GESTÃO PETROQUÍMICA

REFINO DO PETRÓLEO

TRATAMENTOS

Professor Lázaro Santos

Lavagem Cáustica de GLP e Nafta

• O processo de lavagem cáustica tem com objetivo remover o ácido sulfidrico e mercaptans( SH) do GLP, nafta leve e nafta pesada, através da extração com uma solução aquosa de soda cáustica.

• Onde o produto tratado é submetido à lavagem cáustica (solução de NaOH 15% a 20%) para a remoção dos ácidos naftênicos e ácido sulfidrico (H2S).

• O tratamento cáustico é usado como pré-tratamento em outros processos, como o MEROX

Mercaptans• Os mercaptanos, mercaptans ou mercaptanas são os tióis. • Em química orgânica, são compostos que possuem um grupo

funcional formado por enxofre e hidrogênio (-SH).• Este grupo funcional é chamado de grupo tiol ou grupo

sulfidrila.• É encontrado naturalmente no petróleo cru. • O processo pelo qual sua atividade é reduzida ou eliminada é

chamado adoçamento, realizada em produtos finais, como nafta de craqueamento.

• Os de menor massa molar, voláteis, também são conhecidos pelo cheiro extremamente desagradável, como se fosse algo podre.

• São corrosivos.

Lavagem Caustica de GLP e Nafta

• Reações:

2NaOH + H2S Na2S + 2H2O

NaOH + RSH NaSR + H2O

Tratamento MEROX

• Também conhecido como tratamento cáustico regenerativo, tem a vantagem de possibilitar a regeneração da soda cáustica consumida no processo, reduzindo consideravelmente seu custo operacional.

Tratamento MEROX

O processo ocorre em duas etapas:

• Extração de mercaptans

• Regeneração da soda

Reações do Tratamento MEROX

• Extração de mercaptans:

RSH + NaOH NaSR + H2O

• Regeneração da soda:

2NaSR + ½ O2 2 NaOH + RSSR

Tratamento MEROX

• Permite a produção de dissulfetos, podendo ser operado como processo de dessulfurização ou adoçamento.

• Pode ser aplicado a frações leves (GLP e nafta) e intermediárias (querose e diesel).

• O processo se baseia na capacidade de certos catalisadores do tipo complexo quelante metálico, acelerarem a oxidação de mercaptans a dissulfetos.

Tratamento MEROX

• Este processo de tratamento, designado Merox, tem como objetivo remover os mercaptans presentes nas correntes de GPL e nafta leve, através da extração com uma solução aquosa de soda cáustica.

• Onde o produto tratado é submetido à lavagem cáustica (solução de NaOH 15% a 20%) para a remoção dos ácidos naftênicos e ácido sulfidrico (H2S).

Tratamento MEROX

• Os mercaptitos de sódio formados são depois removidos da solução de soda cáustica (regeneração da soda) por oxidação com ar na presença de um catalisador.

• Convertendo-se em dissulfuretos orgânicos insolúveis na solução aquosa, separando-se por decantação.

• O GLP tratado é enviado para a Unidade de Recuperação de Gases.

• A gasolina leve tratada, segue para a armazenagem.

COQUEAMENTO

COQUEAMENTO

É um processo para obtenção de coque. Produto sólido, negro e brilhante, obtido por craqueamento de resíduos pesados, essencialmente constituído por carbono (90 a 95%), e que queima sem deixar cinzas. Bom combustível para metalurgia e indústria de cerâmica.

COQUEAMENTO

Os resíduos da torre de destilação são aquecidos a temperaturas acima de 482°C até que se quebrem em óleo pesado, gasolina e nafta. Ao final do processo, sobra um resíduo pesado, quase puro, de carbono (coque). O coque é limpo e vendido.

COQUEAMENTO

• Craqueamento térmico severo.

• “ Fundo do Barril”

Tipos de Coque

• Há vários tipos de coque,dependendo do:– Processo utilizado– Condições operacionais– Carga usada

• Tipos:– Esponja– Favo-de-mel ou shot– agulha

Coque Esponja

• É o coque que possui mais baixa qualidade

• Apresenta poros pequenos e paredes espessas

• Não são úteis para fabricação de eletrodos

• Provém de cargas com elevado percentual de resinas e asfaltenos.

Coque Favo-de-mel

• É o coque de qualidade intermediária

• Apresenta poros em forma elipsoidal

• Tem tendência a aglomeração

• Provém de cargas com baixo percentual de resinas e asfaltenos.

Coque Agulha

• É o coque que possui maior qualidade

• Apresenta poros finos elípticos e unidirecionais

• É o mais indicado para fabricação de eletrodos

• Provém de cargas muito aromáticas.

COQUE

Principais usos do petróleo de coque:• Combustível;• Anodo eletrolítico para redução da alumina;• Uso direto como fonte de carbono;• Eletrodos para redução em fornos do dióxido de

titânio, fósforo elementar;• Grafite.

HIDROPROCESSAMENTO

HIDROPROCESSAMENTO

Embora os processos de hidroprocessamento tenham alguma similaridade, existem diferenças principalmente com relação aos objetivos e tipo de carga que processam

Carga + H2 Reação Separação Recuperação

HIDROPROCESSAMENTO

Existem dois tipos– Hidrotratamento (HDT)– Hidroconversão (HDC)

HIDROPROCESSAMENTO

Ocorrem as seguintes reações no hidroprocessamento:

• Hidrodessulfurização– Compostos de S + H2 H2S

• Hidrodesnitrogenação– Compostos de N + H2 N2S

• Hidrodesoxigenação– Compostos de O + H2 O2S

Reações:

• Saturação de olefinas– C=C + H2 CH-CH

• Saturação de aromáticos– C6H6 +3H2 C6H12

• Hidrocraqueamento– C-C +H2 CH + CH

Hidrotratamento

• As unidades de hidrotratamento têm como finalidade melhorar as propriedades de um produto, ou remover contaminantes, tais como enxofre, nitrogênio, oxigênio e metais.

• O hidrotratamento aplica-se praticamente a qualquer carga: nafta, querosene, óleo diesel e gasóleos.

Hidroconversão

• As unidades de hidroconversão têm por objetivo a produção de derivados mais leves.

• A hidroconversão aplica-se praticamente ao resíduo de vácuo.

Hidrocraqueamento

• Semelhante ao craqueamento catalítico fluído, mas usa um catalisador diferente, temperaturas menores, pressão maior e gás hidrogênio.

• Ele craqueia o óleo pesado em gasolina e querosene

• Após vários hidrocarbonetos terem sido craqueados em outros menores, os produtos passam por mais uma coluna de destilação fracionada para separá-los.

HIDROPROCESSAMENTO• O hidroprocessamento de óleo pesado consiste

basicamente de unidades de hidrocraqueamento catalítico (HCC) e hidrotratamento (HDT). Estes processos ocorrem utilizando hidrogênio atuando sobre catalisadores bifuncionais, ou seja, contendo sítios ácidos e metálicos.

• A acidez provoca a quebra da ligação C-C do óleo, enquanto que o metal atual como espécie hidrogenante.

• A interação destas duas funções resulta no hidroprocessamento, que aplicando-se a óleos pesados, sob determinadas condições de temperatura, pressão e velocidade, permite a obtenção de hidrocarbonetos leves, com baixos índices de contaminantes sulfurados e nitrogenados, atendendo a legislações ambientais.

REFORMA

CATALÍTICA

Reforma Catalítica

• A demanda atual por gasolina automotiva de alta octanagem tem estimulado o uso da reforma catalítica.

• A reforma gera a partir da nafta direta da destilação uma corrente com alto teor de aromáticos que possuem um alto poder antidetonante.

Reforma Catalítica

• A reforma catalítica utiliza um catalisador (platina, mistura platina-rênio) para transformar nafta de baixo peso molecular em compostos aromáticos, usados na fabricação de produtos químicos e para misturar na gasolina.

• Um subproduto importante dessa reação é o gás hidrogênio, usado para o hidrocraqueamento ou vendido.

Reforma Catalítica

NaftaBenzeno

Tolueno

Xileno

LUBRIFICANTES

LUBRIFICANTES

• Os Óleos Lubrificantes são obtidos por misturas de óleos básicos com o intuito de se obter a viscosidade desejada.

• A separação dos óleos básicos por faixa de viscosidade é obtida por destilação a vácuo do resíduo atmosférico.

LUBRIFICANTES

• São substâncias utilizadas para reduzir o atrito, lubrificando e aumentando a vida útil das máquinas.

LUBRIFICANTES

Quanto a origem os lubrificantes líquidos podem ser:

• animal ou vegetal (óleos graxos)

• derivados de petróleo (óleos minerais)

• produzidos em laboratório (óleos sintéticos)

• mistura de dois ou mais tipos(óleos compostos)

LUBRIFICANTES

Aplicações:

• setor automotivo;

• setor industrial;

• setor marítimo;

• setor ferroviário.

Óleos Minerais

• Esses óleos são quimicamente constituídos por hidrocarbonetos parafínicos e naftênicos, podendo conter quantidades menores de hidrocarbonetos aromáticos e, raramente, traços de hidrocarbonetos olefínicos.

• Sua principal característica é a viscosidade que deve variar o mínimo possível em altas temperaturas.

• De acordo com o tipo de hidrocarbonetos que prevalece na sua composição são denominados como:– Óleos lubrificantes básicos naftênicos ou– Óleos lubrificantes básicos parafínicos.

LUBRIFICANTES

• A viscosidade mede a dificuldade com que o óleo escorre (escoa); quanto mais viscoso for um lubrificante (mais grosso), mais difícil de escorrer, portanto será maior a sua capacidade de manter-se entre duas peças móveis fazendo a lubrificação das mesmas.

• A viscosidade dos lubrificantes não é constante, ela varia com a temperatura. Quando esta aumenta a viscosidade diminui e o óleo escoa com mais facilidade.

Aditivos

• São produtos químicos que são adicionados aos óleos lubrificantes, para melhorar as propriedades.

• Os principais tipos de aditivos são: – anti-oxidantes;– anti-corrosivos;– anti-ferrugem;– anti-espumantes; – detergente-dispersante.

LUBRIFICANTES

• Óleos lubrificantes são obtidos por misturas de óleos básicos com o intuito de se obter a viscosidade desejada, e depois sendo aditivado para melhorar ou adicionar características de desempenho.

• Óleos básicos são produzidos através de uma seqüência de processos que lhe visam conferir as propriedades desejadas no óleo para uma lubrificação adequada dos componentes do motor.

LUBRIFICANTES

• A unidade de destilação voltada para produção de lubrificante é um pouco diferente da unidade convencional que se destina a produção de combustíveis.

• Essa diferença é mais acentuada na seção da destilação a vácuo.

LUBRIFICANTES

Res Dest Atm

Gasóleo Leve

Spindle

Neutro Leve

Neutro Pesado

Resíduo de Vácuo

Gasóleo

Neutro Pesado

Slop Cut

ESQUEMA DE UMA REFINARIA

PetróleoDessal

Dest

Deb

GLP

Nafta LeveGLP

AlquilaçãoCatalítica

GasolPremiumAviação

NaftaFracNafta

N Leve

N Pes

Reforma Catalítica

BenzenToluenoXilenoQuerosene

DestA

Vácuo

Coqueamento

Coque

GLPNaftaÓleo Pes

Craqueamento Catalítico

Gasóleo

Lubrificantes

Gás Natural

RAT

Gasóleo

GLP

Nafta

Óleo l

Hidrotratamento

Qu

DEA

Merox

FIM