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Página 1 de 1 REFERÊNCIA TÉCNICA GUIA DE APLICAÇÃO EM VAPOR Segmento de OPC Março / 2007 GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 2 de 2 GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 3 de 3 GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC ELABORAÇÃO Eng. Marcelo Goberstein Spirax Sarco Ind. Com. Ltda. COLABORADORES (FONTES DE INFORMAÇÃO) Eng° Wagner Felício de Oliveira Petrobras – REVAP Engº Pedro Luiz de Lima Setal Engenharia Engº Rodrigo Zamin Spirax Sarco São Paulo – SP Março de 2007 GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 4 de 4 ÍNDICE OBJETIVO DO TRABALHO............................................................................................. 6 INTRODUÇÃO: O MERCADO DO PETRÓLEO........................................................... 7 RESERVAS DE PETRÓLEO................................................................................................... 7 FUTURO ........................................................................................................................... 8 HISTÓRIA DO PETRÓLEO NO BRASIL .................................................................................. 9 A PETROBRAS ..................................................................................................................13 PERFIL ...........................................................................................................................13 ATIVIDADES ....................................................................................................................13 EMPRESAS DO GRUPO PETROBRAS ..................................................................................17 PETROBRAS EM NÚMEROS ...............................................................................................19 INVESTIMENTOS PETROBRAS............................................................................................20 O PETRÓLEO ....................................................................................................................22 O QUE É O PETRÓLEO.....................................................................................................22 ORIGEM..........................................................................................................................24 DERIVADOS DO PETRÓLEO..............................................................................................25 O BIODIESEL ..................................................................................................................25 O H-BIO .......................................................................................................................30 PARÂMETROS PARA COMERCIALIZAÇÃO ...........................................................................34 A CADEIA PETROQUÍMICA ..............................................................................................35 O PROCESSAMENTO DO PETRÓLEO .......................................................................36 UPSTREAM......................................................................................................................36 EXPLORAÇÃO..................................................................................................................37 PERFURAÇÃO: SONDAS E PLATAFORMAS .........................................................................38 PRODUÇÃO.....................................................................................................................44 REFINO ..........................................................................................................................48 TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO....................................................................................48 DISTRIBUIÇÃO ................................................................................................................48 O REFINO E SEUS PROCESSOS ...................................................................................50 OBJETIVO DO REFINO .....................................................................................................50 QUALIDADE DO PETRÓLEO .............................................................................................51 PROCESSOS DO REFINO...................................................................................................52 CLASSIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS PROCESSOS DO REFINO ....................................57 PRINCIPAIS PROCESSOS PARA ESTUDO E AS APLICAÇÕES DO VAPOR .....60 DESTILAÇÃO ATMOSFÉRICA E DESTILAÇÃO À VÁCUO.......................................................60 OUTRAS TORRES DE DESTILAÇÃO (COLUNAS)...................................................................67 CRAQUEAMENTO.............................................................................................................71 COQUEAMENTO RETARDADO...........................................................................................71 CRAQUEAMENTO CATALÍTICO .........................................................................................76 GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 5 de 5 PROCESSO DE HIDROTRATAMENTO (HDT) ......................................................................82 OUTROS PROCESSOS EM REFINO .....................................................................................85 GERAÇÃO DE VAPOR ....................................................................................................89 PRODUÇÃO DE VAPOR ....................................................................................................89 PRESSÕES TÍPICAS DE VAPOR ..........................................................................................92 OPORTUNIDADES NA CASA DE CALDEIRA .........................................................................93 TRACEAMENTO ..............................................................................................................98 SELEÇÃO DO SISTEMA DA AQUECIMENTO....................................................................... 101 PROFUNDIDADE TOTAL DAS BOLSAS.............................................................................. 104 COLETAS MÚLTIPLAS (DRENAGENS COLETIVAS) ............................................................ 105 CONSUMO DE VAPOR PARA TRAÇOS............................................................................... 106 MANIFOLD DE SUPRIMENTO DE VAPOR E COLETA DE CONDENSADO .............................. 112 TANCAGEM .................................................................................................................... 118 CONTROLE DE TEMPERATURA EM TANQUES DE COMBUSTÍVEL ....................................... 118 PURGADORES: APLICAÇÃO E SELEÇÃO.............................................................. 124 A REFINARIA ................................................................................................................ 124 USO DO VAPOR ............................................................................................................. 125 SELEÇÃO DE PURGADORES............................................................................................ 127 UTILIZAÇÃO DE DISTRIBUIDORES DE FLUXO.................................................................. 133 SILENCIADORES ............................................................................................................ 135 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................................... 136 GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICAOPC Página 6 de 6 OBJETIVO DO TRABALHO Este trabalho tem como objetivo apresentar o segmento de OPC e prover conceitos básicos de forma didática, servindo como guia prático para profissionais que pretendam explorar as oportunidades deste mercado. O foco principal deste concentra-se na área de refino, onde encontramos as principais aplicações para a SPIRAX SARCO na área de vapor. Porém, forneceremos também uma referência básica para os demais processos envolvendo a indústria do petróleo. Convém ressaltar que, como característica tipicamente do mercado chamado de “topo de pirâmide”, a atuação SPIRAX SARCO será basicamente de oferecer Serviços e Produtos, com menos ênfase na “Tecnologia”, portanto, tendo um foco muito mais de SP (Sevice and Product) do que KSP (Knowledge, Service and Product). Ou seja, a interferência do trabalho SPIRAX SARCO nas operações unitárias encontradas, será muito menor que em outros segmentos tradicionais de atuação tais como sucroalcooleiro ou de papel e celulose. Como implicância prática disto, temos que o conhecimento da “linguagem petroleira” e conhecimento da estrutura organizacional, bem como o acesso e o contato / visitas a outras áreas do tipo Comitê de Conservação de Energia (CICE), Engenharia de Processo e Operação, se tornam tão importante quanto, ou até mais do que possuir um domínio total do balanço térmico de um processo de refino, por exemplo. Obviamente, será muito mais freqüente recebermos uma folha de dados do processo para especificação de um determinado produto / equipamento, do que termos acesso e conhecimento para um trabalho profundo de melhoria no consumo específico de vapor em uma unidade, porém de forma “indireta”, ou “dividindo” o processo em pequenas operações unitárias, poderemos utilizar e fornecer know how para este segmento, que a priori, seria de domínio do cliente. Certamente não podemos afirmar que não existam oportunidades em áreas tradicionais, como melhoria da qualidade do vapor ou reuso de águas industriais, como poderemos verificar mais adiante. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 7 de 7 INTRODUÇÃO: O MERCADO DO PETRÓLEO RESERVAS DE PETRÓLEO Certas condições geológicas especiais determinaram a distribuição do petróleo em nosso planeta de maneira bastante irregular. Existem no mundo algumas áreas que reuniram características excepcionais da natureza que permitiram o aparecimento do petróleo. O melhor exemplo disso é o Oriente Médio. Lá estão cerca de 65% das reservas mundiais de óleo e 36% das reservas de gás natural. Confira no quadro abaixo os países que possuem as maiores reservas de óleo e gás natural: RESERVAS DE ÓLEO % RESERVAS DE GÁS % Arábia Saudita 25,0 Federação Russa 30,5 Iraque 10,7 Irã 14,8 Emirados Árabes Unidos 9,3 Qatar 9,2 Kuwait 9,2 Arábia Saudita 4,1 Irã 8,6 Emirados Árabes Unidos 3,9 Venezuela 7,4 Estados Unidos 3,3 Federação Russa 5,76 Argélia 2,9 Estados Unidos 2,9 Venezuela 2,7 Líbia 2,8 Nigéria 2,3 Nigéria 2,3 Iraque 2,0 China 1,7 Indonésia 1,7 Qatar 1,5 Austrália 1,6 México 1,2 Malásia 1,4 Noruega 1,0 Noruega 1,4 Argélia 0,9 Turcomenistão 1,3 Brasil 0,8 Kasaquistão 1,2 Total no Mundo: 1,04 trilhão de barris 155,78 trilhões de m³ No Brasil, cerca de 85% das reservas estão localizadas na bacia de Campos, no estado do Rio de Janeiro. As bacias sedimentares brasileiras são de três tipos: Interiores: muito extensas e pouco espessas (profundas). Apresentam, hoje, baixa produção de petróleo. Exemplos: Solimões, Amazonas, Paraná e Parnaíba. Rift: estreitas, alongadas, profundas e apresentam produção média de petróleo. Exemplos: Tucano, Recôncavo, Alagoas e Marajó. Marginais: de extensão e profundidades variáveis. São grandes produtoras de petróleo. Exemplos: Campos, Santos, Sergipe e Espírito Santo. O Brasil possui 64 milhões de km² de terrenos sedimentares, 35 bacias sedimentares, sendo que mais de GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 8 de 8 90% delas ainda subexploradas. Nos estados do Maranhão e do Pará, apesar de possuírem bacias sedimentares e terem passado por vários processos exploratórios, a presença de petróleo é pouca ou nenhuma. ESTADO BARRIS POR DIA % Rio de Janeiro 1.253.570 80.550 Rio Grande do Norte 80.572 5.170 Amazonas 56.002 3.600 Bahia 50.483 3.240 Espírito Santo 44.759 2.880 Sergipe 41.647 2.685 Ceará 16.810 1.100 Alagoas 7.214 0.460 Paraná 3.490 0.220 São Paulo 1.585 0.100 TOTAL 1.556.132 100 Depois de um longo período de produção, as reservas de petróleo fatalmente se esgotam. Os prognósticos apontam que, daqui a 15 anos, apenas seis países terão a possibilidade de exportar petróleo: Arábia Saudita, Iraque, FUTURO Se para gerar o petróleo nas rochas sedimentares, a natureza levou cerca de 500 milhões de anos e se a humanidade está consumindo de forma acelerada e irresponsável este recurso energético, certamente não haverá tempo suficiente para que a natureza reúna todas as condições necessárias para gerá-lo novamente. Por esse motivo, podemos considerar o petróleo como uma fonte energética não-renovável, isto é, um dia ele vai acabar. Depois de um longo período de produção, as reservas de petróleo fatalmente se esgotam. Os prognósticos apontam que, daqui a 15 anos, apenas seis países terão a possibilidade de exportar petróleo: Arábia Saudita, Iraque, Kuwait, Emirados Árabes Unidos, Venezuela e México. Isto caso não ocorram descobrimentos de novos campos de petróleo até lá. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 9 de 9 Antes que o petróleo chegue ao fim, certamente serão encontrados substitutos para as necessidades mundiais de energia. Mas não deixa de ser motivo para reflexão o fato de o homem ter esgotado, em dois ou três séculos, o que a natureza levou até centenas de milhões de anos para criar. HISTÓRIA DO PETRÓLEO NO BRASIL Início A história do petróleo no Brasil começou no ano de 1858, quando o Marquês de Olinda concedeu a José de Barros Pimentel o direito de extrair betume em terrenos situados nas margens do rio Marau, na Bahia. Em 1930, depois de vários poços perfurados sem sucesso em alguns estados brasileiros, o engenheiro agrônomo Manoel Inácio Bastos tomou conhecimento que os moradores de Lobato, na Bahia, usavam uma "lama preta", oleosa, para iluminar suas residências. A partir desta informação, realizou várias pesquisas e coletas de amostras da lama oleosa, contudo não obteve êxito em chamar a atenção de pessoas influentes, sendo considerado "maníaco". Manoel Inácio Bastos não desistiu e, no ano de 1932, foi recebido pelo presidente Getúlio Vargas, no Rio de Janeiro. Na ocasião, o engenheiro agrônomo entregou ao presidente da Republica um relatório sobre a presença da substância em Lobato. Conselho Nacional do Petróleo (CNP) Durante essa década de 30, a questão da nacionalização dos recursos do subsolo entrou na pauta das discussões indicando uma tendência que viria a ser adotada. Em 1938, toda a atividade petrolífera passou, por lei, a ser obrigatoriamente realizada por brasileiros. Ainda nesse ano, em 29 de abril de 1938, foi criado o Conselho Nacional do Petróleo (CNP), para avaliar os pedidos de pesquisa e lavra de jazidas de petróleo. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 10 de 10 O decreto que instituiu o CNP também declarou de utilidade pública o abastecimento nacional de petróleo e regulou as atividades de importação, exportação, transporte, distribuição e comércio de petróleo e derivados e o funcionamento da indústria do refino. Mesmo ainda nãolocalizadas, as jazidas passaram a ser consideradas como patrimônio da União. A criação do CNP marca o início de uma nova fase da história do petróleo no Brasil. Primeiros Poços: Petróleo em Terras da Bahia Outro acontecimento marcante foi o descobrimento de petróleo em Lobato, na Bahia, em 1939, realizado pelos pioneiros Oscar Cordeiro e Manoel Inácio Bastos, sob jurisdição do recém-criado Conselho Nacional do Petróleo. A perfuração do poço DNPM-163, em Lobato, foi iniciada em 29 de julho do ano anterior. Somente no dia 21 de janeiro de 1939 o petróleo veio à tona. Mesmo sendo considerada subcomercial, a descoberta incentivou novas pesquisas do CNP na região do Recôncavo Baiano. Em 1941, um dos poços perfurados deu origem ao campo de Candeias, o primeiro a produzir petróleo no Brasil. As descobertas prosseguiram na Bahia, enquanto o CNP estendia seus trabalhos a outros estados. A indústria nacional do petróleo dava seus primeiros passos. Monopólio Após as descobertas na Bahia, as perfurações prosseguiam em pequena escala, até que, em 3 de outubro de 1953, depois de uma intensa campanha popular, o presidente Getúlio Vargas assinou a Lei 2004, que instituiu o monopólio estatal da pesquisa e lavra, refino e transporte do petróleo e seus derivados e criou a Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 11 de 11 No ano de 1963, o monopólio foi ampliado, abrangendo também as atividades de importação e exportação de petróleo e seus derivados. Águas Profundas Um marco na história da Petrobras foi a decisão de explorar petróleo no mar. Em 1968, a companhia iniciou as atividades de prospecção offshore. No ano seguinte, era descoberto o campo de Guaricema, em Sergipe. Entretanto, foi em Campos, no litoral fluminense, que a Petrobras encontrou a bacia que se tornou a maior produtora de petróleo do país. O campo inicial foi o de Garoupa, em 1974, seguido pelos campos gigantes de Marlim, Albacora, Barracuda e Roncador. Dos poços iniciais às verdadeiras ilhas de aço que procuram petróleo no fundo do mar, a Petrobras desenvolveu tecnologia de exploração em águas profundas e ultraprofundas - O Brasil está entre os poucos países que dominam todo o ciclo de perfuração submarina em campos situados a mais de dois mil metros de profundidade. Fim do Monopólio A flexibilização do monopólio foi outro fato importante da história recente do petróleo no Brasil. No dia 6 de agosto de 1997, o presidente Fernando Henrique Cardoso sancionou a lei 9478 que permitiu a presença de outras empresas para competir com a Petrobras em todos os ramos da atividade petrolífera. Auto-suficiência A partir de 2002, a Petrobras ampliou sua área de prospecção, buscando novas frentes exploratórias nas bacias de Santos e Espírito Santo e bacias ainda GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 12 de 12 pouco exploradas em suas águas profundas, como as da costa sul da Bahia, Sergipe, Alagoas e da margem equatorial brasileira. O ano de 2003 é considerado um marco na história da Petrobras. Além do expressivo volume de petróleo descoberto, foram identificadas novas províncias de óleo de excelente qualidade, gás natural e condensado, permitindo que as reservas e a produção da Companhia começasse a mudar para um perfil de maior valor no mercado mundial de petróleo. A produção doméstica de petróleo atingiu a marca de 1,54 milhão de barris por dia em 2003, representando cerca de 91% da demanda de derivados do país. A meta de produção nacional estabelecida no Plano Estratégico Petrobras 2015 é de 2,3 milhões de barris por dia em 2010. Para isso, serão implantados 15 grandes projetos de produção de petróleo até o ano de 2008. O ano de 2006 marca a auto-suficiência sustentável do Brasil na produção de petróleo. Com o início das operações da FPSO (Floating Production Storage Offloading) P-50 no campo gigante de Albacora Leste, no norte da Bacia de Campos (RJ), a Petrobras alcançará a marca de dois milhões de barris por dia. É o suficiente para cobrir o consumo do mercado interno de 1,8 milhão de barris diários. A Companhia já alcançou o patamar mais de uma vez. A diferença é que a P-50 consolida o processo sem risco de reversão. É a chamada sustentabilidade. Ao atingir o pico de produção, no terceiro trimestre de 2006, irá sobrar petróleo para exportar. A previsão é que dos 16 poços produtores - todos eles criteriosamente posicionados no campo de 225 quilômetros quadrados e em lâmina d'água que varia de 955 metros a 1.665 metros - jorrem 180 mil barris de petróleo e seis milhões de metros cúbicos de gás por dia. A P-50 tem lugar garantido na história petrolífera brasileira. Ela não vai apenas extrair riqueza de um reservatório generoso o bastante para guardar mais de meio bilhão de barris de óleo e 6,9 milhões de metros cúbicos de gás, mas também estampa o selo de excelência da Petrobras num projeto grandioso responsável pela geração de 4.200 empregos diretos e 12.600 indiretos; da operação de gestão de cinco contratos de construção - que incluíam desde a transformação do petroleiro Felipe Camarão, em Cingapura, até a integração do casco convertido em uma plataforma com os módulos montados em diversas partes do mundo (Itália, EUA, Malásia e Brasil no estaleiro Mauá-Jurong, em Niterói) - à exuberância visual da unidade. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 13 de 13 A PETROBRAS No dia 3 de outubro de 1953, do Palácio do Catete, o presidente Getúlio Vargas enviava mensagem ao povo brasileiro, dando conta de que o Congresso acabara de transformar em lei o plano governamental para a exploração do petróleo. "Constituída com capital, técnica e trabalho exclusivamente brasileiros, a Petrobras resulta de uma firme política nacionalista no terreno econômico", disse o presidente. "É, portanto, com satisfação e orgulho patriótico que hoje sancionei o texto de lei aprovado pelo poder legislativo, que constitui novo marco da nossa independência econômica", concluiu. As bases da política petrolífera nacional se estabeleceram na Lei 2004, que criou a Petróleo Brasileiro S.A - Petrobras. PERFIL A Petrobras é uma sociedade anônima de capital aberto que atua de forma integrada e especializada em segmentos relacionados à indústria de óleo, gás e energia. Líder no mercado nacional e na América Latina, a Petróleo Brasileiro S.A. é uma empresa consciente de sua responsabilidade social e que respeita o meio ambiente. No contexto de abertura do setor petrolífero brasileiro, a empresa mantém o crescimento e a liderança no País, preparando-se para tornar-se uma companhia de energia com atuação internacional. ATIVIDADES A petrobras atua em diversas áreas, entre elas as de abastecimento, exploração e produção, gás e energia, e negócios internacionais. Confira como cada uma delas se insere no sistema Petrobras: Abastecimento A Petrobras abastece quase toda a demanda do mercado brasileiro por derivados de petróleo. Um mercado que consome aproximadamente 1,7 milhão GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 14 de 14 de barris/dia. A excelência do abastecimento da Petrobras colocou a empresa como a nona maior companhia no setor downstream (refino, transporte e comercialização), segundo avaliação da Petroleum Intelligence Weekly. O termo downstream, na Petrobras, está ligado à boa parte da estrutura operacional: onze refinarias, duas fábricas de fertilizantes, bases, dutos, terminais e navios. Entre os desafios do setor, a Petrobras trabalha para aumentar a produção de diferentestipos de óleos em suas refinarias e eliminar a dependência da importação. Sempre com a preocupação com a qualidade do produto, a segurança do homem e os cuidados ambientais. Exploração e Produção Este setor da Petrobras é responsável pela pesquisa, localização, identificação, desenvolvimento, produção e incorporação de reservas de óleo e gás natural. A Petrobras atua em um padrão de excelência mundial de desenvolvimento e aplicação de tecnologia e produção em águas profundas. Em reconhecimento a este trabalho, a companhia recebeu, por duas vezes, o prêmio mais importante da indústria mundial de petróleo, o Distinguished Achievement Award, oferecido na Offshore Technology Conference (OTC), em 1992 e 2001. Estas atividades, em alinhamento com as orientações corporativas da Petrobras, observam rigorosamente os preceitos de responsabilidade social e de preservação do meio ambiente em todas as localidades onde atua. Gás e Energia Novos desafios em Gás e Energia: Com a nova estrutura organizacional da Petrobras, a estratégica área de negócios de Gás & Energia tornou-se responsável pela comercialização do gás natural nacional e importado e pela implantação de projetos, em parceria com o setor privado, que vão garantir a oferta deste combustível em todo o país. O setor de gás natural no Brasil cresceu 1.790% de 1980 a 2004 e hoje responde por 8,9% da matriz energética brasileira. A Petrobras aposta neste crescimento e estima que o combustível chegará a 12% da matriz em 2015. Para isso, a Petrobras dedica esforço permanente junto às distribuidoras de gás e seus clientes, buscando alternativas técnicas e econômicas que ampliem o uso do gás nos segmentos industriais, automotivos, na geração e co-geração de energia. A área de Gás & Energia da Petrobras é responsável por grande parte da estrutura de transporte e comercialização, atuando sempre de maneira segura e ambientalmente correta. Entre todos os combustíveis atualmente disponíveis em larga escala, o gás natural é aquele que se destaca como o mais versátil, econômico e limpo. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 15 de 15 GASODUTOS: Nos próximos cinco anos, US$ 5,2 bilhões serão aplicados na construção de novos gasodutos. Aos atuais 8.860 quilômetros de dutos que estão em operação atualmente, 4.160 quilômetros serão acrescentados à rede. O gás produzido em Urucu, na Amazônia, abastecerá os mercados de Porto Velho e Manaus, além de municípios do interior do Amazonas. O Gasene - ligação do Sudeste ao Nordeste - é formado por três gasodutos que vão integrar o litoral norte do Rio de Janeiro, a partir do terminal de Cabiúnas, a Catu (BA), passando pelo litoral do Espírito Santo, já está com obras de trechos em andamento. No Nordeste, o interior será priorizado, com a implantação da Malha Nordeste, que passará pelos Estados de Bahia, Sergipe, Alagoas, Pernambuco, Paraíba, e Rio Grande do Norte. Grandes cidades da região serão incluídas no mercado consumidor, assim como Campina Grande, cujo gasoduto João Pessoa-Campina Grande foi concluído e já está em operação. A Malha Sudeste está sendo reforçada com o gasoduto Campinas-Rio - que será ramificado para Jacutinga (MG) e Caraguatatuba (SP), além da ampliação da capacidade do Gasbel, que liga o Rio de Janeiro a Belo Horizonte. Na região Sul, o projeto do gasoduto Uruguaiana-Porto Alegre, que traria gás natural da Argentina ao Brasil, está suspenso pela atual baixa oferta do combustível naquele país. Gasodutos Móveis A Petrobras também investe em empreendimentos que utilizam as tecnologias que viabilizam a distribuição de gás natural em regiões ainda não atendidas por gasodutos - os chamados gasodutos móveis. Através da compressão (gás natural comprimido - GNC) ou liquefação (gás natural liquefeito - GNL) do gás natural é possível obter-se uma significativa redução de seu volume, o que viabiliza seu transporte em carretas especialmente projetadas para tanto. Estas alternativas de transporte de gás permitem a antecipação de mercados para o gás natural, desenvolvendo a cultura da utilização do energético antes da eventual conclusão do gasoduto. Dentre as iniciativas utilizando estas tecnologias destaca-se a Gás Local, joint venture entre a Petrobras e a White Martins, que deverá iniciar a comercialização de GNL em breve. O empreendimento envolve uma planta de liquefação com capacidade de processar 380.000 m3 de gás natural, localizada em Paulínia (SP), ao lado da refinaria da Petrobras, a REPLAN, e o atendimento de pontos de consumo localizados em um raio de até cerca de 900 quilômetros. Assim, a Gás Local prevê o atendimento de clientes no interior de São Paulo, norte do Paraná, sul de Minas Gerais, Goiás e Distrito Federal. ÁREA DE NEGÓCIOS INTERNACIONAL (ANI): A Petrobras desenvolve diversas atividades no exterior, como exploração, compra e venda de petróleo, tecnologias, equipamentos, materiais e serviços, recrutamento de pessoal especializado, afretamento de navios, apoio em eventos internacionais, entre outros. A companhia está GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 16 de 16 associada às maiores empresas de petróleo do mundo, fazendo-se presente em Angola, Argentina, Bolívia, Colômbia, Cazaquistão, Estados Unidos, Guiné Equatorial, Nigéria e Trinidad e Tobago. Transporte e Refino Após a extração dos poços, o petróleo é transferido por oleodutos ou navios petroleiros até terminais marítimos. Desses portos, o produto é transportados para as refinarias para a obtenção dos derivados. A Transpetro (Petrobras Transportes S.A.) é a empresa subsidiária da Petrobras responsável pelas atividades de transporte e armazenamento. Distribuição Nesta etapa, o derivado do petróleo chega até o consumidor. Esta atividade abrange da aquisição do produto até sua comercialização e controle de qualidade. A Petrobras Distribuidora é a responsável por prestar esse serviço. A subsidiária conta com uma rede de mais de sete mil postos, em todo o território nacional. A maior distribuidora do Brasil está presente em diversos segmentos: automotivo, marítimo, ferroviário e aviação, com produtos voltados para as mais diferentes aplicações. No quesito controle de qualidade, o programa "De Olho no Combustível" é o mais completo do país, incluindo 11requisitos para a certificação dos postos Petrobras. PESQUISA E TECNOLOGIA NA PETROBRAS GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 17 de 17 Dentro deste tema basta apenas destacar que em 1992, 1% do faturamento bruto da Companhia passou a ser destinado ao Cenpes (Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Americo Miguez de Mello), o que colocou a Petrobras no rol das companhias que mais investem em pesquisa e desenvolvimento no mundo. Para se ter uma idéia, o Cenpes dispõe de 150 laboratórios e 30 unidades- piloto, onde atuam 1.565 técnicos, sendo 350 mestres e 130 doutores. Encontra-se atualmente em fase inicial de construção a ampliação do CENPES, ou o CENPES II, possibilitando o surgimento e o crescimento de novos negócios, num espaço de 183 mil metros quadrados localizado também na Ilha do Fundão, no Rio de Janeiro EMPRESAS DO GRUPO PETROBRAS Como as grandes empresas internacionais de petróleo, a Petrobras também atua por meio de empresas subsidiárias, controladas e coligadas. Essas empresas foram criadas por necessidades diretas da própria indústria do petróleo, ou para atender a exigências do desenvolvimento do Brasil. Assim, aos poucos, foi tomando corpo o que, na década de 70, passou a ser conhecido como o Sistema Petrobras, que já chegou a reunir quase 150 empresas nos ramos petroquímico, de fertilizantes, distribuição, comérciointernacional, reparos navais e transporte. Posteriormente, procurou-se racionalizar o sistema, com fusões e alienação de empresas ou de participações. Hoje, o Sistema Petrobras é formado por subsidiárias (Petrobras Distribuidora, Transpetro, Gaspetro e Petroquisa) e algumas controladas e coligadas. Petrobras Química (PETROQUISA) A Petroquisa surgiu em 1967, para viabilizar a indústria petroquímica brasileira, porque, até então, o país importava todos os produtos petroquímicos básicos. A subsidiária participa em sociedades que têm por objetivo a fabricação, GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 18 de 18 comércio, distribuição, transporte, importação e exportação de produtos das indústrias química e petroquímica. Implantou os três pólos petroquímicos brasileiros (São Paulo, Bahia e Rio Grande do Sul), um pólo cloroquímico (Alagoas) e unidades petroquímicas em Pernambuco e no Rio de Janeiro. A atuação da Petroquisa tem permitido que o Brasil seja auto-suficiente em produtos petroquímicos básicos, intermediários e finais. A Petroquisa participa hoje do capital das três centrais petroquímicas (Copene, Copesul e Petroquímica União) e em empresas de segunda geração. Petrobras Distribuidora Criada em 1971, opera na distribuição e comercialização de produtos e derivados de petróleo, álcool e outros combustíveis. Seja nos mais de sete mil postos de serviço, com sua arquitetura futurista, ou nas balsas que abastecem a Amazônia, é a única empresa do setor que atua em todo o território nacional, levando derivados aos mais longínquos pontos do Brasil. A Distribuidora atua em um mercado muito competitivo, com dezenas de concorrentes, e se destaca por manter a liderança na comercialização dos principais produtos, com participação de cerca de 33% do mercado. A maior distribuidora do Brasil está presente em diversos segmentos da indústria: automotivo, marítimo, ferroviário e na aviação. Petrobras Gás (GASPETRO) A empresa funciona como holding para investimentos no transporte de gás natural, além de deter participações minoritárias em projetos de geração de energia e cabos de fibra óptica. Esta subsidiária surgiu em maio de 1998, após a alteração da razão social da Petrobras Fertilizantes (Petrofertil) - a subsidiária criada em 1976 teve suas participações em empresas do ramo de fertilizantes privatizadas. O objetivo da Gaspetro passou a ser a produção, o comércio, a importação, a exportação, a armazenagem, o transporte e a distribuição de gás natural, de gás liquefeito de petróleo e de gases raros de quaisquer origens; de fertilizantes, suas matérias-primas e produtos correlatos; de energia termoelétrica; de sinais de dados, voz e imagem por meio de sistemas de comunicação por cabo e rádio; bem como a prestação de serviços técnicos e administrativos relacionados a tais atividades. Atualmente, o projeto mais importante da Gaspetro é o desenvolvimento e operação do gasoduto Bolívia- Brasil. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 19 de 19 Petrobras Transporte (TRANSPETRO) É a mais jovem das subsidiárias, criada em 1998. Entre suas atribuições estão as atividades de transporte marítimo do Sistema Petrobras, podendo também prestar serviços de transporte a terceiros. Com a gradativa integração da Frota Nacional de Petroleiros (Fronape), a Transpetro opera no transporte e armazenagem de granéis, petróleo, derivados e de gás, por meio de dutos, terminais ou embarcações próprias ou de terceiros. Além disso, também tem por objetivos construir e operar novos dutos, terminais ou embarcações, mediante associação com outras empresas. Outra atribuição é o transporte de sinais, dados, voz e imagem associados às suas atividades-fim. Petrobras Comercializadora de Energia Ltda. A empresa tem como objetivos a comercialização dos blocos de energia elétrica contratados pela Petrobras, bem como a prestação de serviços técnicos e administrativos relacionados a essas atividades. A subsidiária tem como sócias a Petrobras e a Petrobras Gás S.A. (Gaspetro), com 99% e 1% de participação, respectivamente. Demais Empresas Controladas ou Coligadas Petrobras Negócios Eletrônicos S.A., Petrobras International Finance Company (PIFCO), Downstream Participações S.A. PETROBRAS EM NÚMEROS Dados Referntes ao ano de 2004 Receitas Líquidas (R$ milhões) R$ 136,605 Lucro Líquido (R$ milhões) R$ 23,725 Investimentos (em bilhões de Reais) R$ 22,9 Acionistas 170,060 Exploração 64 sondas de perfuração (42 marítimas) Reservas (Critério SEC) 11,77 bilhões de barris de óleo e gás equivalente GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 20 de 20 (boe) Poços Produtores 14,061 (1.258 marítimos) Plataformas em Produção 2005 97 (73 fixas; 24 flutuantes) Produção (média diária dez/2005) 1.847 mil barris por dia - bpd de petróleo e LGN 370 mil barris de gás natural / Exterior 260 mil /dia Refinarias 16 (cinco no exterior) Paulínia - Replan (SP) Landulpho Alves - Rlam (BA) Duque de Caxias - Reduc (RJ) Henrique Lage - Revap (SP) Alberto Pasqualini - Refap (RS) Pres. Getúlio Vargas - Repar (PR) Pres. Bernardes - RPBC (SP) Gabriel Passos - Regap (MG) Manaus - Reman (AM) Capuava - Recap (SP) Fortaleza - Lubnor (CE) Gualberto Villarrolel - Bolívia Guilhermo Elder Bell - Bolívia Ricardo Eliçabe - Argentina San Lorenzo - Argentina Del Norte - Argentina Rendimento das Refinarias 1,839 milhão barris por dia (bpd) Dutos 30.343 km Frota de Navios 125 (50 de propriedade da Petrobras) Postos 66.933 Ativos (766 próprios) Fertilizantes 3 Fábricas: 1.852 toneladas métricas de amônia 1.598 toneladas métricas de uréia INVESTIMENTOS PETROBRAS A legislação brasileira, através da Resolução 315 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), de 2002, estabelece um índice máximo de 50 ppm de enxofre na gasolina e 50 ou 500 ppm no diesel combustíveis para 2009, o que vem trazendo uma grande movimentação nas refinarias com investimentos pesados em todas as unidades, através de novas unidades de processo de Tratamento. Dentro do Plano de Negócios do Abastecimento da Petrobras 2007 – 2011, US$ 4,4 bilhões serão para a melhoria da qualidade dos derivados – US$ 2,7 bi da GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 21 de 21 gasolina e US$1,7 bi do diesel nas refinarias existentes. Este investimento é 33% maior que os US$ 3,3 bilhões do período 2006-2010. Apenas para efeito de visualização da quantidade de projetos, vide figura abaixo: GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 22 de 22 O PETRÓLEO O QUE É O PETRÓLEO O Petróleo é uma mistura de Hidrocarbonetos composta de diversos tipos de moléculas formadas por átomos de Hidrogênio e Carbono e, em menor parte, de Oxigênio, Nitrogênio e Enxofre, combinados de forma variável, conferindo características diferenciadas aos diversos tipos de crus encontrados na natureza: Outra característica do petróleo é apresentar densidade menor do que a água. Sendo assim, o petróleo, e mesmo suas frações, podem ser caracterizadas pelo grau de densidade API (ºAPI), do American Petroleum Institute, definida por: A densidade específica do material é calculada tendo-se como referência a água. Obviamente, quanto maior o valor de °API, mais leve é o composto. Por exemplo: GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 23 de 23 Dessaforma, uma amostra de petróleo pode ser classificada segundo o grau de densidade API, como segue: • Petróleos Leves: acima de 30°API ( < 0,72 g / cm3 ); • Petróleos Médios: entre 21 e 30°API; • Petróleos Pesados: abaixo de 21°API ( > 0,92 g / cm3 ). Segundo o teor de enxofre da amostra, tem-se a seguinte classificação para o óleo bruto: • Petróleos “Doces” (sweet): teor de enxofre < 0,5 % de sua massa; • Petróleos “Ácidos” (sour): teor de enxofre > 0,5 % em massa. E também, segundo a razão dos componentes químicos presentes no óleo, pode-se estabelecer a seguinte classificação: • Base Parafínica – Constituído por cadeias abertas ou parafínicas • Produzem bons lubrificantes, querosenes e óleo Diesel Base Naftênica – Conhecidos por asfálticos (Ciclo alcanos) • Produzem gasolina de boa qualidade, mas óleo diesel e querosene necessitam de tratamento Base Aromática – Constituído por compostos aromáticos • Produzem gasolina de alta qualidade ( Alto poder anti-detonante) • Intermediários de baixa qualidade necessitando tratamentos adicionais Tanto a composição química (de base parafínica, naftênica ou aromática) quanto a aparência do petróleo variam. O aspecto pode ser viscoso, com tonalidades que vão do castanho-escuro ao preto, passando pelo verde, ou fluido e de cor clara. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 24 de 24 ORIGEM O "óleo da pedra" (do latim petro: pedra + oleum: óleo) é um produto da ação da natureza, que vem sendo formado há milhões de anos através da decomposição do material orgânico depositado no fundo de antigos mares e lagos. Estima-se que as jazidas petrolíferas mais novas têm menos de dois milhões de anos, enquanto as mais antigas estão em reservatórios com cerca de 500 milhões de anos. Segundo os geólogos, com o passar do tempo, outras camadas foram se depositando sobre esses restos de animais e vegetais. A ação de bactérias, do calor e da pressão, causados por esse empilhamento de novas camadas rochosas, transformou aquela matéria orgânica em petróleo. Ao contrário do que muita gente acredita, numa jazida, o petróleo, normalmente, não se encontra sob a forma de bolsões ou lençóis subterrâneos, mas nos poros ou fraturas das rochas, o que pode ser comparado à imagem de uma esponja encharcada de água. A existência de uma bacia sedimentar é indispensável para o processo de formação do petróleo - o material orgânico depositado nas depressões da crosta terrestre se transformou em rochas sedimentares, no decorrer de milhões de anos. O petróleo migra através de rochas porosas e permeáveis (arenitos) em direção a áreas com menor pressão, até encontrar uma camada impermeável que bloqueia o escapamento para a superfície (rochas selantes ou trapas). Nesses depósitos naturais, o gás fica retido nas partes mais altas e o óleo nas partes mais baixas. As rochas-reservatórios podem estar localizados próximos a superfície ou em profundidades maiores que cinco mil metros. Os geólogos, entretanto, acreditam que grande parte do petróleo gerado se perdeu na superfície, por falta dos obstáculos naturais. Essas exsudações, ou vazamentos, explicam a razão pela qual alguns povos antigos já conheciam e utilizavam o petróleo em sua forma natural, 4.000 anos antes de Cristo. Nos países árabes, onde hoje se concentra a maior produção de petróleo do mundo, esse mineral foi usado na construção das pirâmides, na conservação das múmias e como combustível nos dardos incendiários nas grandes batalhas. Também os antigos habitantes da América do Sul, como os Incas, utilizavam o produto na pavimentação das estradas do seu grandioso império. Outros usos do petróleo foram: calafetar embarcações, impermeabilização, pintura e GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 25 de 25 cerâmica. Sua primeira aplicação em larga escala foi na iluminação das casas e das cidades, substituindo o óleo de baleia. Com o tempo, passou também a ser empregado nas indústrias, no lugar do carvão. Contudo, um acontecimento notável fez do petróleo o combustível que move o mundo: a invenção dos motores a gasolina, que passaram a movimentar os veículos, até então puxados por tração animal ou movidos a vapor. E assim a vida, os hábitos e os costumes foram se transformando, conduzidos pelas inovações que o petróleo proporcionou com seus inúmeros derivados, até chegar aos dias atuais, quando se tornou um produto indispensável à vida moderna. DERIVADOS DO PETRÓLEO Os derivados do petróleo são obtidos em processos básicos de refinação que serão detalhados mais adiante. Tanto são originados produtos acabados quanto componentes que entrarão na transformação e acabamento de outros. Os produtos derivados do petróleo podem ser reunidos nos seguintes grupos: • COMBUSTÍVEIS: Gasolinas, Gás Natural e GLP, Óleo diesel, Óleo combustível, Querosene de aviação, Bunker (combustíveis marítimos); • LUBRIFICANTES: Óleos lubrificantes minerais, Óleos lubrificantes graxos, Óleos lubrificantes sintéticos, Composição betuminosa; • INSUMOS PARA A PETROQUÍMICA: Nafta, Gasóleo; • ESPECIAIS: Solventes, Parafinas, Asfalto, Coque. O BIODIESEL O Brasil apresenta ampla possibilidade de desenvolvimento de diversas oleaginosas por ser um país com clima favorável e com disponibilidade de água e terras, enquanto, outros países não possuem essa vantagem estratégica. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 26 de 26 Nosso país tem 90 milhões de hectares de terras cultiváveis sem qualquer impacto às florestas reservadas. Por outro lado, o Brasil é pioneiro na produção de biocombustíveis pela sua experiência com o Proálcool que, hoje, é uma referência mundial. O grande potencial de cultivo de oleaginosas permite a utilização de diferentes espécies apropriadas para cada região e época do ano em que se precise ou se deseje cultivar. A maioria dessas oleaginosas pode ser aproveitada também para fins alimentícios e outros, como é o caso do algodão. É possível, inclusive, utilizar muitas oleaginosas em consórcio com outras culturas alimentícias e com a própria cana-de-açúcar, a base para a produção de álcool. Tecnologia da Petrobras na Produção de Biodiesel A Petrobras realizou na década de 80 estudos sobre a transformação de óleos vegetais em biodiesel e sua utilização no desempenho de motores estacionários e em frotas cativas no Rio de Janeiro. No início da década de 90, o tema biodiesel ressurgiu na Europa e América, onde o mesmo passou a ser produzido e misturado ao diesel mineral (Bx) ou usado puro (B100). A produção de biodiesel nesses países foi apoiada em três argumentos: questões ambientais, visando a redução da emissão de gases de efeito estufa, geração de empregos no campo e segurança no fornecimento de combustíveis. Este movimento estimulou diversas instituições de pesquisa no Brasil a realizarem novos estudos sobre o tema. Mais uma vez, a Petrobras, por intermédio de seu Centro de Pesquisas (CENPES), buscou a inovação tecnológica para a produção de biodiesel com eficiência e economicidade. Em 2001, depositou um pedido de patente caracterizada, de forma inédita, pela obtenção direta de biodiesel a partir da semente de oleaginosas, que foi publicado pelo INPI em agosto de 2003. A tabela abaixo apresenta algumas características de oleaginosas brasileiras, que podem ser utilizadas para a produção de biodiesel. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 27 de 27 Entre estas a Petrobras priorizou o trabalho com a mamona devido a: o Rusticidade, cultivável em várias regiões do paíssendo pouco exigente em solo e água; o Ser cultura não comestível, intensiva em mão de obra; o Diversas regiões do País têm experiência em seu cultivo; o Permitir consórcio com diversas outras culturas alimentícias; o Contribuir para a recuperação do solo; o Ser totalmente aproveitável, a saber: Semente: biodiesel, glicerina, álcool e adubo; Folhas: criação de bicho da seda; Flor: produção de mel; Caule: uso como lenha e celulose; Casca do fruto: adubo orgânico rico em NPK. Vantagens do Processo Petrobras Este processo desenvolvido pela Petrobras tem ganhos significativos em relação ao usado atualmente, visto que; • Promove a reação de transesterificação (reação do óleo com o álcool) já a partir da semente, em temperatura e pressão moderadas, com economia de equipamentos e energia em relação ao processo convencional que parte do óleo; • Emprega como álcool o etanol, tipicamente brasileiro e renovável, em substituição ao metanol. Situação dos estudos do Processo Petrobras Já foi comprovada, em laboratório, a viabilidade para a produção do biodiesel a partir da mamona, girassol, amendoim, soja, gergelim, linhaça e outras oleaginosas. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 28 de 28 Continuam os testes em laboratório quanto a viabilidade de sua aplicação para outras oleaginosas abundantes em certas regiões, como dendê e babaçu, ou ainda mais promissoras como pinhão manso, nabo forrageiro e cramber. Está em estudo também o aproveitamento dos co-produtos, sobretudo da glicerina (como matéria-prima e para adição ao petróleo) e da polpa (para produção de álcool, além da utilização como ração e/ou adubo). Está em fase de instalação uma unidade piloto com capacidade de processar 10 kg de semente por batelada. O biodiesel produzido será empregado em testes de motores em bancada e em veículos a diesel. Os co-produtos (casca, polpa e glicerina) serão empregados na formulação de fertilizantes (NPK), fermentação para produção de álcool e desenvolvimento de aditivos para lama de perfuração, respectivamente. Com o objetivo de consolidar as tecnologias desenvolvidas pelo Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES), duas unidades semi-industriais de produção de biodiesel foram inauguradas em Guamaré (RN), em maio de 2006. A diferença entre as duas unidades está na tecnologia e na capacidade de produção de biodiesel. Uma das usinas experimentais utiliza tecnologia convencional e fabrica biodiesel a partir de óleos vegetais. Esta unidade pode produzir diariamente até 600 litros de biodiesel e será ampliada em breve para 20 mil litros/dia. A outra, com tecnologia desenvolvida pela Petrobras, produz biodiesel diretamente dos grãos, utiliza etanol como reagente e já pode atingir a produção de 5.000 litros de biodiesel por dia. Nas duas unidades, a Petrobras está priorizando o desenvolvimento da tecnologia nacional para a produção de biodiesel a partir de óleo de mamona puro ou em mistura com outros óleos. Ambos os processos geram como subproduto, a glicerina, que possui muitas aplicações industriais. Até o momento, são cultivados 3.000 hectares de mamona e 10.000 hectares de girassol. A produção de oleaginosas para essas duas unidades experimentais de biodiesel gera emprego e renda para, aproximadamente, 2.500 famílias de agricultores. Usinas de biodiesel da Petrobras A Petrobras está desenvolvendo seus três primeiros projetos de produção industrial de biodiesel em Candeias (BA), Montes Claros (MG) e Quixadá (CE). O biodiesel será produzido a partir de vários óleos vegetais e gordura animal, e cada usina terá capacidade para produzir até 57 milhões de litros anualmente, com início de produção previsto para final de 2007. O objetivo destas unidades GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 29 de 29 é atender a demanda da BR Distribuidora no Nordeste. Hoje, mais de 4 mil postos BR em todo o Brasil comercializam biodiesel. O suprimento de matéria-prima para a produção de biodiesel a partir da agricultura familiar será priorizado pela Petrobras, pelo menos na quantidade necessária para a obtenção do Selo Combustível Social (conjunto de medidas estabelecidas pelo Governo Federal para estimular a inclusão social da agricultura familiar na cadeia produtiva de biodiesel). A proposta é contribuir para o fortalecimento dos agricultores e suas cooperativas, estimulando o aumento da produção e da produtividade de mamona, algodão, dendê e, futuramente, outras oleaginosas como o girassol, o amendoim e o pinhão manso. Para tanto, já iniciaram as negociações com organizações locais e nacionais representativas da agricultura familiar. Também está em articulação com o Ministério de Desenvolvimento Agrário e Secretarias de Agricultura Estaduais e Municipais projeto para o desenvolvimento da cadeia produtiva de oleaginosas nas proximidades das usinas. O Banco do Brasil e o Banco do Nordeste do Brasil (BNB) estão participando deste processo para garantir o financiamento. Já a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) e outros órgãos de desenvolvimento, como a Comissão Executiva do Plano da Lavoura Cacaueira (CEPLAC) da Bahia, estão contribuindo com a tecnologia agrícola. Apenas nas três primeiras unidades de biodiesel da Petrobras cerca de 70 mil famílias de agricultores poderão ter emprego e renda. Na Região Sul, também há investimento em biodiesel. Em outubro de 2006, a Petrobras e a Petrobras Distribuidora assinaram em Palmeira das Missões e Bagé, no Rio Grande do Sul, dois Memorandos de Entendimentos para projetos de implantação de unidades de produção de biodiesel. O primeiro foi firmado com a Cooperbio (Cooperativa Mista de Produção, Industrialização e Comercialização de Biocombustíveis do Brasil) e o segundo com a Biopampa (Cooperativa de Biocombustíveis da Região do Pampa Gaúcho) e o Frigorífico Mercosul Ltda. As cooperativas são formadas por pequenos e médios agricultores, além de assentados da reforma agrária do estado. São aproximadamente 80 mil famílias que poderão cultivar e fornecer o insumo obtido de oleaginosas (girassol, canola, mamona, soja, amendoim, entre outros) para duas usinas de biodiesel que deverão ser instaladas nas regiões sul (Biopampa) e noroeste (Cooperbio) do Rio Grande do Sul. O Frigorífico Mercosul S.A. tem interesse em participar da sociedade e fornecer sebo animal como matéria-prima para as usinas. Os memorandos marcam o início da segunda fase dos estudos de viabilidade técnica e econômica para a implantação de duas usinas de produção de biodiesel na Região Sul. A primeira etapa dos projetos consistiu da análise do GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 30 de 30 potencial regional para implantação das unidades industriais, que foi estudada no âmbito do Protocolo de Intenções assinado em maio do ano passado com as cooperativas. O investimento em cada projeto é estimado em cerca de R$ 100 milhões e cada planta poderá produzir 100 mil toneladas de biodiesel por ano. A Petrobras Distribuidora participa como principal compradora do produto a preço de mercado. Este papel é fundamental para a viabilização do negócio. A Petrobras ainda analisa diversos projetos em outras regiões do Brasil para garantir que, em 2011, a empresa esteja produzindo 855 milhões de litros de biodiesel por ano, conforme seu Plano de Negócios 2007/2011. Os projetos em análise serão realizados em parceria com diferentes investidores, desde grandes grupos econômicos a cooperativas de trabalhadores rurais. Tabela Resumo – Unidades de Biodiesel da Petrobras: O H-BIO A preocupação mundial com o desenvolvimento sustentável evidenciou a necessidade da definição de limites de emissãopara as tecnologias automotivas. Desde então, pesquisadores têm buscado a produção de combustíveis menos poluentes, economicamente viáveis e de origem renovável para alcançar as melhorias ambientais desejadas. Neste sentido, o processo GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 31 de 31 HBIO contribui para a produção de óleo diesel usando uma parcela de matéria- prima renovável. H-BIO ou HBIO é um processo desenvolvido e patenteado pela Petrobras (PETRÓLEO BRASILEIRO S/A) constituído pela hidrogenólise (decomposição por hidrogênio) ocorrida através do co-processamento de triglicérides, principais constituintes de óleos vegetais e gorduras animais, em unidades de hidrotratamento de óleo diesel. A reação ocorre em presença de hidrogênio (daí o "H" do H-BIO), elevada pressão e temperatura, além de catalisador metálico. No desenvolvimento desta tecnologia foram testados em planta piloto diferentes óleos vegetais, tais como soja e mamona, em diferentes condições de operação, que evidenciaram as vantagens do processo onde se destaca o alto rendimento, de pelo menos 95% v/v, em diesel sem a geração de resíduos e uma pequena produção de propano. Para cada 100 litros de óleo de soja processados, são produzidos 96 litros de óleo diesel e 2,2 Nm3 de propano. Diante disso, a área de Refino do Abastecimento da Petrobras está realizando testes industriais, usando até 10% em volume de óleo de soja na carga do HDT, que demonstram a adequação e a flexibilidade da tecnologia. O processo envolve uma hidroconversão catalítica da mistura de frações de diesel e óleo de origem renovável, em um reator de HDT, sob condições controladas de alta temperatura e pressão de hidrogênio. Assim, o óleo vegetal é transformado em hidrocarbonetos parafínicos lineares, similares aos existentes no óleo diesel de petróleo. Esses compostos contribuem para a melhoria da qualidade do óleo diesel final, destacando-se o aumento do número de cetano, que garante melhor qualidade de ignição, e a redução da densidade e do teor de enxofre. O benefício na qualidade final do produto é proporcional ao volume de óleo vegetal usado no processo. Apesar da utilização de fontes renováveis (óleo vegetal), o H-BIO não é capaz de reduzir as emissões de monóxido de carbono (CO) e material particulado,a chamada “fumaça negra” dos veículos diesel. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 32 de 32 Processo H-bio em um esquema típico de refinaria segue basicamente a figura abaixo: Embora seja uma forma de produção de combustível a partir de biomassa e assim constituindo a produção de um biocombustível, o processo HBIO não deve ser confundido com biodiesel, um produto com propriedades semelhantes ao óleo diesel mineral, o qual constitui-se numa mistura de mono-alquil ésteres de ácidos graxos, resultado da reação de ácidos graxos com metanol ou, mais raramente, de etanol (reação de esterificação) ou, mais comumente, reação de triglicerídeos presentes em óleos vegetais e gorduras com metanol ou, mais raramente, etanol (reação de transesterificação). O H-BIO apresenta uma grande vantagem econômica no aspecto de integração de biocombustíveis na cadeia de produção de combustíveis fosseis, pois ao necessitar apenas do óleo vegetal puro como insumo biológico e empregá-lo na própria refinaria, o seu produtor dispensa o serviço das usinas de esterificação/transesterificação para a produção de biodiesel. A produção de biodiesel puro (B100) pela tradicional rota por transesterificação e a produção de diesel com uso de óleo vegetal em Unidade de HDT produzem combustíveis de estrutura molecular diferentes. O biodiesel puro possui especificação própria legislada pela ANP. Porém, tanto a mistura B2 (2% de biodiesel adicionado ao diesel de petróleo), autorizada para uso no Brasil conforme Lei 11.097/2005 quanto o diesel produzido pelo processo H-BIO, deverão atender a Resolução da ANP exigida para a comercialização de óleo diesel. Por outro lado, não há como certificar no produto final a porcentagem de matéria biológica, a fim de atender às metas de substituição de combustíveis fósseis por biocombustíveis (B2, B5 e assim sucessivamente). GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 33 de 33 A tecnologia H-BIO da Petrobras introduz uma nova rota para a produção de biocombustíveis complementar ao Programa Brasileiro de Biodiesel, em pleno desenvolvimento, para no futuro ampliar a utilização de biomassa na matriz energética do país, gerando benefícios ambientais e de inclusão social. Cronograma para o H-bio Inédito no mundo, o processo HBIO, deverá entrar em operação, até o final de 2007, na refinaria Gabriel Passos (REGAP), em Betim, Minas Gerais; Presidente Getúlio Vargas (REPAR), em Araucária, Paraná; Alberto Pasqualini (REFAP), em Canoas, Rio Grande do Sul e na Refinaria de Paulinia (REPLAN), em Paulínia. De acordo com este cronograma, o projeto prevê, até dezembro de 2007, a redução nas importações de óleo diesel convencional em até 10%, com a expectativa de aproveitamento de 256 milhões de litros de óleo vegetal. Estima-se a implantação do processo em oito refinarias, até 2011, com um consumo anual de 1.033 milhões de litros de óleo vegetal, o que corresponde a aproximadamente 35% do volume de óleo de soja exportado em 2005. Ao contrário do biodiesel, que necessita da construção de unidades especificas para sua produção, no caso do diesel obtido pelo processo HBIO são GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 34 de 34 necessárias apenas pequenas adaptações nas refinarias já existentes, o que torna essa tecnologia além de inovadora, ainda mais econômica. O HBIO será um complemento à produção de diesel convencional, com a vantagem de manter as mesmas características do combustível derivado de petróleo, porém com teor de enxofre muito menor. A utilização de óleos vegetais também garante uma maior performance de ignição dos motores. PARÂMETROS PARA COMERCIALIZAÇÃO Faz-se importante abordarmos a questão destes parâmetros, pois muitas vezes estarão ligados direta ou indiretamente ao processo de aquecimento, ou mesmo de filtragem e portanto, são pontos essenciais de abordagem para viabilização de trabalhos técnicos. Os derivados do petróleo comercializados devem atender determinados parâmetros relacionados a combustão, escoamento, estabilidade química e térmica, poluição e corrosão. COMBUSTÃO: de acordo com o processo de utilização, os produtos devem possuir facilidade de queima, sem produzir resíduos nem fuligens. OS PARÂMETROS RELACIONADOS A CADA PRODUTO SÃO: octano (gasolina), cetano (diesel), luminômetro (querosene e aviação), ponto de fuligem (querosene de iluminação), poder calorífico (querosene de aviação e óleo combustível). ESCOAMENTO: o produto deve possuir facilidade de transporte a baixas temperaturas. A análise leva em conta ponto de congelamento (querosene de aviação), ponto de névoa e ponto de entupimento (diesel) e ponto de fluidez (lubrificantes e óleos combustíveis). ESTABILIDADE QUÍMICA E TÉRMICA: esta especificação verifica a facilidade que o produto tem de reagir, degradando-se e formando resíduos por oxidação ou na combustão. OS PARÂMETROS DESSA ANÁLISE SÃO: teor de gomas (gasolina), teor de gomas e hidrocarbonetos aromáticos (querosene de aviação) e teor de compostos nitrogenados e resíduos de carbono (diesel) POLUIÇÃO E CORROSÃO: análise das partículas poluidoras e corrosivas expelidas por quase todos os derivados. Os itens verificados são o teor de enxofre e a corrosividade. Os valores obtidos atendem a normas estabelecidase visam preservar o meio-ambiente e a vida-útil dos equipamentos.. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 35 de 35 Em suma, podemos dizer que um derivado somente apresentará um bom desempenho sem agredir o meio ambiente, quando existir compromisso de responsabilidade entre o refinador, fabricante do equipamento e usuário. A CADEIA PETROQUÍMICA Ao deixar a refinaria, os derivados de petróleo movimentam uma cadeia de indústrias petroquímicas que tradicionalmente se instalam ao redor da mesma e são conhecidas basicamente por indústria da 1ª Geração, tal como Braskem, PQU e Copesul, que basicamente fornecem matéria-prima do tipo Etileno, Propileno, Benzeno, Resíduos Aromáticos e Outros, para as indústrias da 2ª geração, que geram matéria-prima para transformação utilizada por exemplo em empresas de plástico e outros produtos acabados. Um exemplo disto pode ser observado na figura a seguir, que mostra a cadeia produtiva no Pólo Petroquímico de Mauá, em Capuava – SP: GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 36 de 36 O PROCESSAMENTO DO PETRÓLEO Utilizando-se da linguagem habitualmente utilizada, o processo é basicamente dividido em Upstream (Exploração e Produção) e Downstream (Refino, Armazenagem e Distribuição), confirme figura abaixo: UPSTREAM Exploração e Produção, ou Upstream, inclui os seguintes processos • Exploração; • Perfuração: Sondas e Plataformas; • Produção. Em resumo, os segmentos básicos da indústria do petróleo estão interligados conforme mostrado no diagrama abaixo: GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 37 de 37 A seguir, veremos comum pouco mais de detalhes, cada uma destas áreas. EXPLORAÇÃO O ponto de partida na busca do petróleo é a exploração que realiza os estudos preliminares para a localização de uma jazida. Para identificar o petróleo nos poros das rochas e decidir a melhor forma de extraí-lo das grandes profundidades na terra e no mar, o homem utiliza os conhecimentos de duas ciências: a Geologia e a Geofísica. A Geologia realiza estudos na superfície que permitem um exame detalhado das camadas de rochas onde possa haver acumulação de petróleo. A Geofísica, mediante o emprego de certos princípios da física, faz uma verdadeira radiografia do subsolo. Um dos métodos mais utilizados por essa ciência é o da sísmica, que compreende verdadeiros terremotos artificiais, provocados, quase sempre, por meio de explosivos, produzindo ondas que se chocam contra a crosta terrestre e voltam a superfície, sendo captadas por instrumentos que registram determinadas informações sobre o subsolo. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 38 de 38 Após o conhecimento adquirido por essas duas ciências, os pesquisadores montam um painel de conhecimentos sobre a espessura, profundidade e comportamento das camadas das rochas sedimentares que é o refúgio do petróleo e do gás. Esses conhecimentos levam à definição do melhor ponto para que possa haver a perfuração do solo, embora ainda não seja possível nesta fase afirmar com segurança se há petróleo no subsolo. PERFURAÇÃO: SONDAS E PLATAFORMAS A perfuração é a segunda etapa na busca de petróleo. Ela ocorre em locais previamente determinados pelas pesquisas geológicas e geofísicas. Para realizá-la, perfura-se um poço - o pioneiro - mediante o uso de uma sonda. Comprovada a existência do petróleo, outros poços serão perfurados para se avaliar a extensão da jazida. Essa informação é que vai determinar se é comercialmente viável ou não, produzir o petróleo descoberto. Caso a análise seja positiva, o número de poços perfurados forma um campo de petróleo - poço de desenvolvimento. Como o tempo de vida útil de um campo de petróleo é de cerca de 30 anos, a extração é feita de forma racional para que esse período não seja reduzido. Para cada 100 poços exploratórios perfurados em busca de petróleo e gás natural, a Petrobras obteve no período 2003/2005 índices de sucesso maiores do que 40%, superiores à média mundial, que fica em torno de 20%. O Brasil domina a tecnologia de perfuração submarina em águas profundas - acima de 400 metros- e ultraprofundas - acima de 2.000 metros-, sendo o recorde nacional um poço exploratório perfurado em lâmina d'água de 2.853 metros, no mar da Bacia de Campos. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 39 de 39 Sondas As sondas utilizadas na perfuração de poços de petróleo são classificadas de acordo com sua utilização como terrestres ou marítimas. Se a perfuração ocorrer em terra - conhecida como onshore -, o equipamento utilizado possui brocas que giram para romper a rocha, trazendo até a superfície o material extraído do subsolo. As sondas de perfuração terrestres são muito semelhantes. Uma das variáveis é o transporte para chegar ao local a ser perfurado: nos de fácil acesso, é feito por estradas, enquanto que nos mais difíceis, como, por exemplo, ilhas ou florestas, há a necessidade de embarcações ou helicópteros. O sistema de perfuração marítima, offshore, segue os mesmos moldes da terrestre, contudo, as sondas marítimas diferem entre si por se adequarem às GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 40 de 40 diferentes profundidades em que atuam. Esses equipamentos são instalados em plataformas fixas, móveis ou sobre navios. Plataformas Fixas São instaladas em campos localizados em lâminas d'água de até 200 metros. Elas possuem a vantagem de serem completamente estáveis até nas piores condições do mar. Em todo o mundo, essas plataformas utilizam, com maior freqüência, estruturas moduladas de aço - a outra opção é o concreto. A instalação dos equipamentos no local de operação é feita com estacas cravadas no solo marinho. Estes verdadeiros "gigantes de aço" são projetados para receber todos os equipamentos de perfuração, estocagem de material, alojamento de pessoal e todas as instalações necessárias para a produção dos poços de petróleo. Plataformas Móveis Auto-eleváveis: Plataforma marítima com três ou mais pernas de tamanho variável, que pode ser posicionada em locais de diferentes profundidades, em GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 41 de 41 lâminas d'água entre 5 e 130 metros - na zona situada entre a praia e o início dos abismos oceânicos. O sistema é composto por uma balsa de casco chato e largo, triangular ou retangular, que suporta as pernas. O transporte da plataforma até o local de perfuração dos poços exploratórios é feito por rebocadores ou por propulsão própria. Quando chegam ao local, suas pernas são arriadas lentamente, por meio de macacos hidráulicos ou elétricos, até o fundo do mar. Seu casco fica acima do nível da água, a uma altura plataformas flutuantes constituídas de uma estrutura de um ou mais conveses. O apoio e feito por flutuadores submersos que sofrem movimentação devido à ação das ondas, ventos e correntezas. segura e fora da ação das ondas. Semi-submersíveis: GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 42 de 42 Este tipo de plataforma fica situado na superfície do mar para que sofra menor impacto das condições impostas por ele. Além disso, possui um sistema de ancoragem ou de posicionamentodinâmico. Ancoragem: esse sistema restaura o posicionamento original pela ação de 8 a 12 âncoras e cabos (e/ou correntes) fixados no fundo do mar e que funcionam como molas, produzindo esforço capaz de reagir ao efeito das ondas, ventos ou correntezas. Posicionamento dinâmico: as plataformas que utilizam esse sistema não possuem ligação física com o fundo do mar, exceto pelos equipamentos de perfuração. Elas possuem sensores acústicos que identificam a deriva. A restauração da sua posição flutuante é feita por propulsores presentes no seu casco, acionados por computador. A profundidade de operação das plataformas que apresentam sistema de ancoragem é limitada, enquanto que as que utilizam o posicionamento dinâmico podem perfurar em águas de cerca de 500 metros de profundidade. Plataforma de pernas atirantadas: unidades flutuantes que possuem estrutura semelhante à da plataforma semi-submersível. A diferença entre elas ocorre no sistema de ancoragem no fundo do mar. A ancoragem é feita por meio de estruturas tubulares, com tendões fixos no fundo do mar por estacas e mantidos esticados pelo excesso de flutuação da plataforma. Esse sistema proporciona uma maior estabilidade da plataforma porque diminui drasticamente os seus movimentos. Com isso, as operações de perfuração e produção se assemelham às executadas em plataformas fixas. Navios Sonda São navios projetados para explorar poços submarinos situados em águas muito profundas. Eles possuem uma abertura no centro do casco por onde passa a coluna de perfuração. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 43 de 43 Da mesma forma que as plataformas semi-submersíveis, os navios mais modernos são equipados com sistemas de posicionamento dinâmico. Por meio de sensores acústicos, propulsores e computadores, são anulados os efeitos do vento, ondas e correntezas, que geralmente deslocam o navio de sua posição. A utilização dos navios-sonda em perfurações proporciona algumas vantagens em relação aos outros tipos de plataformas: grande capacidade de estocagem, perfuração de poços em qualquer profundidade e operação sem a necessidade de barcos de apoio ou de serviços. A figura abaixo mostra os tipos básicos de plataformas existentes. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 44 de 44 PRODUÇÃO O propósito dos poços de petróleo e de gás é o de produzir hidrocarbonetos de (ou injetar em) formações subterrâneas. O poço seria o conduto para o fluxo dos fluidos das formações, para a superfície. Existem vários mecanismos de produção de petróleo e/ou gás, que levam estes fluidos do fundo do poço até a superfície. São eles: Surgência Um poço é considerado surgente quando a pressão interna do reservatório é suficiente para expulsar os fluidos de formação até a superfície, através da tubulação do poço. Surgência Artificial: Esta ocorre em todos os casos onde se faz necessária o fornecimento de alguma energia auxiliar adicional para que os fluidos atinjam a superfície. Existem vários sistemas de elevação artificial: • Bombeio mecânico por hastes (sucker rod pumping); • Elevação por gás (gás lift); • Bombeio submerso convencional (eletrical submersible pumping); • Bombeio elétrico a pistão; • Outros. No Brasil, principalmente na região Norte / Nordeste em explorações em terra, (Onshore), o bombeio mecânico é bastante comum. Consiste em uma unidade motora instalada na superfície. No poço, uma bomba de fundo é operada por hastes e acionada pela unidade de superfície. Por um processo de pistoneio do poço, pelo movimento alternativo das hastes, o óleo é produzido. A bomba que efetua este trabalho é denominada “Cavalo de Pau”: GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 45 de 45 FPSO E FSO Os FPSOs (Floating, Production, Storage and Offloading) são navios com capacidade para processar e armazenar o petróleo, e prover a transferência do petróleo e/ou gás natural. No convés do navio, é instalada um planta de processo para separar e tratar os fluidos produzidos pelos poços. Depois de separado da água e do gás, o petróleo é armazenado nos tanques do próprio navio, sendo transferido para um navio aliviador de tempos em tempos. O navio aliviador, conhecido também por FSO (Floating storage unit) é um petroleiro que atraca na popa da FPSO para receber petróleo que foi armazenado em seus tanques e transportá-lo para terra. O gás comprimido é enviado para terra através de gasodutos e/ou reinjetado no reservatório. Os GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 46 de 46 maiores FPSOs têm sua capacidade de processo em torno de 200 mil barris de petróleo por dia, com produção associada de gás de aproximadamente 2 milhões de metros cúbicos por dia. No Brasil alguns projetos visam a conversão de FSO para FPSO, ou seja, incorporação da produção nestes navios. Exemplo disto foi a P-47, recentemente concluída no Rio de Janeiro pela Ultratec/SP e que constituía o antigo navio aliviador da P-36 afundada em 2001. Injeção de Vapor em poços Com certa freqüência o vapor é utilizado na extração de óleo pesado. Caldeiras de alta pressão são utilizadas para geração de vapor que é injetado nos poços para aquecer os resíduos de óleo e eleva-lo até a superfície. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 47 de 47 Temos em desenvolvimento no Brasil um grande projeto no Rio Grande do Norte, onde o intuito principal é de projetar uma enorme quantidade de linhas de vapor com objetivo de injeção em poços (Vaporduto), que será detalhado posteriormente, bem como podemos encontrar este tipo de aplicação na região do Espírito Santo. O vapor pode ser encontrado também como técnica de recuperação secundária de um campo de petróleo, utilizada para recuperar o óleo que não foi retirado pelos processos naturais e artificiais anteriormente mencionados. A figura acima mostra uma linha de injeção de vapor e manifold de extração de óleo asfáltico no Canadá. GUIA DE REFERÊNCIA TÉCNICA OPC Página 48 de 48 REFINO O óleo cru extraído do poço não tem aplicação direta. A sua utilização ocorre por meio de seus derivados. Para que isso ocorra, o petróleo é fracionado em seus diversos componentes através do refino ou destilação fracionada. Este processo aproveita os diferentes pontos de ebulição das substâncias que compõem o petróleo, separando-as e convertendo em produtos finais. Os derivados mais conhecidos são: gás liquefeito (GLP) ou gás de cozinha, gasolinas, naftas, óleo diesel, querosenes de aviação e de iluminação, óleos combustíveis, asfaltos, lubrificantes, combustíveis marítimos, solventes, parafinas, coque de petróleo. As parcelas de cada produto obtido no refino dependem de uma série de variáveis: da qualidade do petróleo que está sendo processado e da estrutura da refinaria - sua complexidade, unidades e mercado em que atua. TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO O petróleo que é extraído dos poços, na terra ou no mar, é transportado através de oleodutos ou navios petroleiros até os terminais marítimos - um porto especial para carga e descarga. Outra etapa do processo é levar esse petróleo dos terminais até as refinarias, onde será processado e dará origem a gasolina, diesel, gás, óleo combustível, lubrificantes, asfalto entre outros derivados. A empresa subsidiária Petrobras Transporte S.A. (Transpetro) é a responsável pelo
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