Aula 2 Refino de Petróleo

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Prof. Daniela Sayão
REFINO DE PETRÓLEO
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
▪ É um processo de separação dos componentes de uma mistura de líquidos
miscíveis, baseado na diferença das temperaturas de ebulição de seus
componentes individuais
▪ É uma unidade extremamente versátil e sempre existente,
independentemente de qual seja o esquema de refino
▪ Processo principal da refinaria - a partir do qual os demais são alimentados
É o único que tem o petróleo bruto como 
corrente de alimentação
▪ Pode ser feita em várias etapas, e sob diferentes intensidades de pressão
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
▪ Seu objetivo é o desmembramento do petróleo em suas frações básicas de
refino, tais como gás combustível, gás liquefeito, nafta, querosene,
gasóleo atmosférico (óleo diesel), gasóleo de vácuo e resíduo de vácuo
▪ De uma maneira geral, os seguintes equipamentos constituem todas as
unidades de destilação:
✓ Torres de fracionamento;
✓ Retificadores (strippers);
✓ Fornos;
✓ Trocadores de calor;
✓ Tambores de acúmulo e refluxo;
✓ Bombas, tubulações e intrumentos de medição e controle.
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
▪ O equipamento principal é sem dúvida a torre de fracionamento, ou
coluna de destilação - seu interior é composto por uma série de bandejas
ou pratos perfurados
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
▪ A unidade podem conter um, dois ou três estágios de operação:
✓ Unidade de um estágio com torre de destilação única;
✓ Unidade de dois estágios, com torres de pré-Flash e destilação
atmosférica;
✓ Unidade de dois estágios, com torres de destilação atmosférica e
destilação a vácuo;
✓ Unidade de três estágios, com torres de pré-Flash, destilação
atmosférica e destilação a vácuo.
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação – Unidade de 1 estágio
▪ Na unidade de um estágio, a torre de destilação opera a pressões
próximas à atmosférica e produz destilados desde gases até o óleo
diesel, além do resíduo atmosférico comercializado como óleo
combustível.
▪ É um tipo de unidade encontrada quando a capacidade de refino é
reduzida e não se encontram unidades adicionais de craqueamento.
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação – unidade de 2 estágios
▪ Com torres de pré-Flash e destilação atmosférica:
• Utilizado quando se faz uso de petróleos muito leves ou quando não
exista ou não seja necessário o craqueamento térmico ou catalítico
• Com a retirada de frações mais leves na torre de pré-Flash, pode-se
instalar um sistema de destilação atmosférica de menor porte
• É um esquema de refino pouco utilizado
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação – unidade de 2 estágios
▪ Com torres de destilação atmosférica e a vácuo:
• Normalmente encontrado em unidades de médio porte e quando há
necessidade de craqueamento subseqüente.
• No primeiro estágio:
✓ gases a óleo diesel, além de resíduo atmosférico como produto de fundo.
• No segundo estágio:
✓ gasóleos e o resíduo de vácuo, o qual é comercializado como óleo
combustível ou asfalto.
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação – unidade de 3 estágios
▪ Composta por torres de pré-Flash, destilação atmosférica e destilação a
vácuo.
▪ É o tipo mais comum e amplamente utilizado quando grandes capacidades
de refino e a instalação de unidades de craqueamento são necessárias.
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação – Seção de pré-aquecimento e dessalinização
▪ Passagem da matéria-prima fria por uma bateria de trocadores de calor,
em que o óleo é progressivamente aquecido em função do resfriamento
de produtos acabados que deixam a unidade.
▪ O conjunto dos permutadores de calor dessa seção é conhecido como
bateria de préaquecimento.
▪ O petróleo é pré-aquecido a 120-160ºC
➢ PRÉ AQUECIMENTO
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação – Seção de pré-aquecimento e dessalinização
▪ Remoção de impurezas (sais, água e suspensões de partículas sólidas)
que prejudicam o funcionamento da unidade de destilação
➢ DESSALINIZAÇÃO
Liberação de 
HCl (causa 
corrosão)
Deposição de sais 
e sólidos em 
trocadores de 
calor
Formação de coque no 
interior das tubulações 
de fornos e linhas de
transferência
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação – Seção de pré-aquecimento e dessalinização
▪ Injeta-se uma corrente de água de processo que se mistura com os sais,
sólidos e água residual contidos no petróleo.
▪ A mistura é levada ao vaso de dessalgação, onde se dá a separação da
fase aquosa contendo sais e sedimentos através de coalescência e
decantação das gotículas de água, promovidas pela ação de um campo
elétrico de alta voltagem.
➢ DESSALINIZAÇÃO
▪ O petróleo dessalinizado é submetido a uma segunda etapa de pré-
aquecimento antes de ser encaminhado às seções de fracionamento.
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação – Seção de pré-aquecimento e dessalinização
▪ Passagem da matéria-prima fria por uma bateria de trocadores de calor,
em que o óleo é progressivamente aquecido em função do resfriamento
de produtos acabados que deixam a unidade.
▪ Remoção de impurezas (sais, água e suspensões de partículas sólidas)
que prejudicam o funcionamento da unidade de destilação
▪ O petróleo dessalinizado é submetido a uma segunda etapa de pré-
aquecimento antes de ser encaminhado às seções de fracionamento.
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação – pré flash
▪ Utilizada quando há necessidade de se projetar unidades de grande
capacidade de carga ou de se ampliar a carga de uma unidade de destilação
▪ É onde ocorre a separação do petróleo em duas correntes: uma constituída
de frações vaporizadas (GLP e nafta leve) que sobem em direção ao topo da
torre, e outra, líquida, que desce em direção ao fundo
▪ É uma torre de pré fracionamento
▪ Dessa forma, consegue-se ampliar a carga total da unidade ou dimensionar
fornos e o sistema de destilação atmosférica com tamanhos menores
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
▪ O petróleo, após deixar o último trocador da bateria de pré-aquecimento,
não está com a temperatura ideal para que as condições ideais de
fracionamento sejam atingidas
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação
▪ A carga é introduzida em fornos tubulares, onde recebe energia térmica
produzida pela queima de óleo e/ou gás combustível
▪ A carga é aquecida até a temperatura onde se tem início a decomposição
das frações pesadas presentes no óleo bruto – onde começa a haver o
craqueamento térmico
▪ A máxima temperatura a que se pode aquecer o petróleo é 400ºC
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação - atmosférica
▪ Na saída dos fornos, boa parte do petróleo já se encontra vaporizado e,
nessas condições é introduzido na torre.
Resíduo 
atmosférico
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação atmosférica
▪ O ponto de entrada é conhecido como zona de vaporização ou zona de
flash
▪ Ocorre a separação do petróleo em 2 correntes – frações vaporizadas
(sobem em direção ao topo da torre) e frações líquidas (descem em
direção ao fundo)
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação atmosférica
▪ Os produtos são retirados em determinados
pontos da coluna de acordo com a temperaturas
máxima de destilação de cada fração.
▪ As torres possuem em seu interior bandejas
e/ou pratos e recheios, que permitem a
separação do cru em cortes pelos seus pontos
de ebulição
▪ A faixa de destilação dos produtos não é
significativamente alterada pela variação do
número de pratos da coluna.
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação atmosférica
▪ O vapor ascendente, ao entrar em
contato com cada bandeja, tem uma
parte de seus componentescondensada. À medida que os vapores
seguem em direção ao topo, trocam
calor e massa com o líquido existente
em cada prato.
▪ Os hidrocarbonetos cujos pontos de ebulição são maiores ou iguais à
temperatura de uma determinada bandeja, aí ficam retidos, enquanto a parte
restante do vapor prossegue em direção ao topo até encontrar outra bandeja,
mais fria, onde o fenômeno se repete.
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação atmosférica
Os componentes mais leves, que
não condensaram em nenhum
prato, saem pelo topo e passam
por um condensador e seguem
para o vaso de topo, onde são
separados o vapor e o líquido
(refluxo e destilado)
▪ O refluxo tem 2 finalidades principais:
✓ Controlar a temperatura de saída de vapor da torre
✓ Gerar o refluxo interno na torre (fundamental para o perfeito fracionamento
das frações)
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação atmosférica
▪ O líquido efluente da coluna
vai para o refervedor, onde
ocorrerá a vaporização de
parte deste líquido .
▪ O vapor formado é a fonte de calor para a coluna que permite a revaporização dos
componentes de menor ponto de ebulição do líquido descendente e a condensação
preferencial dos componentes de maior ponto de ebulição do vapor ascendente
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação atmosférica
▪ Os produtos finais da destilação atmosférica são:
GLP e Nafta leve
Nafta Pesada
Óleo Diesel
Querosene
Resíduo Atmosférico (RAT)
D
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ti
la
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A
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação à vácuo
Resíduo 
atmosférico
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação à vácuo
▪ Princípio envolvido:
▪ As frações serão vaporizadas a uma temperatura menor que a necessária 
à sua vaporização quando se trabalha sob pressão atmosférica. 
Temperatura varia 
diretamente com a pressão
𝒑𝒊 × 𝑽𝒊
𝑻𝒊
=
𝒑𝒇 × 𝑽𝒇
𝑻𝒇
Pressão Temperatura 
de ebulição
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação à vácuo
▪ O resíduo da destilação atmosférica (RAT) é utilizado como corrente de
alimentação da seção de destilação a vácuo
▪ Nessa destilação se trabalha com pressões subatmosféricas
▪ Tem como objetivo gerar óleos lubrificantes ou gasóleos para carga da
unidade de craqueamento catalítico
▪ Consegue-se ter o aproveitamento de um subproduto que, de outra
forma, teria um baixo valor comercial
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação à vácuo
▪ Na torre de vácuo a pressão é em torno de 100 mmHg (2 psi)
▪ A baixa pressão provoca a vaporização de boa parte da carga.
▪ O vácuo na coluna
de destilação é
mantido por uma
unidade de ejetor de
vapor multi-estágio
(ejetor/condensador)
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação à vácuo
▪ Os produtos finais da destilação à vácuo são:
Gasóleo Leve (GOL)
Gasóleo Pesado (GOP)
Resíduo de vácuo 
D
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V
á
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▪ Gasóleo leve pode ser misturado com o óleo diesel (desde que o seu ponto de
ebulição não seja muito elevado)
▪ Gasóleo pesado é utilizado como carga para unidades de craqueamento catalítico
▪ Não tem produto de topo
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação à vácuo
▪ As torres de vácuo possuem grande diâmetro para acomodar o maior
volume de vapor gerado a pressões reduzidas.
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação à vácuo
▪ O produto de fundo da destilação a vácuo é composto por hidrocarbonetos
de elevado peso molecular e impurezas, podendo ser comercializado como
óleo combustível ou asfalto.
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Destilação à vácuo
▪ O resíduo da destilação a vácuo pode conter um gasóleo de alta viscosidade
▪ Este gasóleo seria impossível de ser obtido através da destilação
DESASFALTAÇÃO 
A PROPANO
Possui um 
bom poder 
solvente e 
seletividade
▪ Utiliza-se um processo de separação que consiste no uso de propano líquido
a alta pressão como agente de extração.
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Desasfaltação a Propano
▪ Trata-se de um processo relativamente simples, formado por três seções 
principais: extração, recuperação de extrato e recuperação de rafinado.
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PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
❖ Desasfaltação a Propano
▪ Óleo desasfaltado será incorporado ao gasóleo pesado (GOP) e seguir para a
unidade de craqueamento catalítico – para conversão em nafta e GLP
▪ Óleo desasfaltado irá gerar, em função da sua viscosidade, um óleo
básico Brightstok ou óleo de cilindro, que serão submetidos a processos
posteriores para melhoria de sua qualidade
De acordo 
com o 
esquema 
do refino
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