aula1 - pg - eliezer

8/3/2019 Aula1 - PG - Eliezer

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São Paulo, 02 -04 de dezembro de 2009

Universidade Federal de São PauloUniversidade Federal de São PauloUniversidade Federal de São PauloUniversidade Federal de São PauloPrograma de PósPrograma de PósPrograma de PósPrograma de Pós----Graduação em Ciência eGraduação em Ciência eGraduação em Ciência eGraduação em Ciência e

Tecnologia da SustentabilidadeTecnologia da SustentabilidadeTecnologia da SustentabilidadeTecnologia da Sustentabilidadeww.unifesp.br/diadema

1



1. Catalisadores Industriais1. Organização2. Materiais Porosos3. Difusão4. Zeólitas5. Porosidade e Transferência de

Massa

2. Petróleo

4. Craqueamento Catalítico1. Catalisadores2. Processo3. Produtos

2

1. Panorama Mundial2. Refino no Brasil3. Petróleo

1. Visão Geral2. Composição

3. Impurezas4. Refinarias

1. Derivados do Petróleo2. Processos da Refinação



3



Amorfo ounão cristalino

Ordenamento aCurta distância

http://www.soils.umn.edu/academics/classes/soil5311/Lectures/notes/allophane.html

Ex.: sílica amorfa, vidros, negro de fumo

Ex.: Al, Fe, óxidos e hidróxidos de Mn,sulfetos minerais.

Organização dos sólidosOrganização dos sólidosOrganização dos sólidosOrganização dos sólidosOrganização dos sólidosOrganização dos sólidosOrganização dos sólidosOrganização dos sólidos

4

Microcristalino

Paracristalino

Cristalino

Organizaçãodo Sólido

Ex.: crisotilo, halloysita e esmectita,materiais mesoporosos ordenados.

Ex.: zeólitas, quartzo, feldspatos,perovskitas, alguns polímeros.



Segundo a definição da IUPAC, os materiaisporosos podem ser classificados como:

Sólidos Microporosos: DP ≤ 2 nmSólidos Mesoporosos: 2 nm < DP ≤ 50 nmSólidos Macroporosos: DP > 50 nm

a

c

b

d

Materiais Porosos e Diâmetros de PorosMateriais Porosos e Diâmetros de PorosMateriais Porosos e Diâmetros de PorosMateriais Porosos e Diâmetros de PorosMateriais Porosos e Diâmetros de PorosMateriais Porosos e Diâmetros de PorosMateriais Porosos e Diâmetros de PorosMateriais Porosos e Diâmetros de Poros

5

onde DP é o diâmetro de poro.

Exemplos:• zeólitas, carbonos e vidros porosos, óxidosdiversos, etc (a, b);

• família M41S e correlatos (c, d);• compósitos zeólita/peneiras mesoporosas eos zeogrids (e, f);

e f



Difusão molecular Difusão Knudsen

Difusão de Moléculas em Materiais PorososDifusão de Moléculas em Materiais PorososDifusão de Moléculas em Materiais PorososDifusão de Moléculas em Materiais PorososDifusão de Moléculas em Materiais PorososDifusão de Moléculas em Materiais PorososDifusão de Moléculas em Materiais PorososDifusão de Moléculas em Materiais Porosos

6 / 86

[1] http://alexandria.tue.nl/extra2/200213468.pdf[2] M. F. M. Post, Diffusion in zeolite molecular sieves , in: Introduction

to zeolite science and practice , H. van Bekkum, E. M. Flanigen, and J.C. Jansen, eds., vol. 58 of Studies in Surface Science and Catalysis ,pp. 391–443, Elsevier, Amsterdam (1991).

Difusão ConfiguracionalEfeito do tamanho do poro sobre a difusividade e energia de ativaçãode difusão [2].

Configuracional



Reagentes

Meio ReacionalHomogêneo

Camada limite

Poros

DiDc

Microgrão deCatalisador

DC = difusão na camada limite de reagentes e produtosDi = difusão interna nos macroporos

DK = difusão Knudsen (mesoporos)Dcf = difusão configuracional (microporos)

Difusão e Reação QuímicaDifusão e Reação QuímicaDifusão e Reação QuímicaDifusão e Reação QuímicaDifusão e Reação QuímicaDifusão e Reação QuímicaDifusão e Reação QuímicaDifusão e Reação Química

7

DiDcProdutos

Adaptado de: Le Page, J.-F. et alii, “Catalyse deContact”, França, Ed. Technip, 1978, 622 p.

Sítio Ativo

A + B

C + DCinética da

reação sobrea superfície

DK

Dcf



Ciclo-hexano

Benzeno (5,4 Å)

Difusão emDifusão emDifusão emDifusão emDifusão emDifusão emDifusão emDifusão em ZeólitasZeólitasZeólitasZeólitasZeólitasZeólitasZeólitasZeólitas

8

http://www2.dekker.com/sdek/abstract~content=a713557614~db=enc

http://www.ccp5.ac.uk/infoweb/wsmith3/html/BenzeneZSM5/sld005.htm



FAUFAUFAUFAUFAUFAUFAUFAU –––––––– ((((((((ZeólitasZeólitasZeólitasZeólitasZeólitasZeólitasZeólitasZeólitas X e Y)X e Y)X e Y)X e Y)X e Y)X e Y)X e Y)X e Y)

Supercavidade α(26 faces)



Densidade de Rede: 18,4 T/1000Å3

Sistema de Canais: 3 - dimensionalSBU: 5-1Si/Al (típicas): 11 - ∞

Características:[010]

[100]

MFIMFIMFIMFIMFIMFIMFIMFI –––––––– ((((((((ZeólitaZeólitaZeólitaZeólitaZeólitaZeólitaZeólitaZeólita ZSMZSMZSMZSMZSMZSMZSMZSM--------5)5)5)5)5)5)5)5)

[2] C.S. Cundy, P. A. Cox, Microp.Mesop.Mat., 82 (2005) 1–78[1] Argauer, R.J.; Landolt, L. – U.S. Patent 3.702.886, 1972.

Sistemas de canais

da MFI

[010]



MFIMFIMFIMFIMFIMFIMFIMFI –––––––– ((((((((ZeólitaZeólitaZeólitaZeólitaZeólitaZeólitaZeólitaZeólita ZSMZSMZSMZSMZSMZSMZSMZSM--------5)5)5)5)5)5)5)5)

5,3 x 5,6 Å

5,1 x 5,5 Å



Grupamentos de Ru foram introduzidos nos

Difusão em MateriaisDifusão em MateriaisDifusão em MateriaisDifusão em MateriaisDifusão em MateriaisDifusão em MateriaisDifusão em MateriaisDifusão em Materiais MesoporososMesoporososMesoporososMesoporososMesoporososMesoporososMesoporososMesoporosos

12

Metano e etano dentro de um doscanais do arranjo hexagonal de porosda peneira molecular mesoporosa

MCM-41 (3 nm de diâmetro).Vermelho = oxigênioAzul = silícioMarrom = carbonoAzul Claro = hidrogênio

http://www.chm.bris.ac.uk/motm/mcm41/mcm41c.htm

mesoporos da MCM-41em um arranjoparcialmente ordenado.

W. Zhou, J. M. Thomas, D. S. Shephard, B. F. G. Johnson, D. Ozkaya, T.Maschmeyer, R. G. Bell, Q. Ge, Science , 280, 705-8 (1998)

Simulação da adsorção de

etano (em verde) sobre osporos de um materialmesoporoso.



Peneiras Microporosas Peneiras Mesoporosas

Estruturação de Poros e Transferência de MassaEstruturação de Poros e Transferência de MassaEstruturação de Poros e Transferência de MassaEstruturação de Poros e Transferência de MassaEstruturação de Poros e Transferência de MassaEstruturação de Poros e Transferência de MassaEstruturação de Poros e Transferência de MassaEstruturação de Poros e Transferência de Massa

13

a espec c a e ca a ca

Alta resistência à transferência demassa

Baixa especificidade catalítica

Baixa resistência à transferência de massa

Materiais Porosos

Hierarquicamente Estruturados

Alta especificidade catalítica

Baixa resistência à transferência de massa



14



O refino de petróleo no MundoCapacidade de refino, segundo regiões geográficas em 31/12/2007

(milhões de barris/dia)

Fontes: BP Statistical Review of World Energy 2008; ANP/SDP (Tabela 1.4)

15



Participação de países selecionados na capacidade total efetiva derefino - 2007

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

Estados Unidos

China

Rússia

Japão

Índia

Coréia do Sul

Alemanha

20%

8,50%

6,40%

5,20%

3,40%

3%

2,70%

¹Itália

Arábia Saudita

França

Brasil

Canadá

IrãReino Unido

México

Espanha

Venezuela

Outros

2,60%

2,40%

2,20%

2,20%

2,20%

2,10%

2,10%

1,70%

1,60%

1,50%

30,20%Fontes: BP Statistical Review of World Energy 2008; para o Brasil, ANP/SRP (Tabela 1.4).¹Capacidade de destilação atmosférica em barris por calendário-dia.

87.920 mil barris/dia

16



LUBNOR – 6.300 BPD

RLAM – 312.800 BPD

REPLAN - 352.200 BPD

REMAN - 47.000 BPD

Refinarias brasileiras

REGAP – 151.000 BPD

REDUC – 239.000 BPD

MANGUINHOS – 17.000 BPD

REPAR – 201.000 BPDRPBC – 170.000 BPD

IPIRANGA – 14.000 BPD REFAP – 189.000 BPD

REVAP – 251.600 BPD

– .

17



REFINARIAREFINARIA SIGLASIGLA UFUF PARTIDAPARTIDA CAPACIDADECAPACIDADE (BPD)(BPD)

REFINARIA DO PLANALTO PAULISTA

REFINARIA LANDULPHO ALVES

REFINARIA DUQUE DE CAXIAS

REFINARIA HENRIQUE LAGE

REFINARIA GETÚLIO VARGAS

REFINARIA PRESIDENTE BERNARDES

REPLAN

RLAM

REDUC

REVAP

REPAR

RPBC

SP

BA

RJ

SP

PR

SP

1971

1950

1961

1980

1977

1955

352.200

312.800

239.000

251.600

201.000

170.000

Refinarias brasileiras

REFINARIA GABRIEL PASSOS

REFINARIA ALBERTO PASQUALINI

REFINARIA DE CAPUAVA

REFINARIA DE MANAUS

REFINARIA DE MANGUINHOSREFINARIA IPIRANGA

FÁBRICA DE LUBRIF. DO NORDESTE

REGAP

REFAP

RECAP

REMAN

REPSOLIPIRANGA

LUBNOR

MG

RS

SP

AM

RJRS

CE

1968

1969

1955

1953

19541938

1966

151.000

189.000

53.500

47.000

17.00014.000

6.300

CAPACIDADE TOTAL 2.004.400

18



REFINARIAREFINARIA SIGLASIGLA UFUF PARTIDAPARTIDA CAPACIDADECAPACIDADE (BPD)(BPD)

ABREU E LIMA

CIA PETROQUÍMICA RJ

PREMIUM

COPERJ

PE

RJ

?

2011

2012

2014

200.000

150.000

600.000

Refinarias futuras

CAPACIDADE TOTAL 950.000

19



Volume de petróleo refinado e capacidade de refino,

segundo refinarias - 2007

Fontes: ANP/SRP; Ipiranga, Manguinhos e Petrobras/Abast (Tabelas 2.21 e 2.24).

20



50.000.000

60.000.000

70.000.00080.000.000

Volume de petróleo refinado por origem

(nacional e importada) 2000-2009

m3

-

10.000.000

20.000.000

30.000.000

40.000.000

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009Importado

NacionalFontes: ANP/SRP; Ipiranga, Manguinhos e Petrobras/Abast

21



22



Petróleo - (do latim petroleum, petrus = pedra e oleum = óleo no sentido de óleo bruto, é uma substância oleosa, inflamável,geralmente menos densa que a água, com cheiro característico e coloração que pode variar desde o incolor ou castanho claro até o

O petróleo

preto, passando por verde e marrom (castanho).

Combinação complexa de hidrocarbonetos, composta na sua maioriade hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos e aromáticos , podendo contertambém quantidades pequenas de nitrogênio, oxigênio, compostos de

enxofre e íons metálicos , principalmente níquel e vanádio. Esta categoriainclui petróleos leves, médios e pesados, assim como os óleos extraídosde areias impregnadas de alcatrão.

23



• Lei nº 9.478 de 6 de agosto de 1997

– Petróleo:Todo e qualquer hidrocarboneto líquido em

O petróleo

condensado. – Refino:

Conjunto de processos destinados atransformar o petróleo em derivados depetróleo.

24



• Inicialmente, alguns conceitos importantes:• 1º - Não existe apenas um tipo de

petróleo;• 2º - O direcionamento do tratamento do

petróleo depende:

O petróleo

• Das características do petróleo• Das necessidades do mercado

• A operação de uma refinaria é definida de

acordo com estas características.

25



Cadeia produtiva do petróleo

26



PETRÓLEO

HIDROCARBONETOS CONTAMINANTES

O petróleo

CARACTERÍSTICAS

NECESSÁRIAS

EFEITOS

INDESEJÁVEIS

27



O petróleo – Tipos e Composição

O petróleo, no estado em que é extraído do solo, tempouquíssimas aplicações. É uma mistura complexa de

moléculas, compostas principalmente de carbono ehidrogênio – hidrocarbonetos – , além de algumas impurezas.

Tipos de petróleo:

americano (EUA e BRASIL) parafínicosparafínicosparafínicosparafínicos rico em hidrocarbonetos dasérie dos alcanos.

cáucaso (RUSSO)cicloparafínicoscicloparafínicoscicloparafínicoscicloparafínicosouououou naftênicosnaftênicosnaftênicosnaftênicos

rico em hidrocarbonetos dasérie dos ciclo-alcanos.

indonésia (BORNÉU) aromáticosaromáticosaromáticosaromáticos rico em hidrocarbonetos dasérie dos aromáticos.

28



Aromáticos

HIDROCARBONETOSHIDROCARBONETOSHIDROCARBONETOSHIDROCARBONETOS

O petróleo - Composição

29



Parafínicos

O petróleo - Composição

Naftênicos

30



IMPUREZASIMPUREZASIMPUREZASIMPUREZAS

• Enxofre – compostos sulfurados

• Oxigênio – compostos oxigenados

• Nitrogênio – compostos nitrogenados

• Metais

• Impurezas inorgânicas

31



32



A destilação é um

processo físico deseparação, baseadona diferen a de

Destilação

temperaturas deebulição entre os

compostos

existentes em umamistura líquida.

Fonte: Elie Abadie 33



Equilíbrio líquido-vapor

P = Cte

p e r a t u

r a

Vapor

T e

Composição

Líquido

Xv Xl

34



B

A

TEB (ºC)

570

Curva de destilação

C

%vaporiz.10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

35



Fração TEB (ºC) Composição

(aprox.)

Gás residual (GC) < 40 C1 – C2GLP C3 – C4

Gasolina 40 – 175 C – C

Faixas típicas de corte

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 36



oAPI Petróleo< 15 Asfáltico

15-19 Extra-Pesado19-27 Pesado

ºAPI = 141 5ºAPI = 141 5 -- 131 5131 5

Classificação do Petróleo por oAPI

O Grau APIGrau APIGrau APIGrau API é uma escalahidrométrica idealizada pelo

American Petroleum Institute – API, juntamente com a National Bureau

of Standards e utilizada para medira densidade relativa de líquidosdensidade relativa de líquidosdensidade relativa de líquidosdensidade relativa de líquidos.

- o

33-40 Leve

40-45 Extra-Leve

> 45 Condensado

dd 6060 ooFF

Maior Valor Agregado (US$/barril)

37

em que a densidade d da amostra é medidarelativamente à densidade da água.



O ponto de ebulição ou temperatura de ebulição é atemperatura em que uma substância passa do estado líquido

ao estado gasoso. O ponto de ebulição varia com a altitude e a pressão. Quanto

mais baixa for a pressão menor será o ponto de ebulição e-

38

Destilação PEV Curva PEV



DestilaçãoDestilaçãoDestilaçãoDestilação PEVPEVPEVPEVO ponto de ebulição verdadeiro de umlíquido é a temperatura na qual a fasevapor e líquida estão em equilíbrio sobuma determinada pressão. O princípioda destilação PEV, empregando-se

aparelhagem e condições operacionaisadequadas, permitem obter na fasevapor, no topo da coluna, praticamente,apenas os constituintes da mistura que

39

menor do que a temperatura nesteponto da coluna. Ou seja, osconstituintes são separados de acordocom seus pontos de ebuliçãoverdadeiros, por vaporização.

O procedimento PEV é normalizadopelas normas ASTM D-2892 e D-5236,não havendo rigidez quanto aos tiposde aparelhagem empregada.



CurvaCurvaCurvaCurva PEVPEVPEVPEV

40

C t í ti d l t ól



TIPOS E QUALIDADE DE PETRÓLEOS RENDIMENTO DE PETRÓLEOS

PETRÓLEO API %S ACIDEZ GLP NAFTA DIESEL GASÓLEO RV(Resíduo de

Vácuo)

ALAGOANO 36 0,2 0,08 1,0 16 43 37 14

BAIANO 36 0,1 0,06 0,5 14 36 31 19

CABIÚNAS 30 0,6 1,00 1,6 12 37 24 25

CURIMÃ/XARÉU 33 0,3 0,30 0,5 20 41 23 16

SERGIPE/PLAT 28 0,1 0,33 2,0 15 46 20 15

UBARANA 33 0,2 0,28 0,5 14 37 30 19

GUARICEMA 39 0,2 0,18 2,6 14 47 21 14

Características de alguns petróleos

URUCU 41,8 0,07 0,18 1,3 20 49,6 14,9 14,2

CORAL 41,8 0,08 0,12 4,8 26,3 48,0 14,6 7,3

ALBACORA 28,8 0,5 0,24 2,8 10,1 43 20 24,1

MARLIN 24,2 0,7 0,59 1,7 9,3 47 16,1 24,1

BOSCAN 10 5,5 1,15 0,0 1 21 14 64

LEONA 25 1,5 0,60 1,3 14 38 23 24

MAYA 22 2,8 0,14 2,0 16 33 19 30

EL ORIENTE 29 1,0 0,06 1,4 18 43 20 17

ÁRABE LEVE 35 0,7 0,01 1,6 24 40 21 13

BASRAH LEVE 35 1,9 0,02 2,5 24 37 21 16

KUWAIT 31 2,0 0,02 2,7 21 35 20 21

CABINDA 32 0,2 0,14 2,0 15 38 20 2541



42

O f fi i ?



O que faz a refinaria?

• Gera produtos finais a partir do petróleo recebido de camposde produção;

• Esses produtos comercializáveis são chamados deDERIVADOS DE PETRÓLEO;

• Eles são obtidos a partir de um conjunto de processamentoschamados de PROCESSOS DE REFINO.

43



Uma refinaria de petróleo pode destinar-se a dois

objetivos básicos:

Produção de combustíveis e matérias-primas

Objetivos de uma refinaria

pe roqu m cas cons u a ma or a os casos ;

Produção de lubrificantes básicos e parafinas (não hárefinarias deste tipo no Brasil).

44

Esquemas de refino



Esquemas de refino

Constitui-se na arte de compatibilizar ascaracterísticas dos vários petróleos que devam serprocessados numa dada refinaria afim de suprir-se

de derivados em quantidade e qualidade desejada.

São montados arran os de várias unidades de

processamento permitindo que tal objetivo sejaalcançado da forma mais racional e econômicapossível.

O encadeamento das várias unidades de processodentro de uma refinaria é o que se denominaEsquema de Refino.

45

Como funciona



Matéria-Primadisponível

Unidadesde Processo

Suprimentode Derivados

Como funciona

Alocação dePetróleos

Esquemasde Refino

MercadoConsumidor

46

Produtos da refinaria



• Classificação:

– Quanto à finalidade:• energéticos

• -

Produtos da refinaria

– Pelo ponto de ebulição:• leves

• médios• pesados

47

Derivados energéticos Derivados não energéticos



• Combustíveis

• Alguns exemplos de

utilização: – Motores decombustão interna

Derivados energéticos Derivados não energéticos

• Nafta e gasóleospetroquímicos

• Solventes• Parafinas

• Lubrificantes básicos

– Turbinas geradoras deenergia elétrica

– Caldeiras

– Iluminação

48

• Asfalto• Coque

Derivados leves



• Gás Combustível (GC): C1 - C2• Gás Liquefeito do Petróleo (GLP): C3 - C4

• Nafta/Gasolina: C5 - C12

Derivados leves

Derivados médios e pesados

49

• Difícil classificação pela faixa de comprimentos das cadeiascarbônicas

• Corte pela temperatura de ebulição

– Médios: querosene e óleo diesel

– Pesados: óleo combustível, asfalto e coque



Índice de octanagem:

- gasolina de baixa octanagem (nãoresiste à compressão) sofrecombustão prematura, pela simplescompressão.

50

-

à compressão) sofre combustão diantede uma faísca produzida pela vela domotor.



• TESTE DE LABORATÓRIOGasolina constituída apenas de " n-heptano " = índice de octanagem= zero.Gasolina constituída apenas de “isoctano " = índice de octanagem

= 100 .

EXEMPLOs: gasolina como sendo de 70 octanos: significa que ela

51

30% de n-heptano + 70% de isoctano (testada em laboratório)Gasolina de 40 octanos: 60% de n-heptano + 40% de iso-octano.Gasolina de 80 octanos: 20% de n-heptano + 80% de iso-octano.

Obs.: quanto mais alto o índice de octanos, maior a resistência agasolina oferece à compressão.



Anti-detonantes• A qualidade da gasolina é melhorada pela adição desubstâncias denominadas "anti-detonantes".

• O Brasil já utilizou o tetraetil-chumbo (chumbo-tetraetila) Pb(C2H 5)4 para melhorar a qualidade dagasolina.

52

• Atualmente, a gasolina é misturada com álcool etílico(etanol ou álcool comum), o que melhora sua resistênciaà compressão (20 a 25% em peso, atualmente 23%).

• O tetraetil-chumbo foi substituído por ser nocivo ao meioambiente (emitia vapores de chumbo na atmosfera e ochumbo é altamento tóxico).



Característica Parafinas Isoparafinas Naftênicos Aromáticos

Densidade Baixa Baixa Média AltaOctanagem (gasolina) Ruim Boa Média Muito alta

Nº de cetano diesel Bom Médio Médio Ruim

Características dos hidrocarbonetos

Lubricidade (lubrificantes) Ótimo Bom Médio RuimResistência à oxidação Boa Boa Boa Ruim

53

Derivados de petróleo



ENERGÉTICOS

GÁS COMBUSTÍVELGÁS LIQUEFEITOGASOLINA DE AVIAÇÃOGASOLINA AUTOMOTIVAQUEROSENE DE AVIAÇÃO

QUEROSENE DE ILUMINAÇÃOÓLEOS DIESELÓLEOS COMBUSTÍVEISCOQUE VERDE

p

PETRÓLEO

NÃO ENERGÉTICOS

OUTROSGÁS RESIDUALSOLVENTESNAFTAS PETROQUÍMICASGASÓLEO PETROQUÍMICOÓLEOS LUBRIFICANTESÓLEOS ISOLANTES

GRAXASPARAFINASRESÍDUO AROMÁTICORESÍDUO ASFÁLTICOASFALTOOUTROS

54



55

Tipos de processos realizados nas refinarias



• Destilação

• Desasfaltação a propano

• Desaromatização a furfural

Processos de Separação

p p

• Desparafinação a MIBC

• Desoleificação a MIBC

• Extração de aromáticos (Recuperação de aromáticos - URA)

• Adsorção de n-parafinas

56




Processos de Conversão

•Craqueamento Catalítico

•Hidrocraqueamento Catalítico

•

•Reformação Catalítica

•Craqueamento Térmico

•Viscorredução

•Coqueamento Retardado

57




Processos de Tratamento

•Dessalgação do petróleo

•Tratamento Cáustico

•

•Tratamento Merox de naftas e querosene

•Tratamento Bender

•Tratamentos DEA e MEA

•Hidrotratamento

58




Processos Auxiliares

• Geração de hidrogênio

• Recuperação de enxofre

• UtilidadesVaporÁguaEnergia elétrica

Ar comprimidoDistribuição de gás e óleo combustível

59



• Cada refinaria é construída de acordo com o tipo depetróleo e necessidades do mercado;

• Um esquema de refinoesquema de refinoesquema de refinoesquema de refino define o tipo e a quantidade dederivados. Por isso, alguns derivados só podem serroduzidos em determinadas refinarias.

UP1

UP4

UP3

UP2

Tanques

UP1

UP3

UP2Tanques

60



• Durante a vida de uma refinaria podem ocorrermudanças:

• Tipo de petróleo processado;

• Es ecifica ões;

• Demanda dos derivados por ela produzidos;• Assim, a refinaria deve apresentar um certo grau de

flexibilização, de forma a reajustar o funcionamento

das Unidades, e assim, adequar-se às mudançasocorridas.

61



• A Destilação é o PRIMEIRO processo de refino e é o único que tem comoA Destilação é o PRIMEIRO processo de refino e é o único que tem comoA Destilação é o PRIMEIRO processo de refino e é o único que tem comoA Destilação é o PRIMEIRO processo de refino e é o único que tem comoentrada o petróleo.entrada o petróleo.entrada o petróleo.entrada o petróleo.

• Dificilmente adotada como configuração única em um esquema derefino

DESTILAÇÃOATMOSFÉRICA

PETRÓLEO

Gás Combustível

GLP

Naftas

Querosene + Diesel

Óleo Combustível

62



• A destilação não pretende obter produtos puros e diferentes entre si. Osprodutos da Unidade de Destilação são frações, misturas aindacomplexas de hidrocarbonetos e contaminantes, as quais são

diferenciadas por suas faixas de ebulição.

63



VaporV

Líquido L + V

P1 > P2P1 T1 P2 T2

VaporV

Líquido L + V

P1 T1 P2 T2

LíquidoL

adiabático não adiabático

LíquidoL

64

Uma transformaçãoadiabática ocorre semtransferência de calorpara o sistema.



2V1 , y1 L + V

3V2 , y2 L + V

L3 , x3

V3 , y3

Líquido L + V 1

2’L1 , x1

L + V

3’L2’ , x2’

L + V

L2 , x2

V2’ , y2’

V3’ , y3’

L3’ , x3’

65



2

3

3

RefluxoDestilado

V1 , y1

V2 , y2

V3 , y3

L3 , x3

Com refluxo

Líquido L + V1

2’

3’

Resíduo

L1 , x1

L2 , x2

L2’ , x2’

L3’ , x3’

V2’ , y2’

V3’ , y3’

V4’

66



67



torres de fracionamento retificadores fornos trocadores de calor

tambores de acúmulo e refluxo bombas tubulações

instrumentos de medição e controle

68



Estará sempre presente em uma refinaria de petróleo, uma vez que todos osoutros processos, lá existentes, dependem, direta ou indiretamente, de algumasaída da Destilação.

OBJETIVO:

CARGA:

Desmembrar o petróleo em suas frações básicas atmosféricas

Petróleo bruto

RENDIMENTOSTÍPICOS:

TIPO DE PROCESSO:

PRODUTOS:

INVESTIMENTO:

Separação física

Gás combustível, GLP, Nafta , Querosene, Óleo diesel e Resíduo Atmosférico (RAT)

Função do tipo de petróleo a ser processado

US$ 30 – 200 milhões

69



30 ºC30 ºC GCGC

Água ÁcidaÁgua Ácida

Nafta Leve, GC e GLPNafta Leve, GC e GLP

110 ºC110 ºC

NaftaNafta InstabilizadaInstabilizada (=Nafta Leve + GLP)(=Nafta Leve + GLP)

Sem Pré-Flash

PetróleoPetróleo

Resíduo Atmosférico (RAT)Resíduo Atmosférico (RAT)

400 ºC400 ºC

QueroseneQuerosene

DieselDiesel

Vapor D’ÁguaVapor D’Água

RETIFICADORES

70



GCGC


Nafta PesadaNafta Pesada

Com Pré-Flash

PetróleoPetróleo

PréPré--VaporizadoVaporizado


QueroseneQuerosene

DieselDiesel


RETIFICADORES

71



30 ºC30 ºC CGCG 60 ºC60 ºC

GLPGLPÁgua ÁcidaÁgua Ácida

Nafta Leve, GC e GLPNafta Leve, GC e GLP

110 ºC110 ºC

Nafta PesadaNafta Pesada

GCGC


PetróleoPetróleo

200 ºC200 ºC

Nafta LeveNafta Leve


400 ºC400 ºC

QueroseneQuerosene

DieselDiesel


RETIFICADORES

72



OBJETIVO:

CARGA:

TIPO DE PROCESSO:

Desmembrar o resíduo atmosférico em suas frações básicassub-atmosféricas

RAT

Separação física

RENDIMENTOSTÍPICOS:

PRODUTOS:

INVESTIMENTO:

as eo eve e cuo , as eo esa o e cuo(GOP) e Resíduo de Vácuo (RV)

Função do tipo de petróleo a ser processado

US$ 30 – 150 milhões

73



Gasóleo Leve (GOL)Gasóleo Leve (GOL)

Gás Residual, Água Ácida e Gasóleo ResidualGás Residual, Água Ácida e Gasóleo Residual

74

RATRAT

AsfaltoAsfalto

Gasóleo Pesado (GOP)Gasóleo Pesado (GOP)

Gasóleo ResidualGasóleo Residual““slopslop cutcut””

Óleo CombustívelÓleo Combustível

RVRV




Unidades de um estágio:◦ Destilação Atmosférica

Unidades de dois estágios:◦ Torre de Pré-Flash e Destilação Atmosférica◦

Unidades de três estágios:◦ Torre de Pré-Flash, Destilação Atmosférica e a Vácuo

75



ESTABILIZAÇÃOESTABILIZAÇÃO

FRACIONAMENTOFRACIONAMENTO

DE NAFTADE NAFTA

GLPGLP

Nafta LeveNafta Leve

(Petroquímica)(Petroquímica)

Nafta MédiaNafta Média

Nafta PesadaNafta PesadaRETIFICA ÃORETIFICA ÃOGCGC

Unidade de Destilaçãocom 3 estágios

GOPGOPFORNOFORNOA VÁCUOA VÁCUO

DESTILAÇÃODESTILAÇÃOA VÁCUOA VÁCUO

GOLGOL

RVRV

PETRÓLEOPETRÓLEO DESSALINAÇÃODESSALINAÇÃO EEPRÉPRÉ--AQUECIMENTOAQUECIMENTO

PRÉPRÉ--FLASHFLASH

DESTILAÇÃODESTILAÇÃOATMOSFÉRICAATMOSFÉRICA

FORNOFORNOATMOSFÉRICOATMOSFÉRICO

RETIFICAÇÃORETIFICAÇÃO

RETIFICAÇÃORETIFICAÇÃO

QueroseneQuerosene

DieselDiesel

76



77

aula1 - pg - eliezer

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