Apostila Refino do Petróleo

Apostila Refino do Petróleo

(Parte 1 de 13)

i Paulo Roberto Costa Camargo

HISTÓRICO1
DÉCADA DE 501
DÉCADA DE 601
DÉCADA DE 702
DÉCADA DE 803
DÉCADA DE 903
PETRÓLEO5
CARACTERIZAÇÃO DO PETRÓLEO8
PROCESSAMENTO PRIMÁRIO13
LOGÍSTICA13
ESQUEMA DE REFINO16
VISÃO GERAL DA REFINARIA16
TIPOS DE ESQUEMAS DE REFINO2
DESTILAÇÃO ATMOSFÉRICA E A VÁCUO28
PRINCÍPIO GERAL DA DESTILAÇÃO28
PROCESSO DE DESTILAÇÃO30
TORRE OU COLUNA CONVENCIONAL DE DESTILAÇÃO32
COMPONENTES E SEÇÕES DA COLUNA DE DESTILAÇÃO CONVENCIONAL35
NÚMERO DE ESTÁGIO E RAZÃO REFLUXO36
DESTILAÇÃO DE PETRÓLEO38
TIPOS USUAIS DE TORRES DE DESTILAÇÃO DE PETRÓLEO38
DESCRIÇÃO DO FLUXO42
ANÁLISE DOS PRODUTOS52
CRAQUEAMENTO CATALÍTICO54
HISTÓRIA DO CRAQUEAMENTO54
CRAQUEAMENTO TÉRMICO54
DESCRIÇÃO DO FLUXO NA UNIDADE5
CRAQUEAMENTO CATALÍTICO61
CONCEITO BÁSICO DE CRAQUEAMENTO70
COQUE74
REGENERAÇÃO DO CATALISADOR75
SISTEMAS DE REAÇÃO78
CARGA PARA CRAQUEAMENTO81
CATALISADOR84
PROCESSOS DE TRATAMENTO DE DERIVADOS94
TRATAMENTOS CONVENCIONAIS DE DERIVADOS94
PROCESSO DE TRATAMENTO COM DEA96
PROCESSO DE TRATAMENTO CÁUSTICO9
PROCESSO DE TRATAMENTO MEROX102
COQUEAMENTO107
HIDROPROCESSAMENTO1
UNIDADES DE HIDROTRATAMENTO112
UNIDADES DE HIDROCONVERSÃO114
GERAÇÃO DE HIDROGÊNIO115
INTRODUÇÃO115
CARGAS USUAIS PARA O PROCESSO DE REFORMA A VAPOR115

SUMÁRIO PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DA CARGA. ............................................................................................. 116

PRÉ-TRATAMENTO DA CARGA117
REFORMA A VAPOR118
CARACTERÍSTICAS DO CATALISADOR DE REFORMA119
CONVERSÃO DE CO120
REFORMA CATALÍTICA125
REAÇÕES125
O PROCESSO DE REFORMA CATALÍTICA127
ALQUILAÇÃO CATALÍTICA130
REAÇÕES130
PROCESSO131
DESASFALTAÇÃO A PROPANO133
DESCRIÇÃO DO PROCESSO134
EFEITO DAS VARIÁVEIS OPERACIONAIS136
LUBRIFICANTES139
INTRODUÇÃO139
DESTILAÇÃO139
DESAROMATIZAÇÃO A FUFURAL141
DESPARAFINAÇÃO148
HIDROTRATAMENTO DE ÓLEO154

i BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................... ................... 157

HISTÓRICO1

Década de 50

A Petróleo Brasileiro S.A – Petrobras foi criada pela Lei 2004 em 1953 após empenho do então presidente Getúlio Vargas. Ao ser constituída, a nova companhia recebeu do Conselho Nacional do Petróleo (CNP) os campos de petróleo do Recôncavo baiano; uma refinaria em Mataripe, na Bahia, uma refinaria e uma fábrica de fertilizantes, ambas em fase de construção, em Cubatão (SP); a Frota Nacional de Petroleiros, com 2 navios, e os bens da Comissão de Industrialização do Xisto Betuminoso. A produção de petróleo era de 430 m3 por dia, representando 27% do consumo brasileiro. Vinha dos campos de Candeias, Dom João, Água Grande e Itaparica, todos na Bahia, que estavam em fase inicial de desenvolvimento. O parque de refino atendia a uma pequena fração do consumo nacional de derivados, que se situava em torno de 21 781 m3 por dia, a maior parte importada.

Ao final da década de 50, a produção de petróleo já se elevava a 10 334 m3 diários, as reservas somavam 98 0 0 m3.

Alguns fatos marcantes dos anos 50 foram:

• início de operação da Refinaria Presidente Bernardes (RPBC), em Cubatão, São Paulo (1955)

• início de operação do Terminal de Madre de Deus, na Bahia, que torna possível exportar para Cubatão o excesso de petróleo produzido no estado (1956)

• esforço para adquirir no mercado interno quantidades cada vez maiores de materiais e equipamentos. Em 1956, a RPBC adquiriu no país 78% de seus suprimentos

• intensificação das pesquisas geológicas e geofísicas em todas as bacias sedimentares.

Década de 60

A década de 60 foi um período de muito trabalho e grandes realizações para a indústria nacional de petróleo. Em 1961, a Petrobras alcançou um de seus objetivos principais: a auto-suficiência na produção dos principais derivados, com o início de funcionamento da Refinaria Duque de Caxias (REDUC) no Rio de Janeiro. Ao longo da década, outras unidades entraram em operação: as Refinarias Gabriel Passos (REGAP), em Betim, Minas Gerais, e Alberto Pasqualini (REFAP), em Canoas, Rio Grande do Sul (1968). A expansão do parque de refino mudou a estrutura das importações radicalmente. Enquanto na época de criação da Petrobras cerca de 98% das compras externas correspondiam a derivados e só 2% a óleo cru, em 1967 o perfil das importações passava a ser 8% de derivados e 92% de petróleo bruto.

Outros destaques dos anos 60 foram:

1 w.petrobras.com.br

• é iniciada a exploração da plataforma continental, do Maranhão ao Espírito Santo (1961)

• a Petrobras diversifica suas fontes de suprimento, até então restritas à Arábia Saudita e Venezuela, para oito países (1965)

• é inaugurada a Fábrica de Asfalto de Fortaleza, hoje conhecida como Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste - Lubnor (1966)

• criado o Centro de Pesquisas e Desenvolvimento (Cenpes), atualmente o maior centro de pesquisas da América Latina (1966)

• é constituída a subsidiária Petrobras Química S.A (Petroquisa), para articular a ação dos setores estatal e privado na implantação da indústria petroquímica no país (1967)

Década de 70

No início dos anos 70, o consumo de derivados de petróleo duplicou, impulsionado pelo crescimento médio anual do Produto Interno Bruto a taxas superiores a 10% ao ano. Como responsável pelo abastecimento nacional de óleo e derivados, a Petrobras viu-se diante da necessidade de reformular sua estrutura de investimentos, para atender à demanda interna de derivados. Datam desse período o início de construção da Refinaria de Paulínia (REPLAN), em São Paulo, a modernização da RPBC e o início de construção da unidade de lubrificantes da REDUC.

Os anos 70 também foram marcados por crises. Os países da Organização dos Países Exportadores de Petróleo (OPEP) elevaram substancialmente os preços internacionais, provocando os chamados choques do petróleo de 1973 e 1979. Com isso, o mercado tornou-se conturbado e marcado por incertezas não apenas quanto aos preços, como também quanto à garantia do suprimento. Como importante cliente das companhias estatais dos países da OPEP, a Petrobras conseguiu manter o abastecimento ao mercado brasileiro, resultado de anos de bom relacionamento com aquelas companhias.

Para superar as dificuldades cambiais, o Governo adotou medidas econômicas, algumas diretamente ligadas às atividades da Petrobras: redução do consumo de derivados, aumento da oferta interna de petróleo. Datam desse o desenvolvimento de novas fontes de energia, capazes de substituir os derivados de petróleo. Um exemplo foi o incentivo ao uso do álcool como combustível automotivo, com a criação do Programa Nacional do Álcool. Passou a ser dada prioridade aos investimentos em exploração e produção, ocasionando aumento da produção do petróleo nacional, que passou a ocupar espaço cada vez maior na carga das refinarias.

Alguns marcos dos anos 70 foram:

• começam a operar as refinarias de Paulínia (SP), ainda hoje a maior do país (1972), e Presidente Getúlio Vargas (REPAR), em Araucária, Paraná (1977)

• entra em operação o Complexo Petroquímico de São Paulo - I Pólo Petroquímico (1972)

• as refinarias de Capuava e Manaus são adquiridas pela Petrobras (1974)

• pela primeira vez no Brasil, é realizada a extração de óleo de xisto, com a entrada em operação da Usina Protótipo do Irati, em São Mateus do Sul, Paraná (1972)

• começa a produção de petróleo na bacia de Campos, com um sistema antecipado instalado no campo de Enchova (1977)

• inaugurada a Central de Matérias-Primas da Copene, subsidiária da Petroquisa, em Camaçari, Bahia (1978)

• ao final da década, o Brasil produzia 26 314 m3 de petróleo por dia, 6% dos quais em terra e 34% no mar. A produção média de gás natural atingia 5 200 0 m3/d.

Década de 80

Com as bruscas elevações de preços no exterior, o dispêndio de divisas do país com petróleo e derivados aumentou mais de dez vezes, chegando a alcançar a casa dos 10 bilhões de dólares em 1981. Os investimentos nas atividades de exploração e produção, junto ao esforço desenvolvido na área de comercialização, contribuíram para reduzir a dependência energética. Ao final da década, o dispêndio líquido de divisas com importação de óleo e derivados caía para cerca de 3 bilhões de dólares.

Na área de refino, as instalações industriais da Petrobras foram adaptadas para atender à evolução do consumo de derivados. Para isso, foi implantado na década de 80 o projeto conhecido como "fundo de barril". Seu objetivo era transformar os excedentes de óleo combustível em derivados como o diesel, a gasolina e o gás liqüefeito de petróleo (gás de cozinha), de maior valor.

Também se destacaram nos anos 80:

• entra em operação a Refinaria Henrique Lage (Revap), em São José dos Campos, SP (1980)

• são instalados na bacia de Campos os Sistemas de Produção Antecipada, com tecnologia desenvolvida pelos técnicos da Petrobras (1981)

• entra em operação o I Pólo Petroquímico, instalado em Triunfo, RS (1982)

• alcançada a meta-desafio de produção de 79 500 m3 diários de petróleo

• são descobertos os campos de Albacora (1984) e Marlim (1985), os primeiros campos gigantes em águas profundas na bacia de Campos

• a Petrobras supera seu próprio recorde, produzindo petróleo a 492 metros no campo de Marimbá, na bacia de Campos (1988)

• é retirado totalmente o chumbo tetraetila da gasolina produzida pela Petrobras (1989).

Década de 90

De fato: ao final dos anos 80, a Petrobras se encontrava diante do desafio de produzir petróleo em águas abaixo de 500 metros, feito não conseguido então por nenhuma companhia no mundo. Num gesto de ousadia, decidiu desenvolver no Brasil a tecnologia necessária para produzir em águas até mil metros. Menos de uma década depois, a Petrobras dispõe de tecnologia comprovada para produção de petróleo em águas muito profundas. O último recorde foi obtido em janeiro de 1999 no campo de Roncador, na bacia de Campos, produzindo a 1.853 metros de profundidade. Mas a escalada não pára. Ao encerrar-se a década, a empresa prepara-se para superar, mais uma vez, seus próprios limites. A meta, agora, são os 3 mil metros de profundidade, a serem alcançados mediante projetos que aliam a inovação tecnológica à redução de custos.

Outros desafios foram enfrentados pelo Centro de Pesquisas da Petrobras durante a década foram o aumento do fator de recuperação do petróleo das jazidas, o desenvolvimento de novas tecnologias para adequação do parque de refino ao perfil da demanda nacional de derivados e a formulação de novos produtos e aditivos que garantam o atendimento à crescente exigência da sociedade brasileira por combustíveis e lubrificantes de melhor qualidade.

Em agosto de 1997, a Petrobras passou a atuar em um novo cenário de competição instituído pela Lei 9.478, que regulamentou a emenda constitucional de flexibilização do monopólio estatal do petróleo. Com isso, abriram-se perspectivas de ampliação dos negócios e maior autonomia empresarial. Em 1998, a Petrobras posicionava-se como a 14ª maior empresa de petróleo do mundo e a sétima maior entre as empresas de capital aberto, segundo a tradicional pesquisa sobre a atividade da indústria do petróleo divulgada pela publicação Petroleum Intelligence Weekly.

Outros fatos importantes dos anos 90:

• o decreto 9.226, de abril de 190, determina a extinção da Interbrás e da Petromisa

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