    CH

    REAÇÕES

    • Desoxigenação

    CH CH

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    Fenol e Derivados

     Dehalogenação

    + H2 + H2OHC   CH

    C

    HC   CH

    C

    HC   CH

    CH

    HC   CH

    OH

    RCl + H2   RH + HCl

    REFORMA

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    CATALÍTICA

    Reforma Catalítica

    • A demanda atual por gasolina automotivade alta octanagem tem estimulado o uso

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    da reforma catalítica.• A reforma gera a partir da nafta direta da

    destilação uma corrente com alto teor dearomáticos que possuem um alto poderantidetonante.

    Reforma Catalítica

    • A reforma catalítica utiliza um catalisador(platina, mistura platina-rênio) para transformar

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    nafta de baixo peso molecular emcompostos aromáticos, usados na fabricação deprodutos químicos e para misturar na gasolina.

    • Um subproduto importante dessa reação é ogás hidrogênio, usado para ohidrocraqueamento ou vendido.

    ALQUILAÇÃO

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    CATALÍTICA

    Alquilação Catalítica

    • A Alquilação é um processo utilizado paraproduzir gasolina de alta octanagem.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • Ocorre em altas temperaturas e altas pressões.• A única unidade instalada no Brasil é na

    Refinaria Presidente Bernardes (RPBC).

    • Esse processo fornece uma nafta de altaoctanagem e com possibilidade de ser isenta deenxofre, ou seja, uma gasolina de alta

    qualidade.

    Alquilação Catalítica

    • Este processo não é muito usado noBrasil porque a sua carga é o GLP, cujo

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    país é deficitário.• Pode ser usado o GLP proveniente da

    destilação ou do craqueamento.

    Alquilação Catalítica

    • A Alquilação é um processo que tem comoobjetivo a reunião de duas moléculas,

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    usualmente uma olefina e uma isoparafina, a fimde originar uma terceira,de peso molecular maiselevado e mais ramificada.

    • Essa síntese pode ser feita por uso de energiatérmica ou por meio de catalisadores,normalmente ácido sulfúrico ou ácido fluorídrico.

    Alquilação Catalítica

    • Uma unidade de alquilação é constituídade duas seções principais: uma seção de

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    reação e uma de recuperação dosreagentes e purificação do catalisador.

    • Os produtos da alquilação sãohidrocarbonetos ricos em octanas, usadosem tipos de gasolina para reduzir o poder

    de detonação.

    • O octano é um dos hidrocarbonetos presentesem qualquer tipo de gasolina e sua importânciaestá relacionada com uma das principais

    Alquilação Catalítica

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    propriedades do combustível: o poderantidetonante.

    • A octanagem é determinada pela porcentagemde octano existente na gasolina e corresponde amedida do poder antidetonante da gasolina.Quanto maior for a octanagem da gasolina

    maior será o seu poder antidetonante.

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    LUBRIFICANTES

    LUBRIFICANTES

    • Os Óleos Lubrificantes são obtidos pormisturas de óleos básicos com o intuito de

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    se obter a viscosidade desejada.

    • A separação dos óleos básicos por faixade viscosidade é obtida por destilação avácuo do resíduo atmosférico.

    LUBRIFICANTES

    Quanto a origem os lubrificantes líquidospodem ser:

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    • animal ou vegetal (óleos graxos)• derivados de petróleo (óleos minerais)

    • produzidos em laboratório (óleos sintéticos)• mistura de dois ou mais tipos(óleos compostos)

    LUBRIFICANTES

    • A viscosidade mede a dificuldade com que oóleo escorre (escoa); quanto mais viscoso forum lubrificante (mais grosso), mais difícil de

    á i id d

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    escorrer, portanto será maior a sua capacidadede manter-se entre duas peças móveis fazendoa lubrificação das mesmas.

    • A viscosidade dos lubrificantes não é constante,ela varia com a temperatura. Quando esta

    aumenta a viscosidade diminui e o óleo escoacom mais facilidade.

    LUBRIFICANTES

    • Óleos lubrificantes são obtidos por misturas deóleos básicos com o intuito de se obter a

    i id d d j d d i d di i d

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    viscosidade desejada, e depois sendo aditivadopara melhorar ou adicionar características dedesempenho.

    • Óleos básicos são produzidos através de umaseqüência de processos que lhe visam conferiras propriedades desejadas no óleo para uma

    lubrificação adequada dos componentes domotor.

    Aditivos

    • São produtos químicos que sãoadicionados aos óleos lubrificantes, para

    lh i d d

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    melhorar as propriedades.

    • Os principais tipos de aditivos são:

     – anti-oxidantes; – anti-corrosivos; – anti-ferrugem;

     – anti-espumantes; – detergente-dispersante.

    Produção de lubrificantes(Desaromatização a furfural)

    • Tem por objetivo a extração de aromáticos nosóleos básicos a fim de aumentar o índice de

    i id d

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    viscosidade;

    • O índice de viscosidade traduz o quanto a

    viscosidade do óleo se mantém estável àvariações de temperatura;

    • Compostos aromáticos possuem baixo índicede viscosidade.

    Produção de lubrificantes(Desparafinação a Mek-tolueno)

    • Tem por objetivo a extração das n-parafinaspois estas acarretam dificuldade no

    t d l b ifi t b i

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    escoamento dos lubrificantes a baixastemperaturas.

    • As n-parafinas tem alto índice de viscosidade.• O solvente ideal deve diluir todo o óleo, ao

    mesmo tempo que precipitaria toda a parafina.

    Produção de lubrificantes(Desparafinação a Mek-tolueno)

    • O benzeno e o tolueno dissolvem bem o óleo,no entanto também dissolve boa parte dasparafinas o que tornaria inconveniente o seuuso (“solvente”)

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    uso (“solvente”).

    • As acetonas e cetonas superiores provocam

    bastante precipitação de tolueno, no entanto,não diluem o óleo muito bem (“anti-solvente”).

    • Uma mistura balanceada do solvente com oanti-solvente pode proporcionar o resultadodesejado.

    Produção de lubrificantes(Desparafinação a Mek-tolueno)

    • A Meti-Etil-Cetona e o tolueno são os doiscompostos que melhor se adaptam aoprocesso sendo os solventes consagradospara este uso atualmente

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    para este uso atualmente.

    Produção de lubrificantes(Hidroacabamento)

    • Tem por objetivo a remoção de compostos queatribuam ao lubrificante instabilidade química efísica

  • 8/19/2019 Aula Refino

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    física.

    • A presença de compostos de nitrogênio, enxofre e

    oxigênio, bem como duplas ligações, causa umarápida deterioração do óleo, com conseqüentealteração de suas propriedades. Além disto,

    compostos de enxofre tornam o óleo corrosivo.