Refino de petroleo e gas natural

Refino de petroleo e gas natural

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energético efetivamente aproveitado. As “unidades de destilação” ou “refinaria de petróleo” são as instalações onde se separam as diversas frações que compõem o petróleo cru através da destilação, ou seja, nessas unidades as frações de petróleo são separadas em função da diferença em suas faixas de ponto de ebulição. Normalmente as refinarias contam com duas unidades de processo para efetuar a destilação do petróleo: Destilação Atmosférica e Destilação a Vácuo.

Por ser um processo físico, não se espera que as propriedades físicas dos componentes

sejam modificadas, pois o sistema deve ser operado de forma a não permitir a ocorrência de reações químicas. Porém, devido ás elevadas temperaturas de operação para a destilação das frações mais pesadas, o craqueamento térmico nem sempre poderá ser totalmente evitado.

A destilação atmosférica é um processo físico de separação, baseado na diferença

entre os pontos de ebulição dos compostos coexistentes numa mistura líquida. Como os

pontos de ebulição dos hidrocarbonetos presentes na mistura do petróleo aumentam com

seus pesos moleculares, ao se variarem as condições de aquecimento do petróleo, é possível vaporizar-se compostos leves, intermediários e pesados que, ao se condensarem, podem ser separados. Neste processo, ocorre, também, a formação de um resíduo bastante pesado que, nas condições de temperatura e pressão da destilação atmosférica, não se vaporiza. Por isso existe a necessidade de se submeter este resíduo a um outro processo de separação denominado de destilação a vácuo.

O resíduo de vácuo, produzido na destilação atmosférica, é um corte de alto peso molecular e baixo valor comercial. Contudo, existem frações nele, como os gasóleos, de

mais alto valor e que não podem ser vaporizadas na destilação atmosférica, pois o limite

máximo de temperatura da destilação é inferior a seus pontos de ebulição.

Como a temperatura de ebulição varia diretamente com a pressão, ao se reduzir a pressão, reduz-se o ponto de ebulição. Então, trabalhando em pressões subatmosféricas é possível retirar do resíduo atmosférico os gasóleos. Este processo se chama destilação a vácuo.

Podemos concluir, que a Destilação do petróleo não pretende obter produtos puros e diferentes entre si. Os produtos da Unidade de Destilação são Frações, misturas ainda complexas de hidrocarbonetos e contaminantes, diferenciadas por suas faixas de ebulição.

Abaixo as frações obtidas da destilação do petróleo:

1. Gás Combustível - (C1 - C2);

2. Gás Liquefeito (GLP) - (C3 - C4);

3. Nafta - (Corte 200C A 220 ºC);

4. Querosene - (Corte 1500C - 300 ºC);

5. Gasóleo Atmosférico - (Corte 1000C - 400 ºC);

6. Gasóleo de Vácuo - (Corte 4000C - 570 ºC);

7. Resíduo de Vácuo - (Corte Acima de 570 ºC).

Produtos de destilação do petróleo

Fonte: Prof. Gilvan Júnior (Tecnologia em Petróleo e Gás – UNIT).

  • Gás Combustível - (C1 - C2)

O gás combustível é formado basicamente por uma mistura rica de metano e etano, contendo menores quantidades de propano e butano. O gás combustível contém também

gases inorgânicos, entre os quais o gás sulfídrico (H2S).

Corresponde à parte de menor rendimento da destilação e mais leve de todas as frações.

Vale salientar que grande parte do gás combustível é retirado nos campos de produção de

petróleo, pois devido ao mesmo ser bastante leve termina fazendo parte da corrente de gás natural. Somente uma pequena parte, que fica em equilíbrio com o petróleo, é removida na unidade de destilação. Normalmente, essa corrente constitui parte do gás combustível utilizado nas refinarias, sendo utilizado no próprio consumo interno em fornos e caldeiras.

  • Gás Liquefeito (GLP) - (C3 - C4)

Conhecido também como gás liquefeito do petróleo, é formado por uma mistura de propano e butano que, embora gasosos á pressão atmosférica, são comercializados no

estado líquido, por isso a denominação de gás liquefeito do petróleo.

O GLP pode ser produto final, onde caso será armazenado em esferas ou produto intermediário, indo para unidade de tratamento cáustico. O GLP tem sua maior utilização

como combustível doméstico, porém ele também pode ser utilizado como combustível industrial, matéria-prima para obtenção de gasolina de aviação e insumo para a indústria

petroquímica.

  • Nafta - (Corte 200C A 220 ºC)

Nafta é um termo genérico adotado na indústria petrolífera para designar frações leves do petróleo, que abrange a faixa de destilação da gasolina e do querosene. A faixa de destilação poderá variar de 200C a 2000C.

A nafta obtida pela destilação do petróleo é conhecida como nafta DD (destilação direta) e pode ser fracionada em duas ou três naftas, a depender da faixa de destilação, que são conhecidas como:

a) Nafta Leve e Nafta Pesada;

b) Nafta Leve, Nafta Intermediária e Nafta Pesada.

O fracionamento da nafta, nesses dois ou três cortes, depende da sua aplicação final. Dessa forma a nafta pode ser produto final, armazenada em tanques (como nafta, gasolina

ou solvente) ou produtos intermediários, indo para unidade de tratamento cáustico, ou ainda como carga para a unidade de reforma catalítica (para gerar gasolina de melhor qualidade).

A Nafta Leve é enviada para tanques, para mais tarde ser vendida como nafta petroquímica, ou para ser utilizada na produção de gasolina automotiva.

A Nafta Pesada pode ser enviada para a Unidade de Reforma Catalítica para aumento de octanagem (melhoria na qualidade da gasolina) para produção de gasolina, ou diretamente para ser utilizada na mistura de gasolina.

  • Querosene - (Corte 1500C - 300 ºC)

O querosene é normalmente constituído de hidrocarbonetos, predominantemente de parafínicos de 9 a 17 átomos de carbono, e possui faixa de destilação situada entre 1500C a 3000C.

Pode ser produto final, tanto como querosene de aviação (QAV) ou de iluminação ou produto intermediário, indo para unidade de HDT (Unidade de Hidrotratamento). Para que o querosene seja vendido como querosene de aviação é necessária a passagem pela unidade de HDT.

  • Gasóleo Atmosférico - (Corte 1000C - 400 ºC)

Os gasóleos atmosféricos são conhecidos como diesel leve e pesado devido a sua ampla faixa de destilação e constituem uma fração composta por hidrocarbonetos com faixa de ebulição entre 150 a 4000C. Sua composição química é muito variável no que diz respeito á distribuição dos hidrocarbonetos parafínicos, naftênicos e aromáticos.

Podem ser produtos finais, indo como óleo diesel armazenado em tanque ou produtos intermediários, alinhados para uma unidade de HDT (Unidade de Hidrotratamento) e, depois como óleo Diesel para armazenamento.

  • Gasóleo de Vácuo - (Corte 4000C - 570 ºC)

Os gasóleos de vácuo somente começaram a ser obtido na destilação de petróleo, quando a indústria automobilística passou a exigir combustível em maior quantidade e de melhor qualidade, dando origem a vários processos, dentre os quais o FCC que ocorre na unidade de UCC (Unidade de Craqueamento Catalítico), que precisavam, como matériaprima, de uma fração mais leve que o resíduo da destilação atmosférica.

A coluna de destilação á vácuo passou a ser incorporada á unidade de destilação com a finalidade de obter essas frações, presentes no resíduo da destilação atmosférica. Assim os gasóleos de vácuo são produtos intermediários que, dependendo do esquema de refino (para produção de combustíveis ou lubrificantes), serão carga da unidade de craqueamento catalítico (UCC) ou formarão cortes lubrificantes.

  • Resíduo de Vácuo - (Corte Acima de 570 ºC).

O resíduo da última etapa de destilação do petróleo é conhecido como resíduo de vácuo e poderá ter diferentes aplicações. A mais usual é a sua utilização para a geração de energia térmica, sendo o resíduo de vácuo especificado como um tipo de óleo combustível

industrial.

Alguns petróleos mais pesados podem produzir asfalto diretamente da destilação a vácuo. Nesses casos, o resíduo de vácuo produzido em condições operacionais adequadas constituirá o asfalto, usado para pavimentação e isolamentos.

Quando a unidade de destilação visa à produção de óleos lubrificantes, esse resíduo de vácuo é matéria-prima para a obtenção de outro óleo lubrificante de alta viscosidade conhecido como bright stock.

Parte do resíduo de vácuo pode também servi de carga para o processo de produção de coque de petróleo conhecido como u-coque. Dependendo do petróleo, pode-se produzir

diferentes tipos de coque com aplicações específicas.

3 pessoa-CaRLA

  1. PROCESSOS DE CONVERSÃO

  1. Craqueamento Catalítico

Mesmo com vários ajustes possíveis na Unidade de Destilação (“flexibilidade”), cada tipo de petróleo tem seus limites quanto à quantidade e qualidade de frações leves, médias e pesadas que dele podem ser obtidas.

Por isso existem os processos de Conversão, todos de natureza Química. Cada um deles

é realizado numa Unidade própria. O Craqueamento Catalítico é um exemplo importante

desses processos.

O termo “Craqueamento” vem do inglês cracking, significando quebra, enquanto que “catalítico” se deve ao uso de catalisadores nessa quebra, com o objetivo de facilitá-la. No craqueamento catalítico, a carga entra em contato com um catalisador em uma temperatura

elevada, resultando na ruptura das cadeias moleculares.

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