Geo Aula - Refino do Petróleo (Aula 2)

Refino do Petróleo - Aula 2


Fundamentos

• O petróleo em seu estado bruto tem pouquíssimas aplicações, servindo quase que completamente como óleo combustível.

•  Para que o potencial energético do petróleo seja aproveitado ao máximo, ele deve ser submetido a diferentes processos, a fim de se obter os derivados.

• O refino de petróleo constitui-se de uma serie de processos (natureza física ou química) visando à obtenção de determinados produtos de grande interesse mediante o beneficiamento do óleo cru.

• O principal objetivo dos processos de refino é a obtenção da maior quantidade possível de derivados de alto valor comercial e com máxima qualidade, ao menor custo operacional possível, minimizando-se a geração dos produtos de pequenos valores de mercado.

Sendo assim, uma refinaria de petróleo ao ser planejada e construída pode se destinar a dois objetivos básicos:


• Produção de combustíveis e matérias-primas petroquímicas;

• Produção de óleos lubrificantes básicos e parafinas.

 A importância dos tipos de petróleo é fundamental para se definir as operações que serão usadas em uma dada refinaria para produzir os derivados desejados.

Tipos de Processo de Refino

O refino de petróleo é sustentado por quatro pilares importantes denominados de processos.

Figura 1: Processos de refino

Processos de separação

• São sempre de natureza física e tem por objetivo desdobrar o petróleo em suas frações básicas ou processar uma fração previamente produzida para se obter um grupo específico de componentes.

• Existem diferentes formas de se promover à separação seja por alteração da temperatura e/ou pressão (destilação atmosférica e a vácuo, por exemplo) seja por relações de solubilidade a solventes (desasfaltação a propano, por exemplo).

• Caso não existissem perdas, haveria a possibilidade da reconstituição da carga original a partir da mistura dos produtos provenientes desse tipo de processo, visto que não há alteração das moléculas que entraram no mesmo. 

Processos de conversão

• São sempre de natureza química e visam transformar uma fração em outra ou alterar profundamente a constituição molecular de uma dada fração.

As principais características desses processos são:

• Reações de quebra (Craqueamento catalítico fluído – FCC, por exemplo), de reagrupamento ou de reestruturação molecular (reforma catalítica, por exemplo);

• As reações de cada processo dependem da temperatura, pressão e/ou catalisador.

• Elevada rentabilidade, pois são transformadas frações de baixo valor comercial (Gasóleos e resíduos) em outras de maiores valores (GLP, Naftas, Querosene e Diesel), sendo o caso do coqueamento retardado;

• Os produtos se misturados não reconstituem em hipótese alguma a carga original.

Processos de tratamento

• São de natureza química tendo como objetivo não provocar profundas modificações nas frações, contudo promovem melhorias de qualidade de cortes semi-acabados, eliminando ou reduzindo impurezas presentes.

Processos auxiliares

• São aqueles que se destinam a fornecer insumos á operação dos outros processos ou ainda tratar rejeitos de outros processos, respectivamente, geração de hidrogênio e recuperação de enxofre.

A Tabela 1 apresenta resumidamente alguns processos de refino empregados para a obtenção dos produtos e as suas classificações.

Tabela 1: Alguns Processos de Refino

Fluxogramas e Diagramas de Blocos de Processos

• Um processo é composto de varias etapas e estas são representadas mediante ao emprego de diagramas de blocos em que cada processo ou operação unitária é representado por um bloco.

• Os processos e as operações unitárias são interligados por entre si por linhas que traçam o caminho dos materiais através do processo.

• As figuras 2 e 3 representam respectivamente, um processo de produção de amônia mediante ao emprego de fluxograma e a sua representação sob a forma de diagrama de blocos.

Figura 2: Exemplo de Fluxograma do Processo de Produção de Amônia. (Fonte: Brasil,2004)

Figura 3: Exemplo de Diagrama de Blocos do Processo de Produção de Amônia.(Fonte: Brasil,2004)

As figuras 4 e 5 apresentam as convenções de desenho de fluxogramas para a representação de equipamentos em uma unidade de refino.

Figura 4: Convenção de Desenhos de fluxogramas para vasos e equipamentos de processos. (Fonte: Pedro C. Silva Telles. Tubulações industriais – Materiais, projetos e montagem. Tabelas e Gráficos para Projetos de Tubulação. Ed. LTC)

Figura 5: Convenção de Desenhos de fluxogramas para trocadores de calor. (Fonte: Pedro C. Silva Telles. Tubulações industriais – Materiais, projetos e montagem. Tabelas e Gráficos para Projetos de Tubulação. Ed. LTC)

Esquema de Refino

• O esquema de refino é o encadeamento das várias unidades de processo dentro de uma refinaria (Figura 6).

• Esses esquemas variam em função do mercado de uma dada região, além da necessidade de acompanhar o avanço tecnológico mundial, garantindo a rentabilidade e eficiência dos processos.

• O tipo de petróleo a ser processado influenciará na técnica adotada para a refinação.

• Uma vez construída a refinaria, sua flexibilidade é muito limitada, pois a utilização de óleos com características diferentes daquelas para as quais a mesma foi inicialmente projetada implica em perdas ou custos significativos e isto pode comprometer a qualidade ou especificação dos derivados.

Figura 6: Esquema de Refino de uma Suposta Unidade Produtora de Combustíveis.

A refinaria deve atender à demanda de seu mercado e operar de modo a Processar. A diferentes tipos de petróleo que lhe servem de matéria-prima da forma mais econômica e racional possível.

Frações Básicas do Refino


Em fução da classificação do petróleo, pode-se determinar a quantidade das diversas frações que podem ser obtidas, assim como sua composição e suas propriedades físicas. Durante o refino, o petróleo sofre uma série de beneficiamentos para a obtenção de frações desejadas, que posteriormente, serão submetidas a complexos tratamentos visando à obtenção de diferentes produtos finais. A Figura 8 apresenta esquematicamente as frações que podem ser obtidas durante o reino do petróleo, sem considerar os diferente tipos de processos necessários para obtenção do produto desejado.

Figura 8: Frações que podem Ser Obtidas Durante o Refino do Petróleo. Fonte: Baseado em thomas et. Al (2001).

A Figura 9 apresenta uma curva de destilação de um óleo cru e as possíveis frações básicas que se podem retirar do mesmo. A partir dessa curva pode-se estimar o percentual volumétrico de cada fração em função do ponto de ebulição inicial (PEI) e do final (PEF).

Figura 9: Curva de Destilação de um Óleo Cru. Fonte: Baseado em Laffler (1985).

Então, por hoje ficamos por aqui... Na próxima vamos falar sobre os processos de refino para a obtenção de combustíveis e matéria-prima petroquímica.

Fiquem na paz!

Fonte: UNESA – Curso: Refino do petróleo prof. Sandro Batista - Agosto de 2009. (Apostila) Pág. 01 - 06 e 9 (Unidade 1 : Refino do petróleo).

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