TECNOLOGIA DOS PROCESSOS QUÍMICOS

Processo de FCC para obtenção de Petroquímicos

Nomes: Caio Marcus Pontes Isabela Devens Vieira Sofia Corthorn Diaz

TECNOLOGIA DOS PROCESSOS QUÍMICOS

SUMÁRIO

1 - Indústria Petroquímica 3

2 - O que é o Fluid Catalytic Cracking (FCC) e seus produtos 4

3 - Vantagens do uso do FCC na produção de petroquímicos 5

4 - Fluxograma 5

5 -Tipo de reator utilizado em um processo real 8

Referências Bibliográficas 9

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: cadeia produtiva da indústria petroquímica. 3

Figura 2: Unidades de FCC da Petrobras. 5

Figura 3: Representação esquemática do arranjo dos equipamentos em uma unidade de Craqueamento Catalítico. 6

Figura 4: Representação esquemática da configuração dos equipamentos no modelo (a) da UOP e (b) da Kellog. 7

Figura 5: Fluxograma típico do processo de craqueamento catalítico. 7

Figura 6: Representação das correntes de entrada e saída de uma unidade de FCC e o rendimento aproximado dos produtos em termos mássicos. 8

Figura 7: Reator de leito fluidizado. 9 2

1 - Indústria Petroquímica

As indústrias petroquímicas compõe um segmento da indústria química orgânica sendo muito conhecidas por indústrias de transformação produzindo insumos para fertilizantes, plásticos, fibras químicas, tintas, solventes, tensoativos, gases industriais, detergentes, inseticidas, explosivos, produtos farmacêuticos, e outros. Seus produtos substituem com vantagem, a madeira, as fibras naturais, o aço, o papel, a borracha natural, entre outras. Principais pólos petroquímicos no Brasil: Polo Petroquímico de São Paulo (1972), Polo Petroquímico de Triunfo (1982), Polo Petroquímico de Camaçari e Polo Petroquímico do Rio de Janeiro.

Partes integrantes da instalação petroquímica:

• Central de Matérias primas – Responsável pelo fornecimento de matéria prima a todas as unidades do pólo.

• Central de Utilidades – Responsável pelo fornecimento de utilidades a todas as unidades do pólo.

• Central de Tratamento de efluentes – Responsável pelo tratamento dos efluentes de todas as unidades do pólo.

A sua principal matéria-prima são os hidrocarbonetos provenientes de matérias-primas fósseis, como: petróleo, gás natural, xisto e carvão. Elas também podem ser encontradas outras fontes como as biomassas: Sacarínea, Amiláceas e Celulósica. A principal matéria-prima das indústrias petroquímicas do Brasil é o Nafta.

A cadeia produtiva da indústria petroquímica é dividida em processos de primeira, segunda e terceira geração, conforme a figura 1:

Figura 1: cadeia produtiva da indústria petroquímica. Fonte: Braskem (2016)

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A indústria de primeira geração que utilizam as matérias-primas como o gás natural, gases liquefeitos de petróleo, gases residuais de refinaria, naftas, querosene, parafinas, resíduos de refinação de petróleo e alguns tipos de petróleo cru para gerar os produtos ou matérias-primas básicas. No Brasil, a principal matéria-prima é o Nafta. Como opção “verde” as indústrias também utilizam o metanol e o etanol para produção do “eteno verde”.

As indústrias de segunda geração realizam a polimerização das matérias-primas básicas transformando em produtos petroquímicos intermediários do tipo polietileno, polipropileno, etc. Embora esses produtos já tenham aplicação final, eles serão utilizadas na terceira fase.

Através de diversas técnicas de processamento, a terceira geração, utiliza as matérias-primas intermediárias em diversos produtos que estão prontos para utilização da população em geral como o setor de plásticos e borrachas, dentre outros.

2 - O que é o Fluid Catalytic Cracking (FCC) e seus produtos

O processo de Craqueamento Catalítico Fluido do petróleo é atualmente uma das etapas mais importantes empregadas nas indústrias de refino e processamento de petróleo, e envolve custos altíssimos, mas ainda assim é rentável devido ao rápido retorno do investimento e versatilidade de geração dos produtos.

O FCC é um processo que permite se obter grandes volumes de propeno, eteno e aromáticos, que são matérias primas petroquímicas, ganhando vantagem em comparação a uma refinaria convencional, em que são produzidos em maior volume a gasolina, diesel e GLP. Esse processo consiste na quebra de moléculas pesadas presentes nos gasóleos e resíduos por ação de um catalisador. Este craqueamento é feito através de um catalisador que se comporta como um fluido quando é ventilado com vapor. A ruptura das ligações possibilita o aparecimento de moléculas leves, principalmente compostos de 3 a 12 átomos de carbono (propeno, GLP e gasolina). As reações provocam também a formação, em menor escala, de gases leves, gasóleos leve e pesado, e coque, o qual se deposita na superfície do catalisador. Pelo fundo da torre produz-se um óleo bastante denso, denominado Resíduo de Craqueamento ou óleo decantado. A fracionadora produz como corte lateral um óleo leve de faixa de ebulição semelhante ao diesel conhecido como diesel de craqueamento. Pelo topo da torre sai uma corrente gasosa composta de nafta (derivado que aparece em maior quantidade) de craqueamento e de hidrocarbonetos mais leves que, uma vez resfriada e condensada parcialmente, gera no tambor de acúmulo duas correntes. A corrente gasosa é composta de hidrocarbonetos leves, enquanto a fração líquida é constituída de nafta instabilizada (grande quantidade de gases leves dissolvidos).

As unidades de FCC que são direcionadas para a produção de petroquímicos básicos são comumente denominados FCC petroquímico, sendo um novo modelo de unidade de craqueamento catalítico fluido. A configuração é essencialmente a de um FCC convencional, porém com condições operacionais mais severas e um sistema catalítico especial.

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Figura 2:Unidades de FCC