Refinamento de Petróleo II

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I 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO 
CAMPUS DE SÃO BERNARDO 
CURSO DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS NATURAIS/ QUÍMICA 
 
 
 
ANDRE DA SILVA PORTELA 
 
 
REFINO DE PETRÓLEO II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 São Bernardo – MA 
 2020 
ANDRE DA SILVA PORTELA 
 
 
 
 
 
REFINO DE PETRÓLEO II 
 
 
Atividade apresentada a disciplina de 
Energias e combustíveis do curso de 
licenciatura em Ciências Naturais com 
habilitação em Química da Universidade 
Federal do Maranhão, campus São 
Bernardo, pelo discente: Andre da Silva 
Portela. 
 
Docente: Prof.ª Drª. Louise Lee da Silva 
Magalhães 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Bernardo – MA 
2020 
SUMÁRIO 
1- PROCESSOS DE SEPARAÇÃO ............................................................... 4 
1.1- Destilação atmosférica ............................................................................. 4 
1.2- Destilação a vácuo ................................................................................ 5 
1.3- Desasfaltação a propano ......................................................................... 7 
Produção ......................................................................................................... 7 
Distribuição ..................................................................................................... 7 
2- PROCESSOS DE CONVERSÃO ............................................................... 8 
2.1 - Craqueamento térmico ........................................................................... 8 
2.2- Craqueamento Catalítico ........................................................................ 8 
2.3- Hidrocraqueamento .................................................................................. 8 
3- PROCESSOS DE TRATAMENTO ............................................................. 9 
3.1- Tratamento Cáustico ............................................................................... 9 
3.2- Tratamento Merox .................................................................................. 10 
3.3- Tratamento Bender ................................................................................ 10 
4- PROCESSOS AUXILIARES .................................................................... 11 
4.1- Geração de hidrogênio .......................................................................... 11 
4.2- Recuperação de enxofre ....................................................................... 12 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................... 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1- PROCESSOS DE SEPARAÇÃO 
A primeira fase das operações de refino de petróleo é a separação do 
petróleo bruto em seus principais constituintes usando 3 processos de 
separação de petróleo: destilação atmosférica, destilação a vácuo e recuperação 
de pontas leves (processamento de gás). O petróleo bruto consiste em uma 
mistura de compostos de hidrocarbonetos incluindo hidrocarbonetos 
parafínicos,naftênicos e aromáticos com pequenas quantidades de impurezas 
incluindo enxofre, nitrogênio, oxigênio e metais. Os processos de separação da 
refinaria separam esses petróleo bruto constituintes em frações comuns do 
ponto de ebulição. 
1.1- Destilação atmosférica 
A destilação atmosférica é o primeiro e mais importante passo 
no processo de refino . O objetivo principal da torre de destilação atmosférica é 
separar o petróleo bruto em seus componentes para posterior processamento 
por outras unidades de processamento .A destilação atmosférica normalmente 
define o limite de capacidade de toda a refinaria. Todo o petróleo bruto 
processado deve primeiro passar por destilação atmosférica. Além disso, a 
destilação atmosférica normalmente fornece a maior parte da alimentação para 
as outras unidades de processo na refinaria. 
Na maioria das refinarias, o fundo da torre de destilação atmosférica será 
enviado para a torre de vácuo para posterior separação. 
O projeto e a operação da torre de destilação atmosférica irão limitar o 
tipo de petróleo que a refinaria pode processar, limitando ainda mais o volume e 
a qualidade da alimentação para outras unidades de processamento. 
COMO FUNCIONA 
O petróleo bruto é primeiro aquecido a cerca de 400 °C. O petróleo 
aquecido é injetado na parte inferior da coluna de destilação, onde grande parte 
se vaporiza. Conforme os vapores sobem pela torre, eles passam por uma série 
de bandejas perfuradas ou embalagens estruturadas. Conforme os vapores 
esfriam, seus componentes se condensam de volta ao líquido em diferentes 
níveis na torre com base em seu ponto de ebulição. Uma parte dos vapores 
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chega ao topo da coluna, onde é resfriada por trocadores de calor e resfriadores 
de ar e parcialmente convertida de volta em líquido. Uma parte disso é 
alimentada de volta na coluna de destilação como um fluxo de refluxo para entrar 
em contato com os vapores ascendentes, ajudando a resfriá-los. Este efeito de 
fluxos em contracorrente de vapores ascendentes encontrando líquidos mais 
frios em queda permite que as condições de equilíbrio sejam estabelecidas em 
toda a coluna. 
Os hidrocarbonetos mais leves irão condensar em pontos mais altos na 
torre de destilação, os hidrocarbonetos mais pesados irão condensar mais 
abaixo. Isso resulta na separação dos hidrocarbonetos com base nas diferentes 
temperaturas nas quais eles fervem / condensam. Hidrocarbonetos são retirados 
da torre em diferentes alturas para obter um conjunto de fluxos de diferentes 
pontos de ebulição. Esses diferentes fluxos são chamados de cortes ou frações 
de destilação . Esses fluxos individuais são então enviados para outras unidades 
para processamento posterior ou para a mistura do produto acabado .As frações 
mais pesadas do petróleo não evaporam e são retiradas na parte inferior da torre 
como fundos atmosféricos . Estes são enviados para a destilação a vácuo para 
posterior fracionamento sob vácuo. 
O petróleo bruto com alto teor de sal normalmente será processado por 
meio de um dessalinizador antes de ir para a destilação, para remover os sais 
que podem causar corrosão na torre de destilação. 
ENTRADAS 
O principal insumo para uma unidade de destilação atmosférica é o 
petróleo bruto. Pode ser um único óleo cru ou uma mistura de vários tipos 
diferentes de óleo cru .Uma refinaria também pode reprocessar uma mistura de 
produtos não acabados ou fora das especificações (chamados de resíduos) 
misturando com óleo cru fresco e enviando a mistura para a unidade de 
destilação 
1.2- Destilação a vácuo 
O petróleo bruto retirado do fundo da coluna de destilação atmosférica é 
composto de hidrocarbonetos de alto ponto de ebulição. Quando destilado à 
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pressão atmosférica, o petróleo bruto se decompõe e polimeriza e suja o 
equipamento. Para separar o petróleo coberto em componentes, deve ser 
destilado em coluna de vácuo a baixíssima pressão e em atmosfera de vapor. 
Na unidade de destilação a vácuo, o petróleo bruto coberto é aquecido 
com um aquecedor de processo a temperaturas variando de 370 a 425 ° C (700 
a 800 ° F). O petróleo com cobertura aquecida é convertido em uma multitraia 
coluna de destilação a vácuo operando em pressões absolutas que variam de 
350 a 1400 quilogramas por metro quadrado (kg / m2). Na coluna de vácuo, o 
petróleo coberto é separado em frações comuns de ponto de ebulição por 
vaporização e condensação. 
O vapor de decapagem é normalmente injetado no fundo da coluna de 
destilação a vácuo para auxiliar o separação diminuindo as pressões parciais 
efetivas dos componentes. Frações de petróleo padrão retirados da coluna de 
destilação a vácuo incluem destilados de lubrificante, óleo a vácuo, estoques de 
asfalto e óleos residuais. O vácuo na coluna de destilação a vácuo é geralmente 
mantido pelo uso de vapor ejetores, mas podem ser mantidos pelo uso de 
bombas de vácuo. 
 As principais fontes de emissões atmosféricas da coluna de destilação a 
vácuo são associados aos ejetores de vapor ou bombas de vácuo. A 
maior parte dos vapores retirados de a coluna pelos ejetores ou bombas é 
recuperada em condensadores. Historicamente, o não condensável parte dos 
vapores foi liberada para a atmosfera a partir dos condensadores. Tem 
aproximadamente 0,14 kg de hidrocarbonetos não condensáveis por m3 (50 lb / 
103 bbl) de petróleo com cobertura processado na coluna de destilação a vácuo. 
Uma segunda fonte de emissões atmosféricas de colunas de destilação a vácuo 
são produtos de combustão do aquecedor de processo. Aquecedor de processo 
requisitos para a coluna de destilação a vácuo são de aproximadamente 245 
megajoules por metro cúbico (MJ / m3) de petróleo coberto processado no vácuo 
coluna. 
As emissões do aquecedor de processo e seu controle são discutidos 
abaixo. Hidrocarboneto fugitivo emissões de vedações e acessórios com 
vazamento também estão associadas à unidade de destilação a vácuo, mas 
estes são minimizados pelas baixas pressões de operação e baixas pressões de 
vapor na unidade. Fugitivo as fontes de emissão também são discutidas 
posteriormente.Tecnologia de controle aplicável às emissões não condensáveis 
liberadas do vácuo ejetores ou bombas incluem ventilação em sistemas de purga 
ou sistemas de gás combustível e incineração em fornos ou caldeiras de calor 
residual. Essas técnicas de controle são geralmente maiores que 99 % eficientes 
no controle das emissões de hidrocarbonetos, mas também contribuem para a 
emissão de produtos de combustão. 
1.3- Desasfaltação a propano 
O propano é um subproduto do processamento de gás natural e refino de 
petróleo bruto, com quantidades quase iguais de produção derivadas de cada 
uma dessas fontes. A maior parte do propano consumido nos Estados Unidos é 
produzida na América do Norte. Além do propano convencional, o propano 
renovável - que é produzido a partir de matérias-primas renováveis - também 
está sendo explorado. 
Produção 
O propano é produzido a partir de componentes líquidos recuperados 
durante o processamento do gás natural . Esses componentes incluem etano, 
metano, propano e butano, bem como hidrocarbonetos mais pesados. Propano 
e butano, junto com outros gases, também são produzidos durante o refino do 
petróleo bruto. 
Quimicamente idêntico ao propano convencional, o propano renovável é 
produzido a partir de matérias-primas baseadas em biomassa, incluindo óleo de 
cozinha usado, gorduras animais ou 20% de éter dimetílico. Embora o número 
de produtores seja pequeno, o propano renovável é atualmente produzido nas 
refinarias de biodiesel. 
Distribuição 
O propano é despachado de seu ponto de produção para terminais de 
distribuição a granel por meio de oleoduto, ferrovia, barcaça, caminhão ou navio-
tanque. Os comerciantes de propano abastecem os caminhões nos terminais e 
distribuem o propano aos usuários finais, incluindo locais de varejo de 
combustível 
https://afdc.energy.gov/fuels/natural_gas_production.html
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2- PROCESSOS DE CONVERSÃO 
Para atender às demandas de gasolina de alta octanagem, combustível 
para aviões e óleo diesel, componentes como óleos residuais, óleos 
combustíveis e pontas leves são convertidos em gasolinas e outras frações 
leves. Quebrando, 
Os processos de coque e viscorredução são usados para quebrar grandes 
moléculas de petróleo em outras menores.Processos de polimerização e 
alquilação são usados para combinar pequenas moléculas de petróleo em 
maiores uns. Processos de isomerização e reforma são aplicados para 
reorganizar a estrutura do petróleo moléculas para produzir moléculas de valor 
mais alto de tamanho molecular semelhante. 
2.1 - Craqueamento térmico 
Processos de craqueamento térmico, desenvolvidos em 1913, aquecem 
combustíveis destilados e óleos pesados sob pressão em grandes tambores até 
que eles se quebrem (dividam) em moléculas menores com melhores 
características anti-detonação. Este método inicial, que produzia grandes 
quantidades de coque sólido indesejado, evoluiu para processos modernos de 
craqueamento térmico, incluindo viscorredução, craqueamento a vapor e coque. 
2.2- Craqueamento Catalítico 
O craqueamento catalítico, usando calor, pressão e catalisadores, 
converte óleos pesados em produtos mais leves com distribuição de produtos 
favorecendo a gasolina mais valiosa e componentes de mistura de destilados. 
As matérias-primas são geralmente gasóleos de destilação atmosférica, 
destilação a vácuo, coque e processos de desasfaltagem. Essas matérias-
primas normalmente têm uma faixa de ebulição de 340 a 540 ° C (650 a1000 ° 
F). Todos os processos de craqueamento catalítico em uso hoje podem ser 
classificados como de leito fluidizado ou unidades de cama móvel. 
2.3- Hidrocraqueamento 
O hidrocraqueamento é um processo de refino catalítico flexível que 
pode atualizar uma grande variedade de frações do petróleo. O 
hidrocraqueamento é comumente aplicado para aprimorar as frações mais 
pesadas obtidas da destilação de óleos crus, incluindo resíduos. O processo 
adiciona hidrogênio, que melhora a proporção de hidrogênio para carbono do 
efluente líquido do reator, remove impurezas como enxofre para produzir um 
produto que atenda às especificações ambientais e converte a alimentação 
pesada para uma faixa de ebulição desejada. A química envolve a conversão 
de compostos de peso molecular pesado em compostos de peso molecular 
mais baixo por meio da quebra da ligação carbono-carbono e adição de 
hidrogênio. 
 Os principais produtos têm pontos de ebulição mais baixos, são 
altamente saturados e geralmente variam de diesel pesado a nafta leve. Os 
processos de hidrocraqueamento são projetados e executados em uma 
variedade de condições. O projeto do processo dependerá de muitos fatores, 
como tipo de alimentação, duração desejada do ciclo e a lista de produtos 
desejada. 
3- PROCESSOS DE TRATAMENTO 
Os processos de tratamento de petróleo estabilizam e atualizam os 
produtos petrolíferos, separando-os dos produtos menos desejáveis e 
removendo elementos indesejáveis. Elementos indesejáveis, como enxofre, 
nitrogênio e oxigênio são removidos por hidrodessulfurização, hidrotratamento, 
adoçante químico e remoção de gás ácido. Processos de tratamento, 
empregados principalmente para a separação de produtos de petróleo, incluem 
processos como desasfaltagem. A dessalinização é usada para remover sal, 
minerais, areia e água de matérias-primas de petróleo bruto antes do refino. O 
sopro de asfalto é usado para polimerizare estabilizar asfalto para melhorar suas 
características de intemperismo. 
3.1- Tratamento Cáustico 
O tratamento cáustico é usado para atualizar uma ampla gama de frações 
líquidas de GLP a combustíveis diesel e óleos de aquecimento. Como a solução 
cáustica (e freqüentemente um catalisador) se mistura com a alimentação de 
hidrocarboneto, ela extrai ou adoça os mercaptanos, dependendo do processo 
usado. 
No entanto, a combinação do hidrocarboneto e do cáustico rico em 
mercaptano também forma uma emulsão muito estável que é difícil de separar, 
causando quantidades significativas de transporte cáustico no produto. Isso 
resulta em produtos fora das especificações devido à névoa ou elevada 
concentração de sódio e perda de soda cáustica. Em muitos casos, o cáustico 
arrastado é alimentado para processos em que o sódio é um veneno para o 
catalisador. Como a emulsão é tão estável, tambores knock-out, filtros de areia 
e recipientes embalados não são capazes de separar com eficiência a emulsão 
cáustica das correntes de hidrocarbonetos. 
 
3.2- Tratamento Merox 
Merox é um acrônimo para 'oxidação de mercaptanos', um processo bem 
estabelecido para remover mercaptanos de produtos refinados, como querosene 
e combustível de aviação, para atender aos requisitos regulamentares para 
níveis reduzidos de enxofre no combustível de aviação. O processo Merox 
requer um ambiente alcalino, que é criado adicionando soda cáustica ou, 
alternativamente, amônia à alimentação de querosene e passando a mistura por 
um catalisador no reator. Os mercaptanos são convertidos em dissulfetos de 
hidrocarbonetos, que são então lavados em vários leitos de filtro. Os processos 
de planta que removem mercaptanos e sulfeto de hidrogênio (H 2 S) das 
matérias-primas são freqüentemente chamados de processos de 'adoçante' - 
porque removem os odores ácidos desses compostos sulfurosos. 
3.3- Tratamento Bender 
Adoçante de destilados é realizada pela conversão de mercaptanos em 
dissulfetos de alquila em a presença de um catalisador. A conversão pode ser 
seguida por uma etapa de extração para remoção do alquildissulfetos. No 
processo de conversão, o enxofre é adicionado ao destilado ácido com uma 
pequena quantidade de cáustico e ar. A mistura é então passada para cima 
através de um catalisador de leito fixo, contra um fluxo de cáustica entrando no 
topo do vaso. No processo de conversão e extração, o destilado ácido é lavado 
com soda cáustica e em seguida é colocado em contato no extrator com uma 
solução de catalisador e soda cáustica. O destilado extraído é então colocado 
em contato com o ar para converter os mercaptanos em dissulfetos. Após a 
oxidação, o destilado é estabelecido, inibidores são adicionados e o destilado é 
enviado para armazenamento. Regeneração é realizado pela mistura de soda 
cáustica do fundo do extrator com ar e, em seguida, separando o dissulfetos e 
excesso de ar. 
O principal problema de emissão são os hidrocarbonetos do contato do 
produto destilado e o ar no a etapa de "sopro de ar". Essas emissões estão 
relacionadas ao tipo e configuração do equipamento, bem como condições de 
operação e práticas de manutenção. 
4- PROCESSOS AUXILIARES 
Outras operações de refinaria que são necessárias para apoiar o 
processamento de hidrocarbonetos incluem recuperação de terminais 
leves; remoção de água ácida; resíduos sólidos, águas residuais e tratamento e 
refrigeração de água de processo; produção de hidrogênio; recuperação de 
enxofre; e tratamento de gás ácido e residual. Outras funções do processo são 
o fornecimento de catalisadores, reagentes, vapor, ar, nitrogênio, oxigênio, 
hidrogênio e gases combustíveis. 
4.1- Geração de hidrogênio 
Hidrogênio de alta pureza (95 a 99%) é necessário para processos de 
hidrodessulfurização, hidrogenação, hidrocraqueamento e petroquímicos. Se 
não for produzido hidrogênio suficiente como subproduto dos processos da 
refinaria para atender à demanda total da refinaria, será necessária a fabricação 
de hidrogênio adicional. 
Na reforma a vapor de hidrogênio, gases dessulfurizados são misturados 
com vapor superaquecido e reformados em tubos contendo um catalisador à 
base de níquel. O gás reformado, que consiste em vapor, hidrogênio, monóxido 
de carbono e dióxido de carbono, é resfriado e passado por conversores onde o 
monóxido de carbono reage com o vapor para formar hidrogênio e dióxido de 
carbono. O dióxido de carbono é depurado com soluções de amina e liberado 
para a atmosfera quando as soluções são reativadas por aquecimento. Qualquer 
monóxido de carbono remanescente na corrente de produto é convertido em 
metano. 
As inspeções e testes devem ser realizados onde houver a possibilidade 
de falha da válvula devido a contaminantes no hidrogênio. O transporte de 
purificadores cáusticos para evitar a corrosão em pré-aquecedores deve ser 
controlado e os cloretos da matéria-prima ou do sistema de vapor evitados de 
entrar nos tubos do reformador e contaminar o catalisador. As exposições 
podem resultar da contaminação do condensado por materiais de processo, 
como cáusticos e compostos de amina, e do excesso de hidrogênio, monóxido 
de carbono e dióxido de carbono. Existe potencial para queimaduras de gases 
quentes e vapor superaquecido caso ocorra uma liberação. 
4.2- Recuperação de enxofre 
A recuperação de enxofre remove o sulfeto de hidrogênio de gases ácidos 
e fluxos de hidrocarbonetos. O processo Cláusula converte o sulfeto de 
hidrogênio em enxofre elementar por meio do uso de reações térmicas e 
catalíticas. Depois de queimar o sulfeto de hidrogênio em condições controladas, 
os potes eliminam a água e os hidrocarbonetos dos fluxos de gás de 
alimentação, que são então expostos a um catalisador para recuperar o enxofre 
adicional. O vapor de enxofre da queima e conversão é condensado e 
recuperado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
USBERCO, J., SALVADOR, E. Química 3 – Química Orgânica. Volume 3. 6. ed. 
reform.— São Paulo: Saraiva, 2000. 
ABADIE, E. Petróleo e seus derivados. 
FIGUEIREDO, A.M.P. Hidrogenação catalítica 
PERRONE, R.C. Introdução à refinação de petróleo 
Corrêa, O. L. S., Petróleo – Noções sobre Exploração, Perfuração, Produção e 
Microbiologia. Rio de Janeiro – RJ: Editora Interciência: 2003. 
Garcia, R., Combustíveis e Combustão Industrial. Rio de Janeiro – RJ: Editora 
Interciência: 2002. 
 Mariano, J. B., Impactos Ambientais do Refino de Petróleo. Rio de Janeiro – RJ: 
Editora Interciência: 2005. 
 Thomas, J. E., Fundamentos de Engenharia de Petróleo. Rio de Janeiro – RJ: 
Editora Interciência: PETROBRAS: 2004. 
 Szklo, A. S., Fundamentos do Refino de Petróleo. Rio de Janeiro – RJ: Editora 
Interciência: 2005.