refino de petróleo

O PETRLEO, PROCESSOS E ESQUEMA DE REFINO

Universidade Federal de So Joo del-Rei

Alisson Marques Cssia Sidney Daniele Gibram Otvio Hamdan Professor: Dr. Eduardo Baston Novembro, 2013.

1

SUMRIO

Histrico: no mundo;

Histrico: no Brasil;

Constituintes do petrleo;

Composio do petrleo;

Classificao do petrleo;

Petrleo em nmeros;

Refino do petrleo

Processo de separao;

Processo de converso;

Outros processos;

Onshore;

Offshore.

2

HISTRICO: NO MUNDO1

3

Figura 1: Mapa ilustrativo dos pases produtores de petrleo.

HISTRICO: NO MUNDO

4

Utilidades: Antiga Babilnia: assentamento de tijolos com asfalto; Egpcios: pavimentao de estradas, para embalsamar os mortos, na construo de pirmides; Gregos e Romanos: utilizao para fins blicos.

Fontes: Exsudaes naturais encontradas em todos os continentes.

HISTRICO: NO MUNDO

5

Incio e sustentao do processo:

18

59

Incio da explorao comercial nos EUA

* Poo: 21 m de profundidade;

* Perfurao: percusso movido a vapor;

* Produo: 2m3/dia de leo.

Descoberta:

Destilao do petrleo resulta em produtos que substituem o querosene.

Inveno dos motores a gasolina e a diesel.

19

00

No Texas: Anthony Lucas, utilizando processo rotativo de perfurao, encontra leo a uma profundida de 354 m. Posteriormente, encontrou-se leo a

10000 metros de profundidade.

At

19

45

O petrleo produzido era proveniente dos EUA.

An

os

50

EUA continua detendo metade da produo mundial, mas h o surgimento de um novo polo potencial produtor no oriente.

An

os

60 e

70

Alta produo e baixos preos (consumo desenfreado). Nos anos 70 h uma abrupta elevao no preo do petrleo. A

no

s 8

0 e

90

Grandes avanos tecnolgicos: reduo dos custos de operao.

HISTRICO: NO MUNDO

6

Ao longo do tempo, petrleo se impe como: Fonte de energia; Matria prima para produo de novos compostos; Imprescindvel s facilidades e comodidades da vida moderna.

Figura 2: Produtos que representam a utilizao direta ou indireta do petrleo2.

HISTRICO: NO BRASIL1

7

Incio e sustentao do processo:

18

58

Marqus de Olinda concede, por meio de um decreto, o direito de extrair mineral betuminoso a Jos Barros Pimentel.

18

91

Pesquisas diretamente relacionadas ao petrleo em Alagoas.

18

97

Perfurao do primeiro poo brasileiro, em Bofete (SP), com o intuito de encontrar petrleo profundidade final do poo: 488 m.

19

19

Criao do Servio Geolgico e Mineralgico do Brasil perfurao de 63 poos, sem sucesso, em diferentes estados brasileiros.

19

38

Inicia-se a perfurao do poo DNPM-163, em Lobato (BA) antieconmico.

19

41

Descoberta do primeiro campo comercial, em Candeias (BA).

19

53

No governo Vargas foi institudo o monoplio do petrleo com a criao da Petrobras. A

no

s 6

0 e

70

Descobertas de campos de petrleo em diversos estados brasileiros.

HISTRICO: NO BRASIL

Dcada de 80:

Constatao de ocorrncia de petrleo em Mossor (RN);

Grandes descobertas dos campos gigantes de Marlim e Albacora em guas profundas da Bacia de Campos (RJ);

Descobertas do rio Urucu (AM).

8

Figura 3: Campos de prospeco de petrleo

na Bacia de Campos.

HISTRICO: NO BRASIL

Petrobras:

Na poca da criao da Petrobras: produo no Brasil cresceu de 750 m3/dia para mais de 182000 m3/dia no final dos anos 90 contnuos avanos tecnolgicos de perfurao e produo na plataforma continental.

9

Figura 4: Petrobras.

HISTRICO: NO BRASIL

2006:

Autossuficincia sustentvel do Brasil na produo de petrleo (produo suficiente para cobrir o consumo do mercado interno de 1,8 milhes de barris dirios).

Atualmente:

Encontra-se entre os poucos pases do mundo que dominam todo o ciclo da indstria do petrleo, desde as pesquisas ssmicas at a petroqumica;

Atingiu excelncia nas atividades de perfurao, produo em guas profundas e ultra profundas.

10

HISTRICO: NO BRASIL

11

Figura 5: Figura ilustrativa das refinarias da Petrobras no Brasil.

CONSTITUINTES DO PETRLEO1

12

Petrleo

Oleoso

Inflamvel

Menos densa que a gua

Cheiro caracterstico

Cor varia do negro ao castanho-

claro

Figura 6: Amostra de petrleo.

CONSTITUINTES DO PETRLEO

13

Do latim petra (pedra) e oleum (leo);

O petrleo uma mistura de

hidrocarbonetos, compostos orgnicos e

inorgnicos;

Metais tambm podem ocorrer como sais de

cidos orgnicos;

Vandio, nquel, cobre e ferro;

Estado lquido chamado leo cru

(condies ambientais de temperatura e

presso) slido ou gasoso;

Dificuldade de determinao

medio de propriedades fsico-

qumicas.


Contm centenas de compostos qumicos misturados muito difcil separ-los faixas de ebulio.

14

FRAO TEMPERATURA DE EBULIO (C)

COMPOSIO APROXIMADA USOS

Gs residual Gs liquefeito de petrleo - GLP

- At 40

C1-C2 C3-C4

Gs combustvel. Uso domstico e industrial.

Gasolina 40-175 C5-C10 Combustvel de automveis e solvente.

Querosene 175-235 C11-C12 Iluminao e combustvel de avies a jato.

Gasleo leve 235-305 C13-C17 Diesel e fornos.

Gasleo pesado 305-400 C18-C25 Combustvel e matria-prima para lubrificantes.

Lubrificantes 400-510 C26-C38 leos lubrificantes.

Resduo Acima de 510 C28 + Asfalto, piche e impermeabilizantes.

Tabela 1- Fraes tpicas do petrleo


Depende da localizao, profundidade e tempo de formao de poos onde extrado;

Cada reservatrio possui um petrleo com caractersticas diferentes, entretanto todos eles produzem anlises elementares semelhantes s dadas na Tabela 2.

15

Composto Porcentagem

Hidrognio 11-14%

Carbono 83-87%

Enxofre 0,06-8%

Nitrognio 0,11-1,7%

Oxignio 0,1-2%

Metais At 0,3%

Tabela 2 - Anlise elementar do leo cru tpico (% em peso)


O petrleo uma mistura composta por:

16

Compostos orgnicos contendo

heterotomo

Compostos orgnicos metlicos

Hidrocarbonetos

Resinas e asfaltenos

Saturados Aromticos

Nitrognio Oxignio Enxofre


Os constituintes do petrleo podem ser

divididos em duas classes:

Hidrocarbonetos propriamente ditos;

No hidrocarbonetos: derivados orgnicos nitrogenados, oxigenados, sulfurados e orgnicos metlicos.

17

Figura 7: Principais compostos que compe a gasolina (hidrocarbonetos).

Figura 8: Compostos presentes no petrleo que apresentam heterotomo (no hidrocarbonetos).


HIDROCARBONETOS

So compostos formados por carbonos e hidrognios;

Classificados em saturados, insaturados e aromticos;

Os compostos saturados, tambm denominados alcanos ou parafinas, so aqueles que possuem apenas ligaes simples, constitudos por cadeias lineares, ramificadas ou cclicas;

Os compostos insaturados, tambm chamados de olefinas, apresentam pelo menos uma ligao dupla ou tripla;

Os compostos aromticos, tambm chamados de arenos, apresentam pelo menos um

anel de benzeno na sua estrutura.

18


HIDROCARBONETOS PARAFNICOS

19

NORMAIS

RAMIFICADOS

CCLICOS

(naftnicos)

PARAFNICOS

Figura 9: Hidrocarbonetos parafnicos normais.

Figura 10: Hidrocarbonetos parafnicos ramificados.

Figura 11: Hidrocarbonetos parafnicos cclicos.


HIDROCARBONETOS INSATURADOS

HIDROCARBONETOS AROMTICOS

20

Figura 12: Hidrocarbonetos insaturados.

Figura 13: Hidrocarbonetos aromticos.


HIDROCARBONETOS

21

Parafina normal

Parafina ramificada

Olefina Naftnico Aromtico

Densidade Baixa Baixa Baixa Mdia Alta

Gasolina Ruim Boa Boa Mdia Muito Boa

Diesel Bom Mdio Mdio Mdio Ruim

Lubrificantes timo Bom Mdio Mdio Ruim

Resistente oxidao

Boa Boa M Boa M

Tabela 3 - Caractersticas dos hidrocarbonetos


22

Objetivando conhecer melhor a constituio do petrleo, o American Petroleum Institute (API) realizou anlises em vrios petrleos de diferentes origens, chegando s seguintes concluses: Todos os petrleos contm substancialmente os mesmos hidrocarbonetos, em diferentes

quantidades; A quantidade relativa de cada grupo de hidrocarbonetos presente varia muito de

petrleo para petrleo. Como consequncia, segundo estas quantidades, diferentes sero as caractersticas dos tipos de petrleo;

A quantidade relativa dos compostos individuais dentro de cada grupo de

hidrocarbonetos, no entanto, aproximadamente da mesma ordem de grandeza para diferentes petrleos.


23

O American Petroleum Institute (API) tambm foi responsvel pela criao da

escala hidromtrica intitulada grau API (API);

Objetiva medir a densidade relativa dos lquidos derivados do petrleo;

A escala API, em graus, varia inversamente densidade relativa;

O API maior quando o petrleo mais leve.


Quanto maior o grau API, maior o valor do petrleo no mercado;

Em novembro de 2007 o petrleo da Petrobras, encontrado na bacia de Santos, foi testado e classificado como 28 API, portanto um petrleo mdio.

24

Petrleo leve ou de base parafnica API maior que 30. Contm alm de alcanos, uma porcentagem de 15 a 25% de cicloalcanos; Petrleo mdio ou de base naftnica API entre 22 e 30. Alm de alcanos, contm tambm de 20 a 30% de hidrocarbonetos aromticos; Petrleo pesado ou de base aromtica API menor que 22 e constitudo, praticamente, s de hidrocarbonetos aromticos;

Petrleo extrapesados API igual ou menor que 10;


NO-HIDROCARBONETOS

25

NO-HIDROCARBONETOS

SULFURADOS

NITROGENA-DOS

OXIGENADOS RESINAS E

ASFALTENOS

METLICOS

Esses constituintes so chamados de impurezas;

Podem aparecer em toda a

faixa de ebulio do petrleo, mas tendem a se concentrar nas fraes mais pesadas.


NO-HIDROCARBONETOS SULFURADOS

O enxofre o terceiro elemento mais abundante encontrado no petrleo (concentrao mdia de 0,65% em peso);

Ocorre no petrleo nas formas de sulfetos, polissulfetos, benzotiofenos e derivados;

Presentes em todos os tipos de petrleo;

Quanto maior a densidade do petrleo, maior ser seu teor de enxofre.

26


Compostos sulfurados, alm de indesejveis, so responsveis pela corroso, desativao do catalisador, cor e cheiro do produto final;

Alm de txicos, produzem poluentes por combusto (SO2 e SO3).

27

Figura 14: Exemplo de compostos sulfurados: benzotiofeno, dibenzotiofeno e dibenzotiofeno oxidado, respectivamente.

NO-HIDROCARBONETOS SULFURADOS


O petrleo contm em mdia 0,17% em peso de nitrognio;

Compostos nitrogenados aumentam a capacidade do leo de reter gua em emulso;

Durante o refino tornam instveis os produtos finais, formando gomas e alterando a colorao, alm tambm de contaminarem os catalisadores.

28

Figura 15: Exemplo do composto nitrogenado, pirrol.

NO-HIDROCARBONETOS NITROGENADOS


Aparecem de forma mais complexa no petrleo, por exemplo: cidos carboxlicos, fenis, steres, etc;

Responsveis principalmente pela acidez e colorao, formao de gomas, odor e corrosividade das fraes do petrleo.

29

Figura 16: Exemplo dos compostos oxigenados cido carboxlico, ster e

fenol, respectivamente.

NO-HIDROCARBONETOS OXIGENADOS


So molculas grandes (estrutura bsica constituda de 3 a 10 ou mais anis);

Asfaltenos so slidos no volteis, no esto dissolvidos no petrleo e sim dispersos de forma coloidal;

As resinas, ao contrrio, so lquidos ou slidos pastosos que so volteis e facilmente solveis no petrleo.

30

Figura 17: Exemplo de molcula de asfalteno e resina polar-aromtica,

respectivamente.

NO-HIDROCARBONETOS RESINAS E ASFALTENOS


Podem apresentar-se como sais orgnicos dissolvidos na gua ou na forma de organometlicos complexos;

Os metais mais encontrados so: ferro, zinco, cobre, chumbo, molibdnio, cobalto, arsnio, mangans, cromo, sdio, nquel e vandio;

O nquel e o vandio so os mais comuns;

Tambm so responsveis pela contaminao dos catalisadores.

31

NO-HIDROCARBONETOS METLICOS


32

Tabela 4 - Elementos metlicos presentes no petrleo e sua faixa de variao em ppm Elemento Faixa de variao no petrleo -

ppm

Cu 0,2 - 12,0

Ca 1,0 2,5

Mg 1,0 2,5

Ba 0,001 0,1

Sr 0,001 0,1

Zn 0,5 1,0

Hg 0,03 0,1

Ce 0,001 0,6

B 0,001 0,1

Al 0,5 1,0

Ga 0,001 0,1

Ti 0,001 0,4

Zr 0,001 0,4

Si 0,1 5,0

Sn 0,1 0,3

Pb 0,001 0,2

V 5,0 1500

Fe 0,04 120

Co 0,001 12

Ni 3,0 - 120

COMPOSIO DO PETRLEO

33

Figura 18: Composio qumica de um petrleo tpico.

Parafinas normais 14%

Parafinas ramificadas

16%

Parafinas cclicas

(naftnicas) 30%

Aromticos 30%

Resinas e asfaltenos

10%

CLASSIFICAO DO PETRLEO

34

A classificao do petrleo, de acordo com seus constituintes, interessa desde os geoqumicos at os refinadores:

Gelogos: visam caracterizar o leo para relacion-lo a rocha-me e medir seu grau de degradao; Refinadores: querem saber a quantidade das diversas fraes que podem ser obtidas, assim como sua composio e propriedades fsicas.

CLASSIFICAO DO PETRLEO

35

O petrleo classifica-se em:

75% ou mais parafinas Classe parafnica

50-70% parafinas, >20% de naftnicos Classe parafino-naftnica

>70% de naftnicos Classe naftnica

>50% de hidrocarbonetos a aromticos Classe aromtica intermediria

>35% de naftnicos Classe aromtica-naftnica

>35% de asfaltenos e resinas Classe aromtica-asfltica

PETRLEO EM NMEROS3

36

Dados da Agncia Nacional do Petrleo (ANP)

Figura 19:Reservas provadas de petrleo no Brasil, em milhes de m, por estado Mar.

PETRLEO EM NMEROS

37

Figura 20: Reservas provadas de petrleo no Brasil, em milhes de m, por estado Terra.

PETRLEO EM NMEROS

38

Figura 21: Produo de petrleo no Brasil em 2012. Figura 22: Grfico ilustrativo da produo nacional em terra, mar e total.

PETRLEO EM NMEROS

39

Figura 24: Total acumulado no perodo, por estado.

Figura 23: Produo anual de petrleo no Brasil.

PETRLEO EM NMEROS

40 Figura 25: Grfico ilustrativo dos dados abordados na Tabela 5.

Tabela 5 - Total de poos em mar reportados no BMP (Boletim Mensal de Produo), por estado brasileiro

PETRLEO EM NMEROS

41 Figura 26: Grfico ilustrativo dos dados abordados na Tabela 6.

Tabela 6 - Total de poos em terra reportados no BMP (Boletim Mensal de Produo), por estado brasileiro

PETRLEO EM NMEROS

42

POOS DADOS ESTATSTICOS

Termos auxiliares interpretao grfica:

Classificao segundo a finalidade do poo:

Poos exploratrios: aqueles perfurados em reas de explorao. Compreende: poos pioneiros, estratigrficos, de extenso, pioneiros adjacentes, para jazida mais rasa e para jazida mais profunda.

Poos explotatrios: poos de produo e injeo, perfurados em campos durante a fase de produo.

Poos especiais: que visam uma operao especfica no enquadrada nas finalidades acima.

PETRLEO EM NMEROS

43

POOS DADOS ESTATSTICOS (2012)

Figura 27: Grfico ilustrativo dos percentuais de poos perfurados em cada dcada, em relao ao total.

Figura 28: Grfico ilustrativo do desenvolvimento de perfurao de poos exploratrios, explotatrios e

especiais, de 1922 a 2010.

PETRLEO EM NMEROS

44

POOS DADOS ESTATSTICOS

Poos perfurados por operadora:

Aps a Lei do Petrleo (Lei 9.478/1997): Petrobras deixou de ser a nica operadora no pas;

A partir do ano 2000: outras operadoras comearam a atuar na perfurao de poos em suas respectivas reas de concesso.

PETRLEO EM NMEROS

45

Figura 29: Grfico ilustrativo do nmero total de poos perfurados por operadora.

Figura 30: Grfico ilustrativo da porcentagem de poos perfurados pela Petrobras e demais operadoras.

PETRLEO EM NMEROS

46 Figura 31: Grfico ilustrativo do nmero de poos perfurados pelas principais operadoras do pas (exceto

Petrobras).

REFINO DE PETRLEO6

A etapa de refino o corao da indstria de petrleo;

As refinarias so tambm grandes geradoras de poluio:

- potencial degradador do meio ambiente e pode afetar em todos os nveis: ar, gua, solo.

47

Figura 31: Refinaria de petrleo.

O refino do petrleo consiste na srie de beneficiamentos pelos quais passa o mineral bruto para a obteno dos derivados de grande interesse comercial[4];

Refinar petrleo , portanto, separar as fraes desejadas, process-las e lhes dar acabamento, de modo a se obterem produtos vendveis[5];

Refinarias de petrleo so complexos sistemas de operaes mltiplas[5].

48

REFINO DE PETRLEO DEFINIO

No existem petrleos idnticos;

O objetivo principal da refinao a obteno da maior quantidade possvel de derivados de alto valor comercial, ao menor custo operacional possvel;

Nem todos derivados podem ser produzidos com qualidade e de forma economicamente vivel;

Os esquemas de refino variam significativamente de uma refinaria para outra.

REFINO DE PETRLEO

49

De modo geral, uma refinaria, ao ser planejada e construda pode se destinar a dois objetivos bsicos:

produo de produtos energticos;

produo de produtos no energticos e petroqumicos.

REFINO DE PETRLEO

50

Figura 32: Gerao de produtos energticos e no

energticos[7].

REFINO DE PETRLEO

51

SEPARAO

Dessalinizao

Destilao atmosfrica

Destilao vcuo

Desasfaltao a propano

Desparafinao

Desoleificao

CONVERSO

Craqueamento trmico

Visco-reduo

Coqueamento

Craqueamento cataltico

Alquilao

Isomerizao

Polimerizao

OUTROS PROCESSOS

Tratamento

Auxiliares

REFINO DE PETRLEO

PROCESSO DE SEPARAO

Objetivo: desmembrar o petrleo em suas fraes mais bsicas ou processar uma frao que tenha sido anteriormente gerada, para que dela se remova um grupo especfico de compostos;

Os processos de separao so sempre de natureza fsica.

52

PROCESSO DE SEPARAO

Dessalinizao:

Antes da separao em fraes na refinaria, o petrleo cru precisa ser tratado para a remoo de sais corrosivos;

O processo remove alguns metais e slidos em suspenso;

O processo ocorre com a mistura do petrleo cru a cerca de 3 a 10% de seu volume em gua, que dissolve os sais indesejveis.

53

Figura 33: Dessalinizador[8].

PROCESSO DE SEPARAO

Destilao presso atmosfrica:

O petrleo cru dessalinizado aquecido em fornos tubulares at a temperatura em torno de 400C, o qual boa parte do petrleo j se encontra vaporizada.

54

55

PROCESSO DE SEPARAO

Figura 34: Destilador presso atmosfrica[6].

56

PROCESSO DE SEPARAO

Destilao vcuo:

O resduo de fundo da unidade de destilao atmosfrica encaminhado para a unidade de destilao a vcuo;

A destilao a vcuo simplesmente a destilao das fraes de petrleo a presses muito baixas (0,01 a 0,05 atm).

57

PROCESSO DE SEPARAO

Figura 35: Destilao vcuo[6].

PROCESSO DE SEPARAO

Desasfaltao a propano:

Objetivo: extrair, por ao de um solvente, no caso o propano lquido a alta presso, fraes lubrificantes de alta viscosidade e de grande valor comercial contido no resduo da etapa de destilao a vcuo;

um processo similar extrao por solvente em torres de extrao lquido-lquido.

58

59

PROCESSO DE SEPARAO

Figura 36: Desasfaltao a propano[6].

PROCESSO DE SEPARAO

Desaromatizao a furfural:

um processo tpico de produo de lubrificantes, e consiste na extrao de compostos aromticos de altos pesos moleculares por um solvente especfico, no caso o furfural;

necessrio a retirada dos compostos aromticos, pois so eles que causam as maiores flutuaes de viscosidade nos leos;

um processo semelhante desasfaltao.

60

61 Figura 37: Desaromatizao a furfural[6].

PROCESSO DE SEPARAO

PROCESSO DE SEPARAO

Desparafinao:

Objetivo: remoo de determinados compostos parafnicos;

Esses compostos precisam ser retirados do leo lubrificante, caso contrrio, causariam dificuldades no seu escoamento;

A remoo das parafinas em questo feita por extrao com solvente. Um solvente utilizado o metil etilcetona (MEK) com metil isobutilcetona (MIBK) ou misturas de MEK com tolueno.

62

PROCESSO DE SEPARAO

Desoleificao de parafinas:

um processo idntico desparafinao, sendo apenas realizada sob condies mais severas;

Esse processo tambm consiste numa extrao por solventes usando uma mistura de MIBK com tolueno.

63

64

PROCESSO DE SEPARAO

Figura 38: Desoleificao de parafinas[6].

PROCESSOS DE CONVERSO

O processo de converso tem como objetivo transformar determinadas fraes do petrleo em outras de maior interesse econmico;

Possuem natureza qumica e se utilizam de reaes de quebra, reagrupamento ou reestruturao molecular.

65


66

Os principais processos de converso utilizados no refino de petrleo so:

Craqueamento trmico;

Visco-Reduo;

Coqueamento;

Craqueamento cataltico;

Alquilao;

Isomerizao;

Polimerizao.


67

Craqueamento trmico:

um processo de refino que utiliza calor e presso para efetuar a quebra de grandes molculas de hidrocarbonetos em molculas menores e mais leves.

Ocorre em reator mantido a 500C e 9,5 atm.

Desvantagens quando comparado ao craqueamento cataltico:

o Trabalhar a presses elevadas;

o Rendimento fornece mais coque e gs combustvel, j o craqueamento cataltico fornece GLP e nafta;

o Questes econmicas e operacional tornam o craqueamento trmico obsoleto.


68 Figura 39: Craqueamento trmico[6].


69

Visco-reduo:

Processo realizado a temperaturas mais baixas do que os processos de craqueamento trmico, que tem por objetivo diminuir a viscosidade dos leos combustveis para posterior craqueamento cataltico;

o primeiro estgio nos processos de craqueamento.


70

Figura 40: Visco-reduo[6].


71

Coqueamento:

um processo de craqueamento utilizado para reduzir a produo de leos combustveis residuais das refinarias;

Nessa etapa se produz coque de petrleo.


72 Figura 41: Coqueamento[6].


73

Craqueamento cataltico:

Utiliza-se de calor, presso e um catalisador para efetuar a quebra de grandes molculas em molculas menores;

Ele substitui o craqueamento trmico;

Consegue-se obter gasolina de alta octanagem, e consequentemente menores quantidades de leos combustveis pesados;

As unidades de craqueamento cataltico em leito fluidizado (FCCs) so mais abundantemente utilizados.


74 Figura 42: Unidade de craqueamento cataltico[6].


75

Alquilao:

um processo utilizado para produzir gasolina de alta octanagem a partir do isobutano formado principalmente durante o craqueamento cataltico;

Tem como objetivo a juno de duas molculas, uma olefina e uma isoparafina.


76

Isomerizao:

um processo utilizado para promover a alterao da forma de uma molcula sem que haja adio ou remoo de qualquer tipo de composto na molcula original;

muito utilizado em parafinas como butano e pentano, os quais so convertidos a parafinas que possuem maior poder de octanagem;

As reaes ocorrem em temperaturas entre 90-200C, na presena de um catalisador de platina suportado em algum material.


77

Polimerizao:

um processo que tem como objetivo converter propano e butano em componentes de gasolina de alta octanagem;

um processo similar alquilao, entretanto uma alternativa mais barata;

Ocorre sob altas presses na presena de cido fosfrico como catalisador;

Butano e propano passam por uma lavagem custica no processo.

OUTROS PROCESSOS

78

Processo de tratamento

Objetiva melhorar a qualidade das fraes provenientes da separao e converso (retirada de impurezas como enxofre e nitrognio);

Normalmente para fraes mdias (querosene e diesel) e pesadas (gasleos) utiliza-se processo de hidrotratamento em presena de catalisador;

Dois processo de retirada de enxofre comuns: processo de adoamento (transformao de compostos nocivos de enxofre em outros menos nocivos) e dessulfurizao (remoo efetiva de enxofre).

79

Processos auxiliares

Objetiva fornecer insumos para possibilitar a operao ou efetuar tratamento de certos compostos;

Exemplos: gerao de hidrognio (para as unidades de hidroprocessamento), recuperao de enxofre (combusto de gases ricos em H2S).

OUTROS PROCESSOS

ONSHORE E OFFSHORE

80

ONSHORE Canad

OFFSHORE Brasil

PRODUO DE PETRLEO

ONSHORE9

Primeiro sistema a ser desenvolvido:

com custos menores e engenharia;

menos complexa em relao explorao submarina.

81

Figura 44: Explorao onshore.

ONSHORE

82

Figura 45: Esquema geral de prospeco de petrleo onshore9.

ONSHORE

83

Sonda de perfurao

Sustentao de cargas

Gerao e transmisso de

energia

Movimentao de cargas

Rotao

Circulao de fluidos

Segurana do poo

Monitorao

Sub-superfcie

ONSHORE

SISTEMA DE SUSTENTAO DE CARGAS

Sustentar e distribuir o peso igualmente na base da estrutura.

84

Figura 46: Torre ou mastro de perfurao.

ONSHORE

SISTEMA DE GERAO E TRANSMISSO DE ENERGIA

Fornece energia para acionamento de equipamentos de uma sonda (normalmente fornecido por motores a diesel).

85

Figura 47: Geradores de energia.

ONSHORE

SISTEMA DE MOVIMENTAO

DE CARGAS

86

Figura 48: Sistema de movimentao de cargas.

ONSHORE

SISTEMA DE ROTAO

87

Mesa rotativa

Transmite rotao para coluna;

Permite deslizamento do Kelly;

Kelly

Transmite a rotao da mesa rotativa para coluna;

Top drive

Substitui o uso da mesa rotativa e do Kelly;

Motor de

fundo

Fornece energia broca.

Componentes

Figura 49: Sistema de rotao.

ONSHORE

SISTEMA DE CIRCULAO

Equipamentos que permitem a circulao e o tratamento do fluido de perfurao.

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ONSHORE

SISTEMA DE SEGURANA DO POO

Sua principal funo impedir que os fluido atinjam a superfcie de maneira descontrolada;

Assegura que o fechamento do poo possa ser feita de maneira rpida. Utiliza-se equipamentos de segurana de cabea de poo. O principal equipamento o Blowout Preventer (BOP).

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Figura 50: BOP.

ONSHORE

SISTEMA DE MONITORAO

So equipamentos necessrio ao controle de perfurao (Ex: manmetros, indicador de peso sobre a broca, indicador de torque).

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ONSHORE

COLUNA DE PERFURAO

A coluna de perfurao a responsvel por toda energia aplicada sobre a broca;

BROCA

Funo de promover a ruptura e desagregao das rochas ou formaes. Podem ser de ao, tungstnio, diamante e dentre outros.

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Figura 51: Diferentes conformaes de brocas.

ONSHORE

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Figura 52: Esquema de perfurao onshore.

ONSHORE

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OFFSHORE10

O processo de perfurao muito semelhante produo ONSHORE.

94 Figura 53: Esquema de perfurao offshore.

OFFSHORE

Estrutura geral

95 Figura 54: Sistemas envolvidos na explorao de petrleo.

OFFSHORE

Destaque ao processo de revestimento de poo:

96 Figura 55: Perfurao/revestimento offshore.

OFFSHORE

Plataforma

97 Figura 57: Disposio dos equipamentos na plataforma.

OFFSHORE

A escolha da plataforma um passo inicial para prospeco de petrleo offshore.

98 Figura 58: Plataformaa fixas (1,2 e 10); Compliant Tower (3); Tension Leg (4 e 5); SPAR (6);

Plataforma Semissubmersvel (7 e 8) e FPSO (9).

OFFSHORE

PLATAFORMA FIXA

No estoca o petrleo.

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PLATAFORMA LMINA DGUA OBSERVAO

Jaquetas At 200 metros Feita na medida

GBS - Pequenas profundidades

Compliant Tower Entre 300 e 600 metros Utilizada onde Jaquetas so inviveis

Tabela 7 Plataformas fixas

Figura 59: Plataforma Jaqueta (Mexilho, Bacia de Santos).

OFFSHORE

PLATAFORMA AUTO ELEVVEL

Concebida de modo a diminuir o efeito da mar;

Utiliza balsa como estrutura de apoio ou pernas mecnicas que a fixam no fundo do oceano;

Lmina dgua: entre 5 e 130 metros.

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Figura 60: Plataforma Auto-Elevvel.

OFFSHORE

PLATAFORMA TENSION LEG

Fixada no fundo do oceano por pernas;

A plataforma mantida fixa devido a flutuao da mesma;

Lminas dgua entre 150 e 1800 metros.

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Figura 61: Plataforma Tension Leg.

OFFSHORE

PLATAFORMA SPAR

Fica apoiada em uma estrutura metlica central;

Restries de armazenagem de petrleo.

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Figura 62: Plataforma tipo SPAR.

OFFSHORE

PLATAFORMA SEMISSUBMERSVEL

Formado por conveses apoiados em flutuadores submersos;

Sofre grande influncia de fenmenos naturais;

No armazena petrleo. 103

Figura 63: Plataforma semissubmersvel.

OFFSHORE

PLATAFORMA FPSO

Produzem, processam, armazenam e transferem;

Aproveitam o casco de navios antigos;

Atrativo para regies remotas;

Lmina dgua: 30 a 3050 m.

PERGUNTA: Qual a desvantagem?

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Figura 64: Plataforma FPSO.

OFFSHORE

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AFINAL, O QUE DEVO CONSIDERAR AO ESCOLHER UMA PLATAFORMA?

OFFSHORE

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AFINAL, O QUE DEVO CONSIDERAR AO ESCOLHER UMA PLATAFORMA?

Condies climticas; Lmina dgua; Fora das mres; Distncia da costa; Facilidade de ancoragem.

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SITUAO PROBLEMA10

CAMPO 1 CAMPO 2 CAMPO 3

Produo de leo (kbpd) 50 50 50

API 30 14 18

Produo mxima de gua (kbpd)

7 30 11

Frao de CO2/H2S 0,63%/0,10% 0,01%/0,00% 1,20%/0,20%

Presso do poo Alta Baixa Baixa

Lmina dgua (m) 135 500 1700

Condies climticas Calma Severa Calma

Distncia da costa (m) 2000 15000 120000

Razo gs-leo (scf/bbl) 300 120 400

Tabela 8 Dados de trs campos de produo de petrleo offshore

OFFSHORE

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SITUAO PROBLEMA10

CAMPO 1 CAMPO 2 CAMPO 3

Produo de leo (kbpd) 50 50 50

API 30 14 18

Produo mxima de gua (kbpd)

7 30 11

Frao de CO2/H2S 0,63%/0,10% 0,01%/0,00% 1,20%/0,20%

Presso do poo Alta Baixa Baixa

Lmina dgua (m) 135 500 1700

Condies climticas Calma Severa Calma

Distncia da costa (m) 2000 15000 120000

Razo gs-leo (scf/bbl) 300 120 400

Tabela 8 Dados de trs campos de produo de petrleo offshore

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CAMPO 1

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CAMPO 1

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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[1] TRIGGIA, A. A., et al. Fundamentos de engenharia de petrleo. 2 ed., Editora Intercincia, Rio de Janeiro, 2004 [2] Produtos provenientes do petrleo. Disponvel em:. [3] Site da ANP (Associao Nacional do Petrleo): Bando de Dados de Explorao e Petrleo (BDEP). Disponvel:http://www.bdep.gov.br/?lng=br. [4] MARIANO, J. B. M. Impactos Ambientais do Refino de Petrleo. Tese de Doutorado. Programa de Ps Graduao em Engenharia (PPE). UFRJ, Rio de Janeiro, 2001. [5] MARIANO, J. B. M. Impactos Ambientais do Refino de Petrleo. Editora Intercincia. Rio de Janeiro, 2005.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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[6] PETROBRAS, Relatrio Anual, Rio de Janeiro, Petrobras, 1999. [7] Torre refino. Disponvel em: http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=224&Itemid=415. [8] Dessanilizador. Disponvel em: http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/6533-como-ocorre-a-dessalinizacao-do-petroleo/. [9] Produo Onshore. Disponvel em:www.onacsolutions.com. [10] Material particular.

refino de petróleo

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