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Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br 1. Petróleo e suas características, produção e processamento; processamento primário do petróleo; refino: processos, principais derivados e suas aplicações; COMPETÊNCIAS Aprender: Identificar os principais químicos e processos voltados a indústria do petróleo; Entender o fluxo do processo de extração e refino do petróleo, as principais operações e controles; Interpretar fluxogramas de processo. INTRODUÇÃO Nenhuma indústria orgânica é mais importante para a civilização técnica moderna que a indústria do petróleo (SHREVE, 1997). A vida moderna passa pela necessidade do petróleo, seja ela através de combustíveis, vestimenta, embalagens de alimentos, até a manutenção da saúde. A exploração do primeiro poço moderno de petróleo se deu no ano de 1859, perfurado por DRAKE em Titusville, Pennsylvania/USA (SHREVE, 1997), sendo no início uma simples destilação para separação dos constituintes e uso, principalmente, como combustível. Hoje o petróleo tornou-se matéria prima fundamental para o desenvolvimento da química fina, fruto do desenvolvimento de técnicas avançadas de refino, criadas por engenheiros e químicos que integraram numerosas operações físicas, a partir de profundo conhecimento de transferência de calor, mecânica dos fluídos e conversões químicas. Assim a química do petróleo, vem demandando profissionais das diferentes engenharias e química, os quais através de conhecimento técnico sobre processos físicos e químicos, transformam materiais originários deste em matéria prima essencial para diferentes ramos da indústria como a Petroquímica, Agroquímica, de Tintas, Detergentes, Farmacêutica entre outras de suma importância na vida moderna. Neste capítulo estudaremos o petróleo e suas características, produção e processamento, partindo do refino, apresentando os processos envolvidos, seus principais derivados e suas aplicações. 1.1. PETRÓLEO: CARACTERÍSTICAS, PRODUÇÃO E PROCESSAMENTO Petróleo ou do latim petroleum, petrus, pedra e oleum, óleo, "óleo da pedra”, é composto essencialmente de carbono e hidrogênio, ou seja, mistura de compostos químicos chamados de hidrocarbonetos. Quando a mistura contém uma maior porcentagem de moléculas pequenas, seu estado físico é gasoso e quando a mistura contém moléculas maiores, seu estado físico é líquido, nas condições normais de temperatura e pressão (THOMAS et al. 2004). Também pode apresentar em menores parcelas a presença de enxofre, nitrogênio, oxigênio, além de metais, componentes estes que tornam o petróleo menos nobre, reduzindo seu valor de mercado . Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br Óleos serão classificados pelo API (American Petroleum Institute) pela sua gravidade específica ou densidade relativa, onde óleos inferiores a 10°API serão muito pesados, densidade superior a 1000kg/m^3 e superiores a 31,1° API mais leves, densidade inferior a 870kg/m^3 (CORRÊA, 2003; SZKLO, 2012). Fatores como idade geológica, profundidade do reservatório, tectonismo, salinidade e teor de enxofre afetam os graus API. Na tabela 1 a classe de correntes segundo grau API e exemplo da origem do petróleo. Tabela 1 – Classes de correntes segundo grau API e exemplo de origem (THOMAS et al. 2004). O Brasil apresenta 53 correntes predominantes, do pesado Fazenda Belém (12,7°API) ao leve Urucu (48,5°API). A densidade média do óleo cru é de 25,1°API, ou seja, apresenta-se com um óleo intermediário tendendo a pesado (SZKLO, 2012). Assim o petróleo é caracterizado como produto da decomposição de matéria orgânica armazenada em sedimentos de rochas geradoras, formado nos mais distintos lugares, de produção “in natura”, que se desloca no subsolo, migrando através de aquíferos e ficando aprisionado em reservatórios. Sua origem é especialmente, de plânctons, que se decompõem por ação das bactérias em ambientes com baixo teor de oxigênio. Seu acumulo será em camadas do subsolo chamadas de bacias sedimentares, no assoalho oceânico, no fundo dos mares ou de lagos, sob condições específicas de pressão. Ao longo dos anos, esses depósitos sofrem diversas modificações até se transformarem no que corresponde à substância oleosa, o petróleo (BRASILESCOLA, 2020). O petróleo portanto será encontrado nas rochas chamadas reservatórios, assim chamadas pois, apresentam porosidade e interconectividade, característica que lhe conferem permeabilidade, sendo sua composição de arenito e calcarenitos, classificadas como rochas sedimentares, mas também podendo estar em reservatórios naturalmente fraturados de folhelhos e alguns carbonatos. Atendida as condições de geração, migração e reservatório, existe a necessidade natural de haver uma barreira promovida por uma rocha selante, caracterizada por baixa permeabilidade, como os folhelhos e os evaporitos (sal). A figura 1 apresenta a relação espacial entre rochas geradoras, reservatórios e selantes. Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br Figura 1 – relação espacial entre rochas geradoras, reservatórios e selantes (THOMAS et al. 2004) Uma vez estando o petróleo no subsolo, sua produção ou extração se dá por diferentes técnicas, sendo a escolha dependente da complexidade do acesso ao reservatório. Porém, antes desta etapa de grande investimento, será necessário o prognóstico feito por geólogos e geofísicos que, através de métodos geológicos, identificam a bacia sedimentar nas condições ideais para o acumulo de petróleo e as principais situações observadas que favoreçam as chances de sucesso na exploração. Com o estudo, baseado em técnicas geológicas, será indicado o ponto, em solo ou mar, para o processo de perfuração. No Brasil os poços de petróleo explorados a partir de 2006 na reserva chamada de pré-sal vem ocorrendo off-shore, ou seja, no mar. Antes da efetiva produção, primeiro ocorrerá a perfuração, realizada através de uma sonda, onde a rocha é perfurada por uma broca existente na extremidade de uma coluna de perfuração, a qual consiste basicamente de comandos (tubos de parede espessas) e tubos de perfuração (tubos de paredes finas) (THOMAS et al. 2004). Os fragmentos da rocha são removidos continuamente através de um fluído de perfuração ou lama. O fluído é injetado por bombas para o interior da coluna de perfuração através da cabeça de injeção, ou swivel, e retorna à superfície através do espaço anular formado pelas paredes do poço e a coluna. Ao atingir determinada profundidade, a coluna de perfuração é retirada do poço e uma coluna de revestimento de aço , de diâmetro inferior ao da broca, é descida no poço. O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poço é cimentado com a finalidade de isolar as rochas atravessadas, permitindo então o avanço da perfuração com segurança. Após a operação de cimentação, a coluna de perfuração é novamente descida no poço, tendo na sua extremidade uma nova broca de diâmetro menor do que a do revestimento para o prosseguimento da perfuração (THOMAS et al. 2004). Partindo desta sequência de informações, percebe-se que o processo de perfuração envolve diversas fases e diferentes diâmetros de brocas. Na figura 2 vista de diferentes acessos e pontos de perfuração para produção de petróleo. Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br Figura 2 – Diferentes acessos e pontos de perfuração para produção de petróleo(THOMAS et al. 2004). Uma vez finalizado o poço, inicia-se a produção através de mecanismos de extração, tais como de gás em solução, de capa de gás, influxo de água, combinado ou segregação gravitacional, no qual consistem diferentes técnicas para retirada do petróleo da rocha reservatório. A produção consiste da necessidadede outro material preencher o espaço poroso ocupado pelo óleo. Esta ocorrerá devido a dois efeitos principais: descompressão (caudada pela expansão do fluído contido no reservatório e contração do volume poroso) ou deslocamento de um fluído por outro fluído (exemplo a invasão da zona de óleo por um aquífero) (THOMAS et al. 2004). Ao longo da vida produtiva de um poço de petróleo ocorre, geralmente, a produção simultânea de gás, óleo e água, juntamente com impurezas(THOMAS et al. 2004). Como o principal interesse é a produção de hidrocarbonetos (gás e óleo), haverá a necessidade de o campo (marítimo ou terrestre) adotar instalações de produção, chamadas de processamento primário: - separação do óleo, gás e água com as impurezas em suspensão; - tratamento ou condicionamento dos hidrocarbonetos para que possam ser transferidos para as refinarias; - e o tratamento da água para reinjeção ou descarte. Dependendo do tipo de fluídos produzidos e da viabilidade técnico-econômica, uma planta de processamento primário pode ser simples ou complexa (THOMAS et al. 2004). A mais simples efetua apenas a separação gás/óleo/água, enquanto as mais complexas incluem o condicionamento e compressão do gás, tratamento e estabilização do óleo e tratamento da água para reinjeção ou descarte. O sistema começa na cabeça do poço, que é equipado com uma válvula para controle da vazão, de acordo com as recomendações da engenharia de reservatórios. Nesta válvula é onde ocorre a maior perda de carga localizada entre o reservatório e o primeiro separador. Quando dois ou mais poços produzem para uma mesma unidade, é necessário o uso de um manifold de produção para combinar as vazões e pressões dos diversos poços para a entrada da planta de processamento primário (THOMAS et al. 2004). Na figura 3 o fluxograma do processamento primário de fluídos, onde óleo e LGN devem ser enviados as refinarias. Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br Figura 3 - fluxograma do processamento primário de fluídos (THOMAS et al. 2004). 1.2. HIDROCARBONETOS Como já mencionado, o petróleo é basicamente hidrocarbonetos, que são compostos formados por estruturas classificadas como saturadas, insaturadas ou aromáticas. Os hidrocarbonetos saturados serão denominados alcanos ou parafínicos, do latim parafine “pequena atividade”, ou inertes. Os átomos de carbonos estão ligados por ligações simples e ao maior número possível de átomos de hidrogênio, constituindo cadeias lineares, ramificadas ou cíclicas, interligadas ou não. Já os hidrocarbonetos insaturados, também denominados olefinas, apresentam pelo menos uma dupla ou tripla ligação entre carbonos, enquanto os aromáticos, também chamados arenos, apresentam pelo menos um anel de benzeno na sua estrutura (THOMAS et al. 2004). A tabela 2 apresenta as principais características das famílias dos principais hidrocarbonetos normalmente encontrados no petróleo (THOMAS et al. 2004). Tabela 2 – características dos hidrocarbonetos (THOMAS et al. 2004). Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br Assim a composição química típica do petróleo será em torno de 14% de parafinas normais, 16% de parafinas ramificadas, 30% de parafinas cíclicas (naftênicas), 30% de aromáticos e 10% de resinas e asfaltenos (moléculas grandes, com alta relação de carbono/hidrogênio, estruturas básica constituída de 3 a 10 ou mais anéis, geralmente aromáticos, e presença de enxofre, oxigênio e nitrogênio – de 6,9 a 7,3%). 1.3. REFINO: PROCESSOS, PRINCIPAIS DERIVADOS E SUAS APLICAÇÕES O óleo e gás oriundos do processamento primário agora estão prontos para serem processados como petróleo. Por ser um mistura de muitos componentes, é praticamente impossível separá-lo em substâncias puras ou misturas de composição conhecida, o que implica que suas propriedades não podem ser conhecidas de maneira exata, sendo algumas de suas características determinadas como valores médios da mistura, enquanto outras são obtidas somente através de correlações matemáticas (SZKLO, 2012). Contudo as frações derivadas de petróleo serão produtos do processamento do óleo cru, obtidas basicamente em três tipos de processos: - destilação atmosférica, onde grupos de frações são separadas por diferença de ponto de ebulição (ou pressão de vapor), numa coluna de destilação; - destilação à vácuo do resíduo, onde é extraído no resíduo de fundo da coluna atmosférica mais frações leves. O resíduo de destilação à vácuo é utilizado para produção de asfalto ou complementação da produção de óleo combustível; - craqueamento térmico ou catalítico, onde é possível transformar frações pesadas do óleo em frações mais leves, ajustando o perfil da produção com as necessidades de mercado consumidor. A qualidade e característica do petróleo determina a faixa de extração de cada componente principal, embora os processos adicionais como o craqueamento permitam uma pequena variação do ajuste. Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br Em função da grande variação de composição química, cada óleo terá uma curva típica de destilação, ou seja, não há uma temperatura de ebulição específica para um determinado petróleo, mas sim uma faixa de temperatura, de acordo com seus componentes (SZKLO, 2012). Isto significa que compostos hidrocarbonetos maiores, ou de maior peso molecular, dentro de uma mesma classe de hidrocarbonetos, tem maior temperatura de ebulição ou são menos voláteis (SZKLO, 2012). Assim as principais frações produzidas, em ordem crescente de densidade e ponto de ebulição são as seguintes: - Gás residual - Gás Liquefeito de Petróleo - Nafta petroquímica - Gasolina - Querosene - Óleo Diesel - Óleo Combustível - Lubrificantes - Óleos residuais - Asfaltos Então, por exemplo, a gasolina é composta por uma série de compostos químicos, que entram em ebulição a diferentes temperaturas, Esta característica é medida em termos de fração percentual do material que entra em ebulição (ou se destila) a uma data temperatura. Neste caso, T50 é a temperatura em que 50% da gasolina evapora, nas condições da sua destilação. Analogamente, o perfil de destilação pode ser descrito em termos de percentual do produto que evapora a uma dada temperatura. Por exemplo, E200 e E300 são volumes percentuais de produto que se evaporam a 200°F e 300°F, respectivamente (SZKLO, 2012). A figura 4 apresenta um exemplo de curva de destilação de petróleo. Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br Figura 4 - exemplo de curva de destilação de petróleo (SZKLO, 2012). A frações obtidas do refino do petróleo apresentarão o número de carbonos crescente na composição de suas cadeias. A fração gás residual, de 1 a 2 carbonos sendo utilizada como gás combustível; o GLP (Gás Liquefeito do Petróleo), com 3 a 4 carbonos é para uso como combustível doméstico e industrial; o nafta, principal matéria prima para indústria petroquímica, terá entre 5 e 11 carbonos; a gasolina combustível e solvente apresenta entre 5 e 10 carbonos; o querosene um combustível com 11 e 12 carbonos; o gasóleo leve para uso como Diesel e combustível de fornos apresenta na faixa de 13 a 17 carbonos. Gasóleo pesado será combustível para uso industrial, além de matéria prima para lubrificantes com número de carbonos de 18 a 25; os óleos lubrificantes apresentarão estruturas com cadeias carbonicas de 25 a 38 carbonos; óleo combustível industrial, mais pesado, apresentará mais de 28 carbonos; e, por fim os “resíduos” ,com mais de 38 carbonos sendo aplicados como impermeabilizantes, asfalto e piche. Em resumo, os produtos obtidos em uma refinaria é: 1.produto acabado combustíveis; 2.produto acabado não combustíveis; e 3.intermediáriosda indústria química. A composição da carga de óleo/gás na refinaria pode variar significativamente, assim refinarias de petróleo são sistemas complexos com múltiplas operações que dependem tanto das propriedades do insumo (ou do mix de insumos) quanto dos produtos desejados. Por esta razão, “não existem duas refinarias iguais no mundo” (SZKLO, 2012). Frente a especificidade do assunto tratado, será o químico e o engenheiro responsáveis pelo pleno conhecimento sobre os processos de refino, sejam eles voltados a separação, conversão, tratamento ou processos auxiliares. Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br 1.4. SEPARAÇÃO Envolvem operações Topping onde o petróleo cru é separado em diferentes grupos e/ou frações de hidrocarbonetos. A unidade topping mais comum é a destilação, mas a desasfaltação a solvente também é um processo de separação do óleo cru em diferentes matérias primas a serem convertidas na unidades downstream da refinaria. A seguir o detalhamento dos principais processos de separação: Destilação atmosférica: o petróleo tratado, “dessalgado”, é preaquecido em uma bateria de trocadores de calor, seguida de um forno, chegando a cerca de 300 a 400°C (570-750°F), é levado a uma coluna de destilação vertical a pressão atmosférica, onde grande parte da carga (oleosa) se vaporiza e fraciona em diferentes cortes, através de 30-50 estágios, cada um correspondendo a uma diferente temperatura de condensação (SZKLO, 2012). As frações leves serão gases, nafta, gasolina, querosene, gasóleos, óleo lubrificante, já as frações pesadas, resíduo de fundo, coletadas no fundo da coluna seguem, em princípio, para destilação a vácuo. Muitas frações leves obtidas nesta operação podem ser tratadas (blending) como produto acabado, sendo enviadas a unidades a jusante do refino. Este produtos líquidos da destilação atmosférica também são conhecidos como straight-run liquids (ex. straight-run gasoline) ou simplesmente produtos de destilação direta (DD) (SZKLO, 2012). Destilação a vácuo: as frações pesadas da unidade de destilação fracionada, bottoms ou topped crude, após aquecidas a cerca de 400°C e parcialmente vaporizada (30 -70% em massa), normalmente seguem para unidade à vácuo, operando a pressão reduzida de 0,2 a 0,7 PSIA (unidade de pressão absoluta, INSTITUTODEENGENHARIA, 2020) ou 40 a 100mbar. O vácuo permite que a temperatura no fundo da torre seja em torno de 355°C, o que minimiza o coqueamentos e impede a degradação da fração pesada, ambos fenômenos indesejáveis. O produto gasóleo leve de vácuo segue para hidrotratamento, o gasóleo pesado de vácuo para hidrotratamento, hidrocraqueamento ou para craqueamento catalítico, já o terceiro para unidade de viscorredução, de coqueamentos, de gasificação, de produção de betume ou para o pool de escuros da refinaria (óleo combustível, por exemplo) (SZKLO, 2012). Dentro da produção de lubrificantes destacam-se os processos de desasfaltação a propano, Extração de aromáticos e Desparafinação a solvente (DEWAX). Também classificados como processos de separação a estabilização de naftas, desaromatização a furfural, desoleificação a solvente e adsorção de N-parafinas. 1.5. CONVERSÃO Também chamado de operações downstream na refinaria, na qual implica alteração da estrutura molecular dos hidrocarbonetos. Também chamada técnicas de fundo de barril, porque convertem resíduos atmosféricos (topped crude) e, principalmente resíduos de vácuo. Envolvem operações de craqueamento ou fracionamento/quebra, térmico ou catalítico de hidrocarbonetos, no qual moléculas grandes (pesadas) de hidrocarbonetos são quebrados em Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br moléculas menores. Esta operação pode ser atingida pelo aporte de calor e/ou uso de catalisadores. As operações de craqueamento incluem os coqueamentos retardado, flexi e fluido, a viscorredução, o craqueamento catalítico, o hidrocraqueamento catalítico e o termocraqueamento. Também classificado como operação de conversão onde há a combinação de hidrocarbonetos, duas ou mais moléculas de hidrocarbonetos formam uma molécula maior, por exemplo, convertendo um combustível (ou produto) gasoso em um combustível (ou produto) líquido. As operações de combinação incluem as unidades de alquilação e polimerização, que combinam moléculas pequenas para produzir componentes da gasolina de alta octanagem (como os alquilados). Já o rearranjo de hidrocarbonetos, também um operação de conversão, altera a estrutura original da molécula, produzindo uma nova molécula com diferentes propriedades físico- químicas, mas o mesmo número de átomos de carbono, ocorrendo nas unidades de reforma catalítica e na de isomerização. A seguir o detalhamento dos principais processos de conversão: Viscorredução visa a redução da viscosidade de derivados pesados e ao aumento da quantidade de gasóleo destinado à produção de gasolina, particularmente (SZKLO, 2012). Já o Craqueamento térmico é mais severo do que a viscorredução, pois utiliza temperaturas mais elevadas (SZKLO, 2012). Neste processo gasóleo pesado e resíduo de vácuo são aquecidos a 540°C e introduzidos em um reator, mantido a cerca de 140 PSIG (unidade de pressão manométrica, INSTITUTODEENGENHARIA, 2020). Coqueamento retardado é um processo térmico não catalítico, onde a carga, geralmente resíduos de vácuo, é aquecida em um forno, sendo conduzida a uma câmara de coqueamentos, onde se acumula o coque, e os compostos mais voláteis seguem para uma torre fracionadora. O processo gera gasóleo, nafta de coqueamentos, gases combustíveis e o coque de petróleo, que é essencialmente carbono sólido com teores variáveis de impurezas, ficando no fundo uma mistura de frações pesadas de carga com reciclo de coqueamento (SZKLO, 2012). Para que o coque não se forme no forno, mas sim na câmara de coqueamentos, é injetado vapor d’água no forno, ou seja, o coqueamentos é “retardado” para os tambores de coque. A qualidade do coque produzida depende basicamente da carga da refinaria. O coque verde de petróleo produzido nas refinarias brasileiras tem reduzido teor de enxofre, elevado teor de carbono fixo, baixo teor de cinzas e de compostos voláteis (SZKLO, 2012). Craqueamento catalítico em leito fluidizado ou FCC (Fluid Catalytic Cracking) utiliza calor, pressão e catalisadores, como agentes no fracionamento da mistura de hidrocarbonetos, sendo similar ao termocraqueamento, salvo no fato de que as reações ocorrem em condições menos rigorosas, sendo mais seletivas, em função do catalisador (ou mistura de catalisadores, normalmente zeólitos (ou sílica-aluminio cristalina) e sílica-alumina amorfa), que é aplicado em torno de 15% em massa, sendo este um material fino, granular e que ,periodicamente, deve ser regenerado (SZKLO, 2012). Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br A carga do FCC normalmente é constituída de gasóleos leves e pesados da unidade de destilação (atmosférica ou a vácuo), no entanto, quanto mais parafínica for, mais fácil será seu craqueamento, porque dificilmente o catalisador quebra os anéis aromáticos (SZKLO, 2012). O catalisador empregado (15% em massa) consiste na mistura de sílica-alumina sintérica cristalina (zeólitos) em suporte de sílica-alumina sintérica amorfa Em comparação com outros processos, o FCC otimiza a produção de gasolina de alta qualidade e frações C3 e C4, olefinas, que podem seguir para unidades de alquilação ou centrais petroquímicas. Existem 3 seções nas unidade de FCC, o reator regenerador, a torre fracionadora e a planta de gases insaturados (hidrocarbonetos leves insaturados ou olefinas). A carga é pré-aquecida a 250- 425°C, em seguida o fluído segue para contato com o catalisador aquecido a 700°C. Para aumentar a vaporização eo craqueamento subsequente, a carga é atomizada com vapor d’água. O craqueamento ocorre a 500-540°C e 1,5-2,0bar. Quase todas as reações ocorrem no riser, ou seja, quando a carga entra no catalisador e ascende dentro do reator vertical, estando no topo do reator, as reações estão completas. O catalisador fluidizado e os produtos da reação são separados no reator, onde no topo do riser, as partículas mais finas do catalisador são separadas mecanicamente através de ciclones (SZKLO, 2012). Hidrocraqueamento catalítico (HCC) normalmente utiliza um reator em que o craqueamento ocorre a pressões elevadas (34 a 196kgf/cm^2 ou 33 a 190atm) na presença de hidrogênio a temperaturas de 280-475°C. Este é um dos processos mais versáteis na refinaria, capaz de converter a faixa que vai de gasóleo a resíduos em produtos leves (SZKLO, 2012). Reforma catalítica utiliza reações catalíticas (catalisador à base de platina e rênio/germânio) para processar cargas com baixo teor de octanas (da coluna de destilação atmosférica), isto é, naftas (ex. nafta pesada da unidade HDT), convertendo-as em gasolina de alta octanagem, gás de refinaria, GLP, isobutano, n-butano e hidrogênio. As reações se processam normalmente a 470-530°C e 10-40kgf/cm^2. Isomerização catalítica é empregada para o rearranjo molecular sem adição ou remoção de átomos da molécula original, onde normalmente parafinas (butano ou pentano da destilação atmosférica) são convertidas em isoparafinas (produção de gasolina de alta qualidade). Esta reação ocorre a 100-200°C na presença de catalisadores (Pt e um material de base, ex. cloretos), com atmosfera rica em hidrogênio, que visa minimizar o depósito de coque (SZKLO, 2012). Alquilação catalítica é utilizada para produção de gasolina de alta octanagem, a partir do isobutano e olefinas formadas principalmente no FCC e/ou coqueamentos retardado, com catálise ácida (ácido sulfúrico ou ácido fluorídrico), resultando em alcanos, inclusive propano e butano líquidos (SZKLO, 2012). Polimerização catalítica é usualmente empregada na conversão de propeno e buteno (ex. frações de GLP) em gasolina de alta octanagem, sendo muito similar a alquilação, porém de menor custo. Esta acontece à alta pressão, na presença de ácido fosfórico como catalisador em base de sílica. Sua carga deve ser lavada com soda cáustica, objetivando eliminar mercaptanas e solução de amina para retirada de ácido sulfúrico. Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br 1.6. TRATAMENTO Nesta operação tratamento os derivados de petróleo serão processados para remoção de enxofre, nitrogênio, metais pesados e outras impurezas. Também classificada como tratamento está o blending ou mistura para formular produto, etapa final do processo de refino de onde sairá o produto final da refinaria. As principais unidades de tratamento serão: Dessalgação eletrostática: o óleo cru e os resíduos pesados possuem variadas quantidades de compostos inorgânicos, como sais solúveis, areia, sedimentos, óxido ferroso, etc. Para o tratamento o óleo cru, este é misturado com água, cerca de 3 a 10% em volume de óleo, e desemulsificantes, modificando o caráter oleofílico da emulsão água-óleo, o que favorece a separação. Por fim, emprega-se campo elétrico ao petróleo, pela diferença de potencial elétrico de 15 a 35kV), que polariza as gotículas de emulsão formando dipolo, sendo estas aglutinadas por atração eletrostática, formando gotas grandes que decantam. A eficiência da separação depende do pH, da densidade e da viscosidade do óleo (SZKLO, 2012). Esta etapa visa a obtenção de um óleo com teor de umidade menor que 0,3% e teor de sedimentos menor que 0,015%. Hidrotratamento (HDT) são empregados na remoção de impurezas dos derivados de petróleo, como compostos sulfurados, oxigenados (ex. ácidos naftênicos), nitrogenados, organometálicos, os quais podem desativar catalisadores em unidades FCC, HCC, reforma catalítica, etc. O tratamento é através da injeção das cargas em leito fixo de catalisadores, contendo óxidos de cobalto e molibdênio ou níquel e tungstênio em suporte de alumina, operando sob alta pressão e adição de hidrogênio (SZKLO, 2012). Também fazer parte dos tratamentos ocorridos em uma refinaria o tratamento cáustico, tratamento Merox, tratamento Bender e tratamento DEA/MEA. 4. PROCESSOS AUXILIARES Geração de hidrogênio é essencial para atender o consumo de hidrogênio em processos como HCC e HDT. Sua produção baseia-se na reforma a vapor de frações leves ou de gás natural, e/ou oxidação parcial (gaseificação) de frações pesadas de hidrocarbonetos (SZKLO, 2012). Também dentro dos processos auxiliares enquadra-se a recuperação de enxofre e setor de utilidades, como a produção de água desmineralizada, vapor d’água e energia, além do tratamento dos resíduos gasosos, líquidos e sólidos. INDICAÇÃO DE FILME Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt mauricio.schmitt@ulbra.br Horizonte Profundo - Desastre no Golfo | Heróis da vida real: Neste FILME, os atores Mark Wahlberg e Kate Hudson vivem a tragédia apresentada no filme ‘Horizonte Profundo – Desastre no Golfo’. Retrata uma explosão que aconteceu na plataforma de petróleo Deepwater Horizon, em 2010, no Golfo do México REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO CORRÊA, Oton L.S. – Petróleo: noções sobre exploração, perfuração, produção e microbiologia – Rio de Janeiro: Interciência, 2003. THOMAS, J.E. et al. – Fundamentos de engenharia de petróleo – Rio de Janeiro: Interciência, PETROBRAS, 2004. BRASILESCOLA https://brasilescola.uol.com.br/geografia/petroleo.htm - Acessado em 03/07/2020 às 15:04 SZKLO, A.S. et al. - Fundamentos do refino de petróleo tecnologia e economia – 3° ed. Atual e ampl. – Rio de Janeiro: Interciência, 2012. INSTITUTODEENGENHARIA https://www.institutodeengenharia.org.br/site/2018/08/07/o-que- e-psig-e-psia/ - Acessado em 05/07/2020 às 14:37
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