Seminrio de Processos Industriais II

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INTRODUO

HISTRICO PETRLEO

INTRODUO

PERSPECTIVA BRASIL - PETRLEO

1980 e 2007 Aumento no investimento em explorao e produo acompanha as descobertas de reserva.

Investimentos pela predominncia de reservas em guas profundas.

INTRODUO

PERSPECTIVA BRASIL - PETRLEO

Brasil vem diminuindo sua exposio a variaes nos preos internacionais com fontes alternativas, etanol e leo vegetal, e aumentando a disponibilidade de leo nacional.

INTRODUO

PERSPECTIVA BRASIL - PETRLEO

Reservas globais de petrleo 1.668,9 bilhes de barris final de 2012 (Dados BP)

1 Venezuela Participao mundial: 17,8% 2 rabia Saudita 15.9% 3 Canad 10.4% 4 Ir 9,4% 5 Iraque 9.0% 15 Brasil 0.9%

INTRODUO

Poucas aplicaes no estado que extrado

Composto por hidrocarbonetos, impurezas como metais e principalmente enxofre.

Para aproveitamento energtico (separao, converso e tratamentos)

Complexa composio, no existe dois petrleos idnticos

PETRLEO

INTRODUO

Composio HC fraes leves gases fraes pesadas leo cru

O tipo depende da relao gases/leo cru Parafnicos: predominncia de HC

parafnicos (combustveis pesados de alta qualidade)

Naftnicos: predominncia de HC Naftnicos (gasolina octanagem)

Mistos: propriedades intermdias Aromticos: tipo Raro

(excelente gasolina)

TIPOS DE PETRLEO

INTRODUO

GLP

Composio butano e propano Fraes de etano, etileno, propileno,

butileno, isobutano e isobutileno

Ebulio -42 a -1C

Elevado rendimento energtico Combusto muito eficiente No produz resduos txicos

Propriedades Fsico-QumicasAspecto: Gasoso e incolor.Odor: Caracterstico.Inflamabilidade: InflamvelLimite inflamabilidade ou explosividade:

(LIE) Butano:1,9% e Propano:2,2% (LSE) Butano:8,5% e Propano:9,5%

Presso de vapor: 15 kgf/cm2 (mximo) @37,8 C.

Densidade: 0,5 0,6.

Solubilidade: Na gua: insolvel.

solventes orgnicos: bastante solvelTemperatura de auto-ignio:

Butano: 405 C Propano: 466 C

PODER CALORIFICO INFERIOR Propano 11.000 Kcal/Kg = 21.100 Kcal/m3n-Butano 11.000 Kcal/Kg = 26.500 Kcal/m3

GASOLINA

Mistura de ismeros de HC de C5 a C9 Classificada de acordo com a octanagem (ref. C8 )

Gasolina regular 87 Premium 89 93% Super-premium acima de 93 %

Basicamente utilizada em automveisPorm existe a gasolina para aviao contm tetraetilchumbo para aumentar octanagem, proibida em automoves.

INTRODUO

Propriedades Fsico-QumicasDensidade: 0,7200,775 kg/L (15 C)Ponto de fulgor: < 0 C.Aspecto: Lquido lmpido e amareladoOdor: Forte e caracterstico. Ponto de Ebulio:

40 175 C @ 1 atmInflamabilidade: altamente inflamvel.Limite inflamabilidade ou explosividade:

(LES): No disponvel(LEI): No disponvel

Presso de vapor:79 kPa @ 37,8 C (mximo).

Solubilidade: Na gua: Insolvel.solventes orgnicos: Solvel.

Faixa de destilao: 27 - 220 C @ 1 atmParte voltil: 100 % (v/v).Teor enxofre: 800 ppmTeor lcool : 25 % ( portaria MAPA N115)PODER CALORIFICO INFERIOR

10.377 Kcal/Kg

INTRODUO

DIESEL

Combustvel mais viscoso que gasolina, carater lubrificante

Comum a presena de enxofre xidos cidos a partir

da queima

Qualidade do diesel Teor de cetano (C16H34), boas

caractersticas de queima Teor de enxofre (mg/kg)

A S10 / B S10 10 A S1800/B S1800 1800

Utilizao Combustvel para motores Diesel

Termeltricas Transporte (caminhes, nibus ) Mquinas agrcola

Nota: Resoluo da ANP n 42A sem biodieselB com biodiesel

A indstria do Petrleo

Explorao Explotao

Transporte

Distribuio

Refino

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13(Fonte: www.agencia.ac.gov.br)

Plataformas e Poos

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Processamento Primrio do Petrleo

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Depende do tipo de refinaria e do tipo de petrleo

Refino completo Tratamento de GNP

Produo de combustveis e matrias-primas petroqumicas Produo de lubrificantes bsicos e parafinas.

Especificao do Processo

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Processos de separao;

Processos de converso;

Processos de tratamento;

Processos auxiliares

Tipos de Processos

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So de natureza fsica com objetivo de obter fraes bsicasou grupo especfico de componentes de fraes processadas.

O agente de separao fsico sob ao de energia,temperatura, presso, ou massa, na forma de relaes desolubilidade com solventes

Processos de Separao

Destilao atmosfrica Destilao a vcuo Desasfaltao a propano Desaromatizao a furfural

Desparafinao a MIBC Desoleificao a MIBC Extrao de aromticos Adsoro de parafinas

lineares 18

So de natureza qumica com o objetivo de modificar acomposio molecular de uma frao com o intuito devaloriz-la economicamente.

Ao conjugada de temperatura e presso nas reaes(processos catalticos ou no-catalticos (trmicos)).

Processos de Converso

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Impurezas na forma de compostos de enxofre e nitrognioconfere propriedades indesejveis como: corrosividade, acidez, odor desagradvel, alterao de cor e

formao de substncias poluentes.

Tratamentos de natureza qumica: Reduzir as impurezas, sem causar profundas modificaes nas

fraes, em fraes leves no requerem condies severas e nemgrandes investimentos

Processos de Tratamento

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Tratamentos de natureza qumica: Reduzir as impurezas, sem causar profundas modificaes nas fraes,

em fraes leves no requerem condies severas e nem grandesinvestimentos

Tratamento Custico Tratamento Merox Tratamento Bender Tratamento DEA Hidrotratamento (HDT)

Grau do processo: - Adoamento transformao de sulfetos em dissulfetos- Dessulfurizao remoo de compostos de enxofre

Processos de Tratamento

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Tratamento de rejeitos dos outros tipos de processo jcitados e ou gerao de insumos.

Gerao de Hidrognio

Recuperao de Enxofre

Gerao de insumos (vapor, gua, energia eltrica, arcomprimido, distribuio de gs e leo combustvel,tratamento de efluentes, etc.)

Processos Auxiliares

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Refino do Petrleo

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Refino do Petrleo

< 90 F 90 - 190 F

190 380 F

380 - 520 F

> 650 F650 - 1000 F

> 1000 F 26

Dessalinizao e DesidrataoAPI % Vol.

40 3 4

40 > 30 4 7

API < 30 7 - 10

1/3 fluxo

120 130 C2/3 fluxo

Teor sais 3 mg/

Teor sais 300 mg/ Separadores

duplo estgio

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Debutanizadora

120 F99.7 psia32.97 lb/h

119.4 F69.7 psia688.9lb/h

140 F99.7 psia760 lb/h

70.0 F99.7 psia760 lb/h

124.8 F71.7 psia38.2 lb/h

ReboilerReboiler

Condenser Condenser

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Torres de Destilao

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Torres de Destilao

Stripper

2916.7 gal/min

1409.8 gal/min

534.0 gal/min

326.1 gal/min

238.1 gal/min

494.8 gal/min

241.8 gal/min

180.7 gal/min

542.7 gal/min

309.2 gal/min

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Naphtha Splitter

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Fluxograma do Refino de Petrleo

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Processos de Tratamentos

HDS Hydrodesulfurization (LN, HN, Diesel, NFCC,NDC)

Merox - Mercaptan oxidation ( JF, LPG)

MEA Monoethanolamine ( Suor Gas, LPG, Fuel Gas)

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HDS - Hidrodessulfurizao

Processo qumico cataltico usado para remover compostos de enxofre via insero de hidrognio.

Catalisador consistindo de uma base de alumina impregnada com cobalto e molibdnio

Adio de NiMo para matrias-primas especficas de difcil tratamento (alto nveis de nitrognio)

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HDS - Hidrodessulfurizao

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MEROX Mercaptan Oxidation

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MEA - Monoethanolamine

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Converso Qumica

Reformador cataltico

FCC Craqueamento Cataltico Fluidizado

Hidrocraqueamento

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Reformador cataltico (SRR)

Processo qumico cataltico para converter naftas para ndices de octanagem maiores ( ~105). Operando em altas temperaturas e presses ( 495- 525 C e de 5 45 atm).

Quatro principais reaes de reformao cataltica, sendo:

Desidrogenao de naftenos

Isomerizao de n-parafinas em i-parafinas

Desidrogenao e aromatizao de parafinas

Hidrocraqueamento de parafinas em molculas

menores39

Reformador cataltico (SRR)

Catalisador Pt/Re

High octane

Low octane

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HidroCraqueamento

Converte gasleos pesados em destilados leves e de alta qualidade napresena de H2 e de um catalisador. Carga das unidades de ATM e VDU,do FCC e das unidades de coque ( QAv, diesel e gasolina.

Craqueamento cataltico dos HC pesados em HC leves e insaturados Saturao dos HC insaturados com H2

H2PP 103-108 bar Temperatura do reator de 357-385 C Catalisadores: metais em suportes de alumina ( zelitas com W, Mo, Ni, Co),

ativao 300-400 C

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HidroCraqueamento

SeparatorHHPS /CHPS

H2 used to control the temperature of the reactor

(300-425 C)

(75-180 bar)

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FCC Fluid Catalytic Cracking

Processo de craqueamento em condies mais severas

Catalisador fluidizado e alta temperatura (660 780C)

Catalisador quente vaporiza a alimentao e catalisa as reaes de craqueamento ( GLP, gasolina , diesel)

Baixo tempo de contato da mistura catalisador/HC

Separao por ciclones e das fraes nos Stripper

Regenerao do catalisador pela queima do coque

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FCC Fluid Catalytic Cracking

Cm 38% naphtha adiabatic

process Riser 44

Meio Ambiente

A indstria do petrleo alimenta a sociedade gerando economia edesenvolvimento, mas tambm tem o seu lado danoso.

Gera prejuzo ao meio ambiente e a populao pelo lanamentodirio de contaminantes

Regies litorneas, como mangues, so contaminadas de formairreversveis afetando tambm a comunidade local

Preocupao com sade, higiene e segurana dos trabalhadores daindstria do petrleo

Acidentes e desastres com a explotao: no cumprimentos das leisambientais, falta de treinamento, de profissionais especializados,equipamentos de segurana, etc.

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Meio Ambiente

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Meio Ambiente

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Curiosidades

O Japo importa 100% do seu petrleo.

Reciclar uma tonelada de plstico economiza 130 quilos de petrleo

Se gasta meio barril de petrleo, ou seja 84,5 litros, para fazer um pneu detransporte. Esta uma medida universal. No caso da recapagem, gasta-se menospetrleo, pois consegue-se recauchutar 10 pneus com um barril. O reformadocusta 30% do valor de um novo e roda, no mnimo, a mesma quilometragem.

A cada 1 minuto so extradas em torno de 6 mil toneladas de petrleo cru doplaneta. Ainda existem cerca de 136 bilhes de toneladas que, se o ritmo deextrao continuar o mesmo, levaro um pouco mais de 43 anos para seesgotarem.

Sobre a Petrobrs: a 14. no ranking das maiores 9. em capacidade de refino 8. em lucro lquido

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Consideraes

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Petrleo vs. Refinaria

Economia e desenvolvimento

Demandas e mercado

Capacidade e reservas

Aspectos ambientais