Refinodepetroleo Ead

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  • Projeto Atualizao Tcnica Curso Refino de Petrleo: Conceitos e Processos 2009 SENAI-RJ Todos os direitos reservados SENAI_RJ Av. Graa Aranha 1 - Centro - Rio de Janeiro www.firjan.org.br Texto disponibilizado no site: www.firjan.org.br Reproduo autorizada desde que citado a fonte e autor

  • um1. INTRODUO ........................................................................................................................................ 4

    rio

    2 - REFINO DE PETRLEO....................................................................................................................... 7

    S3 - PROCESSOS DE SEPARAO........................................................................................................... 8 4 - PROCESSOS DE CONVERSO ........................................................................................................ 12 5 - PROCESSOS DE TRATAMENTOS .................................................................................................... 20 6 - ESQUEMA DE REFINO....................................................................................................................... 25

  • 1 - INTRODUO O petrleo importante fonte de insumos para as indstrias qumicas e de transformao, com diversos usos, indo desde insumos energticos at solventes especiais, passando pela matria-prima principal para a produo de plsticos. Da sua extrao do subsolo at os consumidores finais, h uma complexa cadeia envolvendo etapas que podem ser divididas em duas grandes classificaes: as atividades upstream (como a explorao e a produo - E&P, alm do transporte) e as atividades downstream (como o refino, a distribuio e a comercializao), conforme ilustrada na figura 1.

    Campos deleo e GN

    Sistemas deProduo

    UPGN Refinaria

    GN mido

    leo

    Estao deEntrega

    ConsumidorFinal

    GN seco

    BasesDistribuio

    leoGs Natural

    importaoDerivados

    ConsumidorFinal

    UPSTREAM

    DOWNSTREAM

    LGN

    Distribuioe

    Comercializao

    Transporte Explotao

    Explorao

    Refino

    Figura 1 Segmentos da indstria do petrleo. Fonte: elaborao prpria

    1.1 DE F I N I O O petrleo uma mistura de hidrocarbonetos que se apresenta na forma gasosa (gs natural), lquida (leo cru) ou slida (xisto). As suas caractersticas variam de acordo com as condies geolgicas de sua formao, sendo que a presena do carbono na sua composio representa entre 83 e 86 % da sua massa e o hidrognio entre 11 e 13 %. O leo cru a forma em que o petrleo se apresenta com a maior valorizao e que direciona todo o setor, geralmente chamado de petrleo propriamente dito. Alm desta mistura de hidrocarbonetos, diversas molculas orgnicas com hetrotomos (enxofre, nitrognio, oxignio, entre outras) e organometlicas fazem parte da composio global do leo cru, embora em menores propores, e so denominadas de contaminantes.

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  • Trs caractersticas principais so usadas para a classificao do petrleo: Base - classificao dos leos em funo dos tipos de hidrocarbonetos predominantes. Nos leos de base

    parafnica, predominam os hidrocarbonetos saturados de frmula CnH2n+2 como etano, propano e butano (o resduo deste leo uma substncia cercea). Os leos de base naftnica tm hidrocarbonetos cclicos saturados e apresentam um resduo asfltico. Nos leos com base aromtica, h hidrocarbonetos cclicos no saturados, como o benzeno e o tolueno e so propcios para a produo de derivados utilizados na petroqumica.

    Densidade - classificao dos leos pela sua densidade, para a qual se utiliza o API (American Petroleum

    Institute). Os petrleos so classificados como leves (acima de 30 API, cerca de 0,72 g/cm3), mdios (entre 21 e 30 API) ou pesados (abaixo de 21 API, cerca de 0,92 g/cm3). Em alguns casos considera-se como petrleos ultrapesados aqueles com API abaixo de 10. Os leos leves so os mais valorizados porque permitem a maior produo de derivados leves, como a gasolina e o gs liquefeito de petrleo (GLP), sem a necessidade de grandes investimentos nas refinarias.

    5,131141,5 API = onde a densidade relativa medida

    Teor de enxofre - os leos so classificados como "doces" (sweet), quando apresentam baixo contedo de enxofre (menos do que 0,5 % de sua massa), ou "azedos/cidos" (sour), quando apresentam teor mais elevado. Os leos com menor teor de enxofre so os preferidos, pois esse um elemento bastante danoso ao meio ambiente, alm de contribuir para o desgaste de equipamentos nas refinarias.

    A Tabela 1 mostra a classificao de alguns dos principais tipos de petrleo pela sua densidade (API). H variaes nos leos extrados de uma mesma bacia. Na Bacia de Campos, por exemplo, predominam os leos pesados, mas variando de 19 API (campo de Marlim) a 29 API (campo de Corvina). Tabela 1 - Classificao de Alguns Tipos de Petrleo (API )

    Tipo de Petrleo Pas de Origem APIMistura Siburina Arglia 44West Texas Intermediate (WTI)* Estados Unidos 40Brent* Reino Unido 38Benny Lager Nigria 37Arabian Light* Arbia Saudita 34Minas Indonsia 34Isthma Mxico 34Fateh Dubai 32Corvina Brasil (Bacia de Campos) 29Tia Juana Leve Venezuela 26Cabinas / Marlim Brasil (Bacia de Campos) 19

    *Petrleos de referncia. Fonte: ANP

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  • 1.2 DE R I V A D O S

    Constam de algumas dezenas os derivados obtidos a partir do petrleo, assim como a diversidade de

    aplicaes (Tabela 2). Seus usos so energticos (como combustvel para transporte, indstria e residncias) e no energticos (como asfalto, lubrificantes, plsticos e solventes). A maior parte do volume de derivados de petrleo se destina ao uso energtico. O petrleo processado nas refinarias brasileiras transformado, principalmente, em leo Diesel (34 %), gasolina (23 %) e leo combustvel (19 %). Esse perfil do refino resultado das caractersticas dos diferentes tipos de petrleo utilizados, das caractersticas do parque de refino e do consumo de derivados. Tabela 2- Principais Derivados de Petrleo e seus Usos

    Derivado Principal UsoCombustvel

    Gasolina Combustvel automotivoleo Diesel Combustvel automotivoleo Combustvel Industrial, naval, gerao de eletricidadeGs Liquefeito de Petrleo (GLP) CocoQuerosene de Aviao Combustvel aeronuticoQuerosene Iluminante Iluminao

    Insumo PetroqumicoParafina Velas, indstria alimentciaNafta Matria-prima da petroqumicaPropeno Matria-prima do polipropileno (plsticos) e acrilatos (tintas)

    Outrosleos Lubrificantes Lubrificao de mquinas e motoresAsfalto Pavimentao Fonte: elaborao prpria

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  • 2 - REFINO DE PETRLEO Para que os derivados possam ser obtidos, necessrio o processamento do petrleo. A este processamento (em suas inmeras etapas), chamamos: Refino. Os processos de refino so, conforme apresentado na figura 2, esquematizados e classificados conforme as caractersticas comuns, sendo chamados de processos de separao, de converso e de tratamentos.

    F igu ra 2 - Re f ino de Pe t r leo . Fonte: elaborao prpria

    leo Cru Processos deSeparaoProcessos deConverso

    Processos deTratamento Derivados

    Os processos de separao so conduzidos, como o prprio nome diz, na separao de famlias de hidrocarbonetos, tambm chamadas de fraes, com propriedades fsicas comuns ou bastantes semelhantes. Nestes processos no ocorre nenhuma modificao de carcter qumico, ou seja, no existe uma reao qumica. J nos processos de converso as fraes de hidrocarbonetos so modificadas por meio de reaes qumicas especficas, na sua maioria irreversveis, gerando novas famlias de hidrocarbonetos. Por ltimo temos os processos de tratamentos, onde os contaminantes presentes no leo cru, e por conseguinte nas fraes derivadas deste, so eliminados (ou reduzidos) atravs de converses qumicas. Com isso, pode-se dizer que o objetivo do refino separar, converter e tratar as fraes oriundas do petrleo. Denomina-se de Refinaria a indstria qumica que produz os derivados oriundos do petrleo. A mesma projetada e construda de acordo com dois parmetros:

    a) O tipo de petrleo a ser processado; b) as necessidades de um detreminado mercado consumidor;

    Para tentar compatibilizar um tipo de petrleo com a necessidade de produzir certos derivados, na quantidade e qualidade desejadas, cada refinaria construda com um conjunto (ou arranjo) prprio de unidades, o que chamamos de Esquema de Refino. Um esquema de refino define e limita o tipo e a qualidade dos produtos da refinaria. Por isso, alguns derivados podem ser produzidos em todas ou apenas em algumas refinarias. Durante a vida de uma refinaria, pode mudar o tipo de petrleo que ela recebe, como tambm podem mudar as especificaes (qualidade) ou a demanda (quantidade) dos derivados por ela produzidos. Por isso pode-se dizer que toda refinaria tem um certo grau de flexibilidade, ou seja, uma capacidade de reprogramao dinmica na operao do seu esquema de refino, que permite reajustar o funcionamento das unidades para se adequar as mudanas no tipo de leo e nas necessidades do mercado e ambientais, alm da insero de novas unidades ao esquema de refino. Alm destes processos, as refinarias so dotadas dos chamados Processos Auxiliares, que so aqueles que se destinam a fornecer insumos operao dos outros anteriormente citados, ou a tratar rejeitos desses mesmos processos. Incluem-se, neste grupo, a Gerao de Hidrognio (para as unidades de hidroprocessamento), a

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  • recuperao de Enxofre (produo desse elemento a partir da queima do gs cido rico em H2S) e as utilidades (vapor, gua, energia eltrica, ar comprimido, distribuio de gs e leo combustvel, tratamento de efluentes e tocha), que, embora no sejam de fato unidades de processo, so imprescindveis a eles.

    3 - PROCESSOS DE SEPARAO So sempre de natureza fsica e tm por objetivo desdob