AULA 8 - FCC_20181121-2100

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22/11/2014
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Mario Sergio da Rocha Gomes, M. Sc.
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Engenharia do Petróleo - 90 Período
REFINO DE PETRÓLEO
Processos de Conversão
CRAQUEAMENTO
CATALÍTICO FLUIDO (FCC)
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 OBJETIVO : Quebrar cataliticamente moléculas de gasóleos e
resíduos para obtenção de gasolina e GLP .
 CARGA : Gasóleo Pesado, Resíduo Atmosférico e de vácuo.
 PRODUTOS : Gás Combustível, Gás Liquefeito, Nafta
Craqueada, Óleo Leve de Reciclo e Óleo Decantado.
 TIPO DE PROCESSO : Conversão Química.
 RENDIMENTOS TÍPICOS : GC : 4 % ; GLP : 20 % Nafta : 55 %
; LCO : 10 % ; OD. : 5 % ; Coque : 6 %
 INVESTIMENTO : US$ 160 - 320.000.000,00
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CRAQUEAMENTO CATALÍTICO - FCC
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 É um processo destinado à produção de gasolina de alta
octanagem (50 a 65%);
 Tendo como segundo derivado o GLP (25 a 40%);
 Todo coque gerado e depositado no catalisador é integralmente
queimado na regeneração;
 A Petrobras possui este processo instalado em todas as suas
refinarias;
 Embora tenha alto custo o processo apresenta grande
versatilidade e elevada rentabilidade, apresentando um rápido
retorno do investimento.
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CRAQUEAMENTO CATALÍTICO - FCC
 Este processo é bastante utilizado em todos os países que
possuem uma alta demanda de gasolina.
 Principais países:
 Estados Unidos;
 Canáda;
 México;
 Brasil.
 Japão;
 Os países europeus não possuem uma expressiva capacidade
instalada de craqueamento, em virtude da utilização de
transportes de massa.
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CARACTERÍSTICAS DE CARGAS
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RENDIMENTOS E QUALIDADE 
DE PRODUTOS
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APLICAÇÕES DAS FRAÇÕES
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CRAQUEAMENTO CATALÍTICO - FCC
O processo de FCC é dividido em 4 seções principais:
 Reator (“Riser”)
 Regenerador
 Fracionamento
 Recuperação de Gases
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CONVERSÃO E FRACIONAMENTO 
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 Reator (“Riser”) – Tubulação vertical onde são
misturados a carga a ser craqueada e o catalisador
do processo. É no reator onde ocorrem as reações
de craqueamento catalítico. As reações de
Craqueamento são endotérmicas. O catalisador
usado é a zeólita. A carga a ser craqueada é
misturada com catalisador e sobe pelo “Riser” por
um mecanismo de transporte pneumático.
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CRAQUEAMENTO CATALÍTICO - FCC
CONVERSÃO E FRACIONAMENTO 
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Funcionamento de ciclone
 Ciclone -> equipamento utilizado para separar pó de gás.
Gás + pó
Gás
Pó
Gás + Pó
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O ar queimado no 
regenerador para 
promover a 
regeneração do 
coque é comprimido 
até o regenerador 
por um soprador.
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 Regenerador – É um vaso onde ocorre a
regeneração do catalisador usado no reator. O
catalisador gasto tem coque depositado em suas
partículas. Este coque é queimado com ar
adicionado ao regenerador. O catalisador
regenerado retorna para o reator para realizar novas
reações de craqueamento com carga nova.
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 Fracionamento – Os gases provenientes do reator
são enviados para uma torre de fracionamento. Nesta
torre, são separados os principais produtos do
processo: gases para recuperação, gasolina
instabilizada, óleo leve de reciclo, óleo pesado de
reciclo e óleo clarificado.
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CRAQUEAMENTO CATALÍTICO - FCC
 Recuperação de Gases – Os gases provenientes da
torre de fracionamento e a gasolina instabilizada são
enviados para a seção de recuperação de gases,
onde são separados: gás combustível, GLP e gasolina
estabilizada.
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 Devido a alta temperatura das reações químicas do
FCC, há formação de compostos oleofínicos.
 A presença de compostos oleofínicos nos derivados gera
grande quantidade de borra devido a reações de
oxidação.
 Os compostos oleofínicos são eliminados por processos
de hidrotratamento (HDT) dos derivados.
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RECUPERAÇÃO DE GASES 
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FCC – Composição dos Catalisadores Utilizados
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 Um aluminossilicato cristalino, a zeólita;
 Uma alumina;
 Uma argila, usualmente caulim;
 Um ligante, geralmente um sol de sílica.
FCC – Catalisador usado - Zeólita
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FCC – Catalisador usado - Zeólita
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FCC – Catalisador usado - Zeólita
5,1 x 5,5 Å
Difração de Raio X
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Catalisador - contaminação
 O catalisador de FCC pode ter seu desempenho
afetado pela presença de metais pesados (Ni, Fe, V)
que acarretam:
- aumento de produção de coque;
- aumento de produção de gás combustível;
- aumento do teor de oleofinas;
- redução de produção de gasolina.
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CRAQUEAMENTO CATALÍTICO - FCC
Catalisador - contaminação
 Deve-se avaliar as cargas a serem processadas no
FCC para evitar estes efeitos indesejáveis.
 A escolha de um catalisador mais resistente é uma
alternativa.
 No caso da contaminação por Ni, pode-se adicionar
Antimônio, como um agente redutor dos efeitos
indesejados de contaminação.
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IMPORTÂNCIA DA CARGA DE FCC
• Carga do FCC tem papel fundamental em todos os
aspectos do processo.
• A carga vai determinar a máxima conversão possível e o
perfil de rendimentos.
• Contaminantes da carga (Ni, V, Na) aceleram a
desativação e alteram a seletividade do catalisador levando
a uma maior taxa de reposição.
• A janela operacional de uma unidade vai ser uma função da
carga processada (por exemplo: vazão máxima de carga por
limitação da capacidade do blower, temperatura mínima de
reação, etc).
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CRAQUEAMENTO CATALÍTICO - FCC
IMPORTÂNCIA DA CARGA DE FCC
• Parte do enxofre e nitrogênio da carga acabam sendo
queimados no regenerador junto com o coque
produzindo SO2 e NO.
• A tendência da carga de produzir mais ou menos
coque vai impactar diretamente no balanço de energia
da unidade, podendo em casos extremos levar a
adaptações do processo para atender ao balanço de
energia (ex: catcoolers, avanço da queima em
unidades de combustão parcial, etc).
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IMPORTÂNCIA DA CARGA DE FCC
• A qualidade da carga afeta a qualidade do produto:
teor de enxofre, goma potencial e octanagem da
gasolina, densidade do LCO, BMCI do óleo decantado.
•Todos estes fatores juntos e a interação entre eles são
responsáveis pelo resultado econômico da unidade.
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IMPACTO AMBIENTAL
 Emissões atmosféricas oriundas da queima de
combustível para geração de calor;
Emissões fugitivas e emissões geradas durante a
regeneração do catalisador.
 O gás gerado possui concentrações altas de CO, que
será convertido numa caldeira própria para a queima de
CO.
 O processo gera tambémuma quantidade considerável
de particulados, gerado a parit do atrito entre os
próprios grãos. Consiste basicamente de alumina e de
pequenas quantidades de Níquel, são carregados até o
queimador de CO, onde será separado da corrente de
CO2, através de ciclones ou precipitadores eletrotático.
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IMPACTO AMBIENTAL
 Os efluentes líquidos gerados consistem normalmente
em águas ácidas oriundas do fracionador, contendo
pequenas quantidades de óleo e fenóis.
 Já o vapor usado na purga e regeneração do
catalisador gera um efluente contaminado pelos metais
presentes na carga de alimentação.
CRAQUEAMENTO CATALÍTICO - FCC
Emissões Típicas de Unidades FCC
Material 
Particulado
SO2 CO NOx
Kg/m3 de 
carga
0,009-0,976 0,19-1,50 0,08-39,2 0,107-0,416
HCs NH3 AldeídosKg/m3 de 
carga
0,630 0,155 0,054
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CRAQUEAMENTO CATALÍTICO - FCC
REFINARIA – Capacidades Nominais Máximas FCC 
(m3/d)
RFCC 
(m3/d)
REDUC (Duque de Caxias, RJ) 7 800 0
RPBC (Presidente Bernardes, Cubatão-SP) 9 000 0
RECAP (Capuava, SP) 0 3 000
REVAP (Henrique Lage, São José dos Campos, SP) 11 800 0
REFAP (Alberto Pasqualini, Canoas, RS) 3 000 7 000
REGAP (Gabriel Passos, Betim, MG) 6 400 0
REPLAN (Paulínia, SP) 15 000 0
RLAM (Landulpho Alves, São Francisco do Conde, BA) 16 000 0
RLAN 500 0
LUBNOR (Lubrificantes do Nordeste, Fortaleza, CE) 0 0
REPAR (Presidente Getúlio Vargas, Araucária, PR) 8 500 0
IPIRANGA (RS) 540 0
MANGUINHOS (RJ) 0 0
REMAM (Manaus, AM) n/i n/i
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44FCC FIM