processo de craqueamento do petróleo

processo de craqueamento do petróleo

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ÍNDICE

1. Introdução..........................................................................................................................2

2. Descrição do Processo de Craqueamento Catalítico......................................................3

2.1 Seção de Fracionamento......................................................................................4

2.2 Seção de Recuperação de Gases..........................................................................6

2.3 Seção de Tratamentos..........................................................................................7

3. Reações de Craqueamento................................................................................................7

3.1 Parafinas são Craqueadas dando Olefinas e Parafinas Menores....................7

3.2 Olefinas são Craqueadas dando Olefinas Menores...........................................7

3.3 Alquilaromáticos são Desalquilados...................................................................7

3.4 Naftênicos são Craqueados Gerando Olefinas..................................................7

3.5 Transferência de Hidrogênio..............................................................................7

3.6 Isomerização.........................................................................................................7

3.7 Reações de Condensação......................................................................................8

4. Carga para o Craqueamento............................................................................................8

4.1. Efeito dos Hidrocarbonetos................................................................................8

4.2. Efeitos das Impurezas e Contaminantes...........................................................8

4.2.1. Asfaltenos..............................................................................................8

4.2.2. Metais Pesados......................................................................................8

4.2.3. Metais Alcalinos e Alcalino-Terrosos.................................................8

4.2.4.Nitrogênio...............................................................................................8

4.2.5. Enxofre..................................................................................................9

4.2.6. Cloretos..................................................................................................9

4.3. Características da Carga para craqueamento..................................................9

4.3.1. Faixa de Destilação...............................................................................9

4.3.2. Resíduo de Carbono.............................................................................9

4.3.3. Fator de Caracterização (kuop).............................................................9

4.3.4. Teor de Metais..................................................................................... 9

5. Produtos do Craqueamento............................................................................................ 10

6.Características e Atividades dos Catalisadores de Craqueamneto ............................ 10

6.1 Problemas durante a Regeneração do Catalisador........................................ 12

6.1.1 After-Burning………………………………………………….……. 12

6.1.2 Behind-Burning…………………………………………………….. 13

7. Conversão......................................................................................................................... 13

7.1. Seção de Reação ou Conversão (Conversor).................................................. 14

7.2. Riser................................................................................................................... 15

7.3. Reator................................................................................................................ 17

7.4. Regenerador.......................................................................................................18

8. Destino dos Derivados do Craqueamento Catalítico....................................................21

8.1 Gás Combustível.................................................................................................21

8.2 GLP......................................................................................................................21

8.3 Nafta.....................................................................................................................21

8.4 Óleo Leve.............................................................................................................21

8.5 Óleo Decantado...................................................................................................21

9.Referências Bibliográficas................................................................................................21

10. Anexos.............................................................................................................................22

10.1 Apresentação..........................................................................................22

1. INTRODUÇÃO

O processo de craqueamento do petróleo é constituído fundamentalmente de uma reação de quebra (cracking) de moléculas de alto peso molecular e de baixo valor comercial, em moléculas de menor peso molecular e com alto valor comercial. O processo pode ser puramente térmico, ou pode ser realizado na presença de catalisador. Em razão do processo exigir altas temperaturas, utiliza-se o processo catalítico que ainda sim exige temperaturas na faixa de 500ºC a 550ºC. A presença do catalisador também permite obtenção de maiores seletividades e, portanto, maior rendimento dos produtos desejados.

Graças aos processos de craqueamento, do petróleo bruto, são retirados certos produtos em muito maior proporção do que aquela fornecida pela própria natureza. Se tivéssemos que depender da quantidade de gasolina extraída do petróleo bruto, jamais obteríamos o rendimento necessário do precioso combustível para a movimentação dos nossos carros. O craqueamento soluciona o problema, permitindo a obtenção do produto em maior escala.

O petróleo extraído no campo de produção é chamado óleo cru. Dependendo da rocha-reservatório de onde foi extraído, variam o aspecto visual e a constituição do óleo cru. Por isso, existem petróleos marrons, amarelados, verdes e pretos. Porém, qualquer petróleo no seu estado natural é sempre uma mistura complexa de diversos tipos de hidrocarbonetos com proporções bem menores de contaminantes.

No óleo cru, encontramos hidrocarbonetos das seguintes quatro classes:

  • Parafínicos (ou Alcanos);

  • Naftênicos (ou Ciclo-alcanos);

  • Aromáticos;

  • Mistos.

São muitas as aplicações dos derivados do petróleo. Alguns já saem da refinaria prontos para serem “consumidos”, sendo comercializados diretamente para distribuidores e consumidores, outros derivados servirão ainda como matérias-primas de várias indústrias, para a produção de outros artigos (os produtos finais). Os derivados do petróleo podem ser utilizados em aplicações Energéticas ou Não-energéticas.

A palavra craqueamento catalítico vem do fato de que esta quebra é feita por meio de catalisadores e térmico ou pirólise, quando a quebra é feita pela ação do calor. Desta forma, o craqueamento é um processo químico que transforma frações mais pesadas em outras mais leves através da quebra das moléculas dos reagentes, pela ação de catalisadores ou de calor.

2. DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE CRAQUEAMENTO CATALÍTICO

No processo de craqueamento Catalítico, 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 à ruptura (“Cracking”) das cadeias moleculares, dando origem a uma mistura de hidrocarbonetos que são posteriormente fracionados.

O craqueamento catalítico é considerado um processo de alta rentabilidade econômica por utilizar como carga um produto de baixo valor comercial (gasóleo de vácuo) que, se não aproveitado nesta unidade, serviria apenas como óleo combustível.

Este processo tem como finalidade principal à produção de GLP e/ou gasolina. Paralelamente são também formados produtos mais pesados que a gasolina. Além de um resíduo de alto teor de carbono, chamado coque, que se deposita na superfície do catalisador.

Existem dois tipos de craqueamento catalítico: o descontínuo e o contínuo.

No primeiro temos um reator de leito fixo, operando de forma descendente, onde uma vez por ano o processo é parado para ser feita a regeneração dos catalisadores (queima do coque que se forma sobre o catalisador). Para que esta regeneração seja feita, todo catalisador é retirado do reator, levado para um lugar onde o coque possa ser devidamente queimado. Em seguida, este catalisador é peneirado e subseqüentemente colocado de volta no reator. Quando necessário, o volume do reator é completado com catalisador virgem. Isso ocorre porque muitas vezes neste processo acontece a quebra do catalisador.

Já no processo contínuo, temos um reator de leito fluidizado, onde isto é feito de forma direta e onde não é preciso parar o processo para ser feita a regeneração do catalisador.

As unidades de craqueamento catalítico contínuo são mais conhecidas como UFCC, ou unidade de craqueamento catalítico fluidizado, e são as maiores responsáveis pela formação de gasolina e GLP a partir de gasóleos nas petroquímicas. O FCC (“Fluid Catalytic Cracking”) surgia na década de 40 e baseia-se na fluidização de sólidos.

Existem diversos tipos de unidades de craqueamento catalítico fluido, diferindo uma das outras pelo arranjo relativo entre o reator e o regenerador.

Os tipos existentes no Brasil são os seguintes:

REFINARIA

LICENCIADORA

TIPO

REMAN

UOP

STACKED

RECAP

SOCONY-MOBIL

T.C.C.

RLAM

KELLOGG

ORTHOFLOW B

REDUC

UOP

SYDE BY SYDE

REGAP

UOP

STACKED

REFAP

UOP

STACKED

RPBC

KELLOGG

ORTHOFLOW C

REPLAN

KELLOGG

ORTHOFLOW C

IPIRANGA

UOP

STACKED

REPAR

KELLOGG

ORTHOFLOW F

REVAR

KELLOGG

ORTHOFLOW F

REGAP

UOP

SYDE BY SYDE

Uma unidade de FCC é composta das seguintes seções:

  • Seção de reação ou conversão;

  • Seção de fracionamento;

  • Seção de recuperação de gases;

  • Seção de tratamento.

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