Introdução aos Processos de Refino e Planejamento de Produção · Processos de Refino O refino...
38
Transcript of Introdução aos Processos de Refino e Planejamento de Produção · Processos de Refino O refino...
Agenda
Apresentação Pessoal
Processos de Refino
Separação
Reação/Conversão
Tratamento e Mistura
Equipamentos de processo
Engenheiro de Produção e o Refino
Planejamento de Produção
Logística
Fluxograma Geral
Processos de Refino
O refino do petróleo bruto é realizado para a obtenção de
combustíveis e matérias-primas petroquímicas e ou para a
produção de lubrificantes básicos e parafinas.
Os processos, para estas finalidades, podem ser divididos
em três macro grupos:
Separação
Reação/Conversão
Tratamento e Mistura
Processos de Refino
Processos de Separação
Processos baseados em propriedades físicas.
Ponto de Ebulição – Exemplo: Destilação
Ponto de Fusão – Exemplo: Cristalização
Solubilidade – Exemplo: Extração líquido-líquido
Configuração Molecular – Exemplo: Processos de Adsorção
Destilação
Processo físico de separação baseado na diferença de pontos de ebulição entre os componentes coexistentes numa mistura líquida.
É um processo extremamente versátil e muito usado no refino.
Destilação do Petróleo:
A unidade de destilação de petróleo existe sempre em toda refinaria – Atmosférica e Vácuo
Principal processo, a partir do qual os outros são alimentados.
Apresenta rendimentos variados
Processos de Destilação
Cortes da Destilação
Processos de Reação/Conversão
Causam mudanças de composição e podem ser divididas em:
Craqueamento (quebra)
Reforma
Combinação
Utilizadas para tratar produtos
Podem afetar processos de separação
Dependem das taxas e calor de reação
Reações Endotérmicas – Consomem Calor
Reações Exotérmicas – Liberam Calor
Muitas são reversíveis – afetadas pelas condições operacionais e pelas concentrações de carga e produto
Muitas precisam ser assistidas por catalisadores
Catalisadores
Promovem a taxa de reação desejada
(velocidade)
Não afetam o equilíbrio da reação
Não são afetados pela reação
Podem ser homogêneos ou heterogêneos
São fundamentais em processos de
reação/conversão e tratamento
Processos de Craqueamento
Quebram moléculas de hidrocarbonetos grandes e
longas em frações menores e mais curtas.
Moléculas menores são mais apropriadas para
processamento futuro ou mistura com outros cortes.
Os principais tipos de craqueamento são:
Hidrocraqueamento
Craqueamento Catalítico em Leito Fluidizado (FCC)
Craqueamento Térmico
Processos de Craqueamento
Hidrocraqueamento
Ação conjunta de:
Catalisador
Altas temperaturas e pressões
Grandes volumes de hidrogênio.
Reações de hidrogenação ocorrem em paralelo as de quebra
Vantagens:
Versatilidade – carga e produtos
Qualidade dos produtos em relação a contaminantes
Desvantagens:
Drásticas condições operacionais
Necessidade de uma grande unidade de geração de hidrogênio
FCC - Craqueamento Catalítico em Leito
Fluidizado
Processos de Reforma
Rearranja moléculas de cadeia longa em estruturas ramificadas ou cíclicas
Na gasolina, este processo aumenta a octanagem do produto
Gasolina de octanagem elevada é mais eficiente para o motor
Os principais tipos de reforma são:
Reforma Catalítica – usa de altas temperaturas e baixa pressão na presença de catalisador para a produção de anéis insaturados (aromáticos)
Isomerização – utiliza temperatura baixa na presença de catalisador para moléculas parafínicas em isômeros ramificados
Reforma à Vapor – usa altas temperaturas na presença de catalisador para converter hidrocarbonetos leves e vapor em hidrogênio e gás carbônico
Processos de Reforma
Processos de Combinação
Oposto ao craqueamento, combina moléculas pequenas para
formar moléculas ramificadas e maiores
Produz um líquido de alta octanagem que pode ser misturado a
gasolina
Pode utilizar propileno e butileno oriundo de processos de
craqueamento como carga
Os principais tipos de combinação são:
Unidade de Alquilação – combina pequenas olefinas ao iso-
butano
Unidade de Polimerização – combina duas ou mais moléculas de
olefinas
Processos de Combinação
Processos de Tratamento
Melhora certas características do produto através de remoção de
impurezas como:
Enxofre
Nitrogênio
Água
Necessário para atingir metas regulatórias
Os principais tipos de tratamento são:
Hidrotratamento – utiliza catalisador e hidrogênio para converter
impurezas de enxofre e nitrogênio em gases separáveis
Recuperação de Enxofre – utiliza aminas para absorver H2S (ácido
sulfídrico) de várias correntes gasosas
Tratamento de Mercaptanas – transforma as mercaptanas em compostos
de enxofre menos prejudiciais
Processos de Tratamento
Processos de Mistura (Blending)
Blending da Alimentação de Unidades de Processo
Limitações da unidade
Limitações do processo
Blending dos Produtos
Última etapa do processo de refino
Enquadramento de especificações de qualidade
Enquadramento de especificações ambientais
Adição de aditivos
Processos de Mistura (Blending)
Equipamentos de Processo
Deslocamento de Fluidos
Transferência de Calor
Reação
Separação
Controle de Processo
Segurança
Equipamentos de Processo
Deslocamento de Fluidos
Transferência de Calor
Reação
Separação
Controle de Processo
Segurança
Equipamentos de Processo
Deslocamento de Fluidos
Transferência de Calor
Reação
Separação
Controle de Processo
Segurança
Equipamentos de Processo
Deslocamento de Fluidos
Transferência de Calor
Reação
Separação
Controle de Processo
Segurança
Equipamentos de Processo
Deslocamento de Fluidos
Transferência de Calor
Reação
Separação
Controle de Processo
Segurança
Engenheiro de Produção e o Refino
Principais áreas de atuação do engenheiro de
produção em uma refinaria
Logística
Planejamento de Produção
Ciclo de Planejamento e Operação
Planejamento
de Produção
Logística Logística
Logística
Logística
Planejamento das operações logísticas
Matérias-primas
Quantidades
Qualidades
Prazos de fornecimento
Programação das operações diárias das refinarias
Cargas a serem processadas em cada uma das suas unidades
Quantidades e qualidades dos produtos finais
Distribuição dos produtos
Outras Refinarias
Mercado
Logística
Planejamento de Produção
Planejamento de Produção
As informações necessárias para o planejamento operacional
são:
Quantidades de matérias-primas e derivados a serem
compradas por tipo
Custos de importação
Distribuição das matérias primas entre as refinarias
Quantidades de derivados e petróleos a serem exportados
por tipo
Receita de exportação
Utilização das unidades de processo por refinaria;
Distribuição dos mercados de derivados entre as refinarias;
Metas de entrega de cada um dos produtos
Planejamento de Produção
Qual recurso utilizar para atender a todas essas demandas?
Modelos Complexos de Programação Linear
Técnica auxilia no estabelecimento das atividades físicas da
refinaria
Utiliza um algoritmo que calcula continuamente valores
marginais:
de todos os fluxos da refinaria
de custos para atingir a especificação de vários produtos
de lucro de matérias primas e produtos
dos adicionais de capacidade de processamento das unidades
Planejamento de Produção
A aplicação do modelo fornece as seguintes informações:
custos e receitas totais e o lucro (função-objetivo);
quantidade, composição e qualidade de todos os produtos
fornecidos;
quantidade e composição da matéria prima processada por
cada unidade de processo;
utilização das unidades de processo;
déficits e excedentes de produtos finais e intermediários;
valores marginais das diversas restrições
O principal papel dos planos de produção das refinarias é
fornecer a quantidade e a qualidade dos produtos a serem
produzidos e estocados nas refinarias
Obrigado pela atenção
