tecnolog í as petrobras para producción de diesel de fuentes renovables
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Tecnolog í as Petrobras para Producción de Diesel de Fuentes Renovables. Francesco Palombo Mauro Iurk Rocha. Jornadas Latinoamericanas de Refinación 2 Noviembre 2006. Sumario. Escenario brasileño Desafíos tecnológicos y mercado de diesel - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Tecnologías Petrobras para Producción de Diesel de Fuentes Renovables
Tecnologías Petrobras para Producción de Diesel de Fuentes Renovables
Francesco Palombo
Mauro Iurk Rocha Jornadas Latinoamericanas de Refinación
2 Noviembre 2006
SumarioSumario
• Escenario brasileño
• Desafíos tecnológicos y mercado de diesel
• Plano de inversiones 2007-2011
• Producción de diesel de fuentes renovables
• biodiesel
• proceso H-BIO
• Consideraciones finales
• Petrobras posicionada como una Compañía de Energía
• Metas de Desarrollo Sustentable y Responsabilidad Social
• Desafíos en la Exploración y Producción en aguas profundas
• Características del principal crudo nacional
– pesado, ácido, bajo azufre y alto nitrógeno
• Aumento de la participación de gas natural en la matriz energética
• Especificaciones más rígidas para combustibles automotivos
• Rotas no convencionales para producción de combustibles
• Aumento de la demanda por renovables y combustibles limpios
Escenario BrasileñoEscenario Brasileño
• Orientaciones para calidad internacional de productos Motivaciones:
- Adecuación a especificaciones futuras más rígidas
- Reducir “gap” de la calidad comparada a EEUU y Europa
- Poseer flexibilidad para la exportación de excedentes de
combustibles
- Aumento de la participación en el mercado de biocombustibles
Downstream • PROCESAMIENTO DE CRUDOS PESADOS
• EQUILÍBRIO MERCADO AUTOMOTIVO
• GAS NATURAL x DIESEL x GASOLINA
• CALIDAD DE COMBUSTIBLE
• LOGÍSTICA
• INTEGRACIÓN PETROQUÍMICA
Desafios TecnológicosDesafios Tecnológicos
Mercado Brasileño de Productos Derivados de Petróleo
Mercado Brasileño de Productos Derivados de Petróleo
LPG Gasolina Nafta Diesel+Querosene Aceite Combust
Otros
196300
226
732
127121
2003 Estimativa 2010
222
323
246
874
100258
1000 bpd1000 bpdCrecimiento en
2,4% año 2.023
1.700
19,4 %
Combustibles Automotivos
Combustibles Automotivos
M m3 Producción Consumo Import / Export
Gasolina A 17.578 15.618 12,9 %
Gasolina C
(25% etanol)
21.973
Diesel 38.252 40.882 6,6 %
Diesel
Gasohol
Etanol
Gas Natural57,7
36,6
3,5 2,2% participación en el mercado % participación en el mercado
Fuente: ANP –base 2004
0%
5%
10%
15%
20%
25%
2000 2001 2002 2003 2004
import diesel export gasolina
Consumo Brasileño de DieselConsumo Brasileño de Diesel
400
500
600
700
800
900
1.000
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
MBPD
Diesel
GNV
Bio Diesel
CALIDAD DEL AIRE
CALIDAD COMBUSTIBLES MÁS RÍGIDA TECNOLOGÍA DE MOTORES MÁS AVANZADA PROGRAMAS I/M SISTEMAS DE MONITOREO DE LA CALIDAD AIRE
LEGISLACIÓN PARA CONTROL DE EMISIONES
SALUD
ozono NOx + Cx Hy
SOxHCHC
NOx PM
EMISIONES
Ciclo Calidad del DieselCiclo Calidad del Diesel
g/ kwh 1992 1995 2000 2005 2008
Euro I Euro II Euro III Euro IV Euro V
CO 4,5 4,0
HC 1,1 1,1
NOx 8,0 7,0 5,0 3,5 2,0
Part. 0,36 0,15 0,10 0,02 0,02
1994 1996 2000 2006 2010
CONAMA Fase I -II Fase III Fase IV P 5 P 6
Part. --- 0,7/ 0,4 0,15 0,10 0,02
2,1 1,5
0,460,66EUROPA
CO 11,2 4,9 4,0 2,1 1,5
HC 2,45 1,23 1,1 0,66 0,46
NOx 14,4 9,0 7,0 5,0 3,5 BRASIL
Limites de Emisiones en Motor Diesel
Limites de Emisiones en Motor Diesel
0
20
40
60
80
100
NOx CO HC MP
FASE I FASE II FASE III FASE IV
61 71 69 83%%
Vehículos de CargaVehículos de CargaVehículos de CargaVehículos de Carga
Europa
EE.UU.
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
350 50 (10 anticipación)
500 15
AZUFRE, max.ppm
Brasil1000/ 2000/3500
2009
500/2000 50/500
Azufre en el DieselAzufre en el Diesel
Emisiones SO2 de motores diesel Emisiones SO2 de motores diesel
Contenido Azufre Contenido Azufre ppmppm
22,6 15,3 15,4 14,9 7,6 7,4 5,45,0
0,7
25,5 27,3
31,733,1
34,737,4
41,743,7
18,7
0
10
20
30
40
50
1980 1992 1994 1997 1998 2000 2002 2005 2009
con
sum
o (
mil
lon
es
m3
)
0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
kg S
O2 /
m3
die
sel
5.000
2.00013.000
xx
5002.0003.5005.00010.00010.000
2.0002.000
e3.000
3.000 e
5.0005.000 ( ECO 92 )( ECO 92 )METROP
REGULAR
500 50
Limites de Emisiones CONAMA
423 M ton SO2/año 29 M ton SO2/año203 M ton SO2/año
US$ 23,1 mil millones en Downstream
61%
13%
12%
14%
Refining PipelinesSea Transport Petrochemical
US$ 14,2
US$ 3,2
US$ 3,
0
US$ 2,8
....... US$ 14,2 mil millones en Refino
31%
19%
14%
26%
10%
Fuel Quality Expansion
Maintenance/HSE Conversion
Others
US$ 4,4
US$ 3,7US$ 2,7
US
$ 2,0
US$ 1,4
Inversiones Downstream (2007-2011)
Inversiones Downstream (2007-2011)
Diesel de Fuentes RenovablesDiesel de Fuentes Renovables
• Ruta de Transesterificación
- Aceite Vegetal + alcohol escala industrial
- Semillas + alcohol escala piloto en Brasil
• Ruta Hidrotratamiento
- Aceite Vegetal + hidrógeno escala industrial
- H-BIO co-procesamiento diesel + aceite vegetal escala piloto/prueba industrial
- Status de la Tecnología en el Mundo
HBIO & Biodiesel – ComplementaridadesHBIO & Biodiesel – Complementaridades
AgronegocioAgronegocio
Cosecha Extracción
SemillaAceiteVegetal
Glicerina Otros
TRANSESTERIFICACIÓNEtanol oMetanol
O
O
Refinería
HidrógenoFracciones
Diesel
H-BIO
Biodiesel
Estaciones de Servicio
Distribución
Diesel
B2 o B5mezclaB2 o B5mezcla
DieselDieselO
Biomasa29.1%
Petróleo y derivados39.7%
Gas Natural8.7%
Carbón Mineral6.5%
Hidroeletricidad14.5%
Uranio 1.5%
Matriz Energética Brasileña
Recursos Renovables43.6%
Fuente: MME / BEN 2005
Brasil es aun importador de diesel
Brasil es un país de destaque en el escenario mundial de biocombustibles
Extensión territorial y condiciones de clima y solo propicias para la producción de biomasa
El cultivo de oleaginosas es propicio en todo territorio
La demanda mundial por combustibles renovables es creciente
La producción de biodiesel es considerada estratégica para el país
Creación de puestos de trabajo y renta en Brasil
Brasil y el Biodiesel
Brasil y el Biodiesel
Motivaciones
Programa Brasileño de Biodiesel
Programa Brasileño de Biodiesel
Garantía de fabricantes de autosdependerá de aprobación entestes de campo
B2
B5
Permitido hasta 2008
Mandatorio en 2008(~ 870 millones de litros / año)
Garantizado por fabricantes de autos
Mandatorio en 2013(~ 2,5 mil millones de litros)
Permitido hasta 2008
Programa Brasileño de Testes
Programa Brasileño de Testes
• Test de Campo:- Evaluación B5
• Test Dinamómetro - Evaluación de misturas B5, B10, B20,.... B100
Tipos de
Biodiesel
Concentraciones de Biodiesel
Tipos de Sistema
de Inyección
Modelos de Motor
Aplicación
Diversos Fabricantes de Autos
Factores Críticos
Rutas de Producci
ón
Biodiesel para el Programa Brasileño
Biodiesel para el Programa Brasileño
SOJA
RICIN
O
Baja Estabilidad de Oxidación
Larga Escala de Producción
Alta Viscosidad
Desarrollo de Puestos de Trabajoy Renta para Pequeños Productores
Especificación Brasileña de B100 (1)
Especificación Brasileña de B100 (1)
Aparência Aspecto - limpo e isento de particulas
Massa específica a 20°C kg/m³ anotar
Ponto de fulgor ºC 100 mínDestilação 90% vol. recuperados
ºC 360 máx (anotar)
Viscosidade cinemática a 40ºC
cSt (mm²/s) anotar
Ponto de entupimento de filtro a frio
ºC sazonal e regional
Teor de éster % massa anotarEnxofre total % massa anotarResíduo de carbono dos 100% destilados
% massa 0,1 máx
Número de cetano - anotarCinzas sulfatadas % massa 0,02 máx
CorrosãoCorrosividade ao cobre, 3h, 50ºC
- 1 máx
h 6 min
Característica UnidadeLimites Resolução ANP
42/2004
Combustão
Volatilidade
Fluidez
Composição
Estabilidade à oxidação a 110ºC
Água e Sedimentos
% volume 0,05 máx
Sódio + Potássio mg/kg 10 máxCálcio + Magnésio mg/kg anotarFósforo mg/kg anotarGlicerina livre % massa 0,02 máxGlicerina total % massa 0,38 máxMonoglicerídeos % massa anotarDiglicerídeos % massa anotarTriglicerídeos % massa anotarMetanol ou Etanol % massa 0,5 máxContaminação total
mg/kg anotar
mg KOH/g 0,8 máxg/100 g anotar
Característica UnidadeLimites Resolução
ANP 42/2004
Contaminantes
Índice de acidezÍndice de iodo
Especificación Brasileña de B100 (2)Especificación Brasileña de B100 (2)
Planta Prototipo Biodiesel de Petrobras
Planta Prototipo Biodiesel de Petrobras
De aceite vegetal Fase 1 – proceso batelada
600 litros biodiesel metílico400 litros biodiesel etílico
Fase 2 – proceso continuo: 24.000 l /día 6.000 ton /año
De semillas vegetales
Capacidad de reacción :
500 kg de semillas por batelada
purificación 12000 t/año - continua
Planta Prototipo Biodiesel de Petrobras
Planta Prototipo Biodiesel de Petrobras
BA
MG
CE
Semi-árido
Candeias
Montes Claros
Quixadá
Adherencia a los objetivos del Programa Brasileño de Producción y Uso de Biodiesel
- 3 Sitios : 50.000 ton/año cada
- inicio en 2008
Plantas Petrobras Industriales de Biodiesel
Plantas Petrobras Industriales de Biodiesel
Julho 2006Julho 2006Julho 2006Julho 2006
Tecnología Petrobras H-BIOTecnología Petrobras H-BIO
• El proceso H-BIO :El proceso H-BIO :
Añade una fuente de aceite renovable en el esquema de producción de diesel, mientras saca provecho de plantas de hidrotratamiento existentes.
Es una hidroconversión de misturas de diesel y aceite vegetal.
FCC
DESTIL.ATMOSF.
PETROLEO
COQUEO RETARDADO
DIESELSTRAIGHT RUN
GASÓLEO DE COQUE
LCO
HDT Existentes
FRACIONESNÃO
TRATADASDIESEL
POOL DIESELgasóleo
residuo de vacío
ACEITEVEGETAL
ProcesoH-BIO
residuo atmosférico
DESTIL. VACÍO
H-BIO en un Típico Esquema de Refinería
H-BIO en un Típico Esquema de Refinería
Diesel :
Straight Run + FCC + Coque
Sulfurados5000 ppm *
Nitrogenados 1500 ppm
*
~ 35%m *Nafténicos
~ 40%m *
Aromáticos
Composición Típica de un Diesel HDT
* valores referencia
Parafínicos + Olefinas ~ 25%m *
HDTHDTHDTHDT
~ 45%m *Nafténicos
~ 30%m *
Aromáticos
Parafínicos ~ 25%m *
Nitrogenados
300 ppm *
Sulfurados 500 ppm *
Ricino Girasol Palma AlgodónSoja
Cosechas Típicas 1.500 kg/ha 1.500 kg/ha 3.000 kg/ha 20.000 kg/ha 3.000 kg/ha
Contenido de Aceite Vegetal 47% 42% 18% 20% 15%
Producción de Aceite Vegetal (kg/ha)
705 630 540 4.000 450
Opciones de Carga para el Proceso H-BIO
Opciones de Carga para el Proceso H-BIO
Producción Brasileña en 2005 m3/año
90.000 23.000 5.600.000 151.000 315.000
Estructura Molecular Típica de un Aceite Vegetal
Estructura Molecular Típica de un Aceite Vegetal
H2
carbono
oxígeno
hidrógeno
n-parafinas
Productos del Proceso H-BIOProductos del Proceso H-BIO
agua
CO2
propanometano
CO
C17 e C18
Propiedades de productos líquidosPropiedades de productos líquidos
Diesel S 500
Spec. ANP C18C18 C17C17 C16C16
Número Cetano 42 102,6 101 100
Densidad , kg/m3 820 - 865 784,1 775,2 771,7
Azufre, ppm 500 0 0 0
Destilación ASTM D86
T50%, oC
T85%, oC
245 - 310
360 (máx)
Punto de Ebullición, oC 316 302 287
Viscosidad @ 40oC, cSt 2,0 – 5,0 4,16 3,60 3,12
Punto de Obstrucción, oCEstación y
regional28 22 18
Rendimientos del Proceso H-BIORendimientos del Proceso H-BIO
100 litros de
Aceite de Soja
96 litros de
Diesel
2,2 Nm3 de Propano
+H2
catalizador
2007
• Operación en 3 refinerías
Consumo de aceite vegetal: 256,000 m3/año
(equivalente a 10% del aceite de soja brasileño exportado en 2005)
2008
• Operación en 5 refinerías
Consumo de aceite vegetal : 425,000 m3/año (equivalente a 16% del aceite de soja brasileño exportado en 2005)
Plan de Implementación del Proceso H-BIO
Plan de Implementación del Proceso H-BIO
Desarrollo SustentableDesarrollo Sustentable
Tecnología H-BIO :
• Una nueva manera de incluir cargas renovables para
producción de biocombustibles en adición al
programa brasileño de biodiesel.
• El uso de esta tecnología generará
beneficios ambientales y mejorías en la inclusión social.
Petrobras, como una compañía integrada de
energía, deberá tener un rol importante en el
desarrollo de mercados alternativos de
combustibles e irá contribuir para el
desarrollo de soluciones amigables para el
medio ambiente.
Consideraciones FinalesConsideraciones Finales
Muchas Gracias …