Refino De Petróleo

REFINO DE PETRÓLEO

PROCESSO DE SEPARAÇÃO:

São sempre de natureza física e tem por objetivo desdobrar o petróleo em suas frações básicas, ou processar uma fração previamente produzida, no sentido de retirar dela um grupo específico de compostos.

PROCESSO DE CONVERSÃO:

Os processos de conversão são sempre de natureza química e visam transformar uma fração em outra(s), ou alterar profundamente a constituição molecular de uma dada fração, de forma a melhorar sua qualidade, valorizando-a. Isto pode ser conseguido através de reações de quebra, reagrupamento ou reestruturação molecular.

As reações específicas de cada processo são conseguidas por ação conjugada de temperatura e pressão sobre os cortes, sendo bastante frequente também a presença de um agente promotor de reação, denominado catalisador. Conforme a presença ou ausência deste agente, pode-se classificar os processos de conversão em dois subgrupos: catalíticos ou não catalíticos.

PROCESSOS DE TRATAMENTO:

Os processos de tratamento têm por finalidade principal eliminar impurezas que, estando presentes nas frações, possam comprometer suas qualidades finais; garantindo, assim, estabilidade química ao produto acabado.

Dentre as impurezas, os compostos de enxofre e nitrogênio, por exemplo, conferem às frações propriedades indesejáveis, tais como, corrosão, acidez, odor agradável, formação de compostos poluentes, alteração de cor, etc.

PROCESSOS AUXILIARES:

São aqueles que se destinam a fornecer insumos à operação dos outros anteriormente citados, ou a tratar rejeitos desses mesmos processos. Incluem-se, neste grupo, a Geração de Hidrogênio (fornecimento deste gás às unidades de hidroprocessamento), a recuperação de Enxofre (produção desse elemento a partir da queima do gás ácido rico em H2S) e as utilidades (vapor, água, energia elétrica, ar comprimido, distribuição de gás e óleo combustível, tratamento de efluentes e tocha), que, embora não sejam de fato unidades de processo, são imprescindíveis a eles.

DESTILAÇÃO ATMOSFÉRICA:

O petróleo, após deixar o último trocador da bateria de pré-aquecimento, está ainda com uma temperatura abaixo da requerida para que ocorra um fracionamento eficaz.

Com a finalidade de elevar-se mais a temperatura, possibilitando, desta forma, que as condições ideais de fracionamento sejam atingidas, a carga é introduzida em fornos tubulares, onde recebe energia térmica produzida pela queima de óleo e/ou gás combustível.

Para que se consiga vaporizar todos os produtos que serão retirados na torre de destilação atmosférica, a carga deverá ser aquecida até o valor estipulado, porém não deve ser ultrapassada uma temperatura limite, a partir da qual tem inicio a decomposição das frações pesadas, presentes no óleo bruto.

O craqueamento térmico é uma ocorrência altamente indesejável em unidades de destilação, porque provoca a decomposição de coque nos tubos dos fornos e nas regiões das torres, causando diversos problemas operacionais.

A máxima temperatura a que se pode aquecer o petróleo, em que se inicia a decomposição térmica, corresponde a 400oC.

À saída dos fornos, com a temperatura próxima de 400oF, boa parte do petróleo já se encontra vaporizado, e, nessas condições, a carga é introduzida na torre.

O ponto de entrada é conhecido como zona de vaporização ou “zona de flash”, e é local onde ocorre a separação do petróleo em duas correntes: uma constituída de frações vaporizadas que sobem em direção ao topo da torre, e outra, líquida que desce em direção ao fundo.

DESTILAÇÃO A VÁCUO

O resíduo atmosférico, subproduto da destilação atmosférica do petróleo, é um corte de alta massa molar e de baixo valor comercial. Sua única utilização prática é como óleo combustível.

Contudo, nele estão contidas frações de elevado potencial econômico, tais como gasóleos, que não podem ser separados por meio de destilação usual, pois, devido a suas altas temperaturas de ebulição à pressão atmosférica, é impossível vaporizá-los, em face do limite de 400oC, imposto pela decomposição térmica dos hidrocarbonetos pesados.

Sabemos que a temperatura de ebulição varia diretamente com a pressão.

Logo, se baixarmos a pressão, as temperaturas de ebulição das frações também cairão, ou seja, elas serão vaporizadas a uma temperatura menor que a necessária à sua vaporização quando se trabalha sob pressão atmosférica.

Assim, trabalhando-se a pressões sub-atmosféricas, é possível retirar-se do cru reduzido ou gasóleos, por meio da destilação a vácuo.

A destilação a vácuo é empregada usualmente em dois casos: produção de óleos lubrificantes ou produção de gasóleos para carga da unidade de craqueamento catalítico.

O resíduo atmosférico que deixa o fundo da torre principal é bombeado e enviado aos fornos da seção de vácuo, para que sua temperatura seja aumentada.

Da mesma forma que na destilação atmosférica , a temperatura de saída dos fornos não deve ultrapassar a temperatura inicial de craqueamento térmico.

A decomposição dos hidrocarbonetos, além da formação de depósitos de coque nas tubulações e na região abaixo da “zona de flash”, provoca a geração de gases leves, fazendo com que a pressão aumente, devido à sobrecarga no sistema de produção de vácuo.

A carga aquecida, após deixar os fornos, entra na “zona de flash” da torre de vácuo.

A pressão nessa região da torre é em torno de 100mmHg (2 psi), o que provoca a vaporização de boa parte da carga.

É importante salientar que quanto mais baixas forem as pressões atingidas, melhores serão as condições de fracionamento.

CRAQUEAMENTO CATALÍTICO

No processo de craqueamento catalítico, conhecido também como FCC (“Fluid catalytic cracking”), a carga, (gasóleo proveniente da destilação a vácuo, e que seria utilizado como óleo combustível) entra em contato com um catalisador a uma temperatura elevada, ocorrendo a ruptura (“cracking”) das cadeias moleculares, dando origem a uma mistura de hidrocarbonetos que são posteriormente fracionados.

Este processo tem como finalidade