Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Curso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás - TEQ/UFF Curso de Petroquímica – Parte 1 / Profa. Rosenir1 Aula 2 Principais matérias-primas da indústria petroquímica Parte 1 – CARACTERIZAÇÃO DA INDÚSTRIA PETROQUÍMICA Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 2 Cadeia de transformação dos principais produtos petroquímicos MATÉRIAS-PRIMAS INDÚSTRIAS DE 1a GERAÇÃO INDÚSTRIAS DE 2a GERAÇÃO INDÚSTRIAS DE 3a GERAÇÃO PRODUTOS BÁSICOS (Metanol, Gás de Síntese, Amônia, Olefinas e aromáticos) PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS E FINAIS GERALMENTE FICAM LOCALIZADAS NO PÓLO Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 3 Matérias-primas O etano é a matéria-prima que proporciona os menores custos de processamento. É obtido do gás natural, variando de 1% a 10% do teor total (isto é, uma quantidade bem reduzida). As desvantagens são que o etano só gera eteno, não gera outras olefinas, nem aromáticos e além disso, há dificuldade de transporte a partir dos campos de gás natural. A nafta média é mais usada na Europa e Japão. O uso da nafta e do gasóleo requerem unidades downstreams, pólos de maior porte, maior investimento e maior complexidade, mas geram outros produtos além do eteno. Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 4 CARGAS LÍQUIDAS ⇒ Nafta “Full range”: Nafta DD obtida da Destilação 30 -180oC; ⇒ Nafta “Virgem” ou “Straight Run”(SR): Leve, Média e Pesada: destinadas ao processamento petroquímico (C5-185oC); ⇒ LGN´s: GLP, outras frações pesadas vindas do Processamento GN (Gasolina Natural); ⇒ Rafinado BTX; ⇒ Gasóleos (Atmosférico e Vácuo); ⇒ Frações do Processamento Condensados Pesados. CARGAS GASOSAS ⇒ Etano; ⇒ Propano; ⇒ Mix Etano+Propano; ⇒ Gás de Refinaria. MP’s PETROQUÍMICAS Cargas Líquidas x Gasosas Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 5 Principais matérias-primas Produtos Básicos Matérias-Primas Etano Propano Butano Nafta média Gasóleoatmosférico Eteno Propeno Butadieno Benzeno Tolueno Xileno Outros 77,8 2,8 1,9 0,9 0,1 - 16,5 42,0 16,8 3,0 2,5 0,5 - 35,2 40,0 17,3 3,5 3,0 0,8 0,4 35,0 33,6 15,6 4,5 6,7 3,4 1,8 34,4 26,0 16,1 4,5 6,0 2,9 2,2 42,3 Tabela 1 – Valores típicos – Influência da Matéria-prima no rendimento em produtos básicos (%peso) Fonte: ABIQUIM Rendimento do petróleo oAPI Árabe leve (34oAPI) (%) Petróleo Marlim (19,3oAPI) (%) GLP Nafta Diesel + querosene Gasóleo Resíduo de vácuo 2 20 40 20 18 0,5 7,5 30 22 40 Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 6 Petróleo / PlásticosPETRÓLEO / PLÁSTICOS Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 7 Matéria-prima – Gás Natural Pode ocorrer: Associado ou úmido (62-85% de metano) – constituem as maiores reservas do mundo; Não associado, chamado de seco (até 95% de metano); Aplicações: 94% como combustível (base para a Indústria da ENERGIA) 6% na Indústria Petroquímica (70% NH3, 18% MeOH e 12% outros) O gás natural possui vários constituintes: Metano (CH4); Etano (C2H6); Propano (C3H8); Úmido (hidrocarbonetos C1 a C7) N2; CO2; H2S, etc. Desses componentes: Metano → Produção do Gás de Síntese e do metanol (BÁSICO) Etano → Produção do etileno (C2H4) – PRODUTO BÁSICO Propano + Butano → GLP → PRODUÇÃO DE OLEFINAS (BÁSICO) Matérias-primas p/ Petroquímica Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 8 Líquido de Gás Natural - LNG A América do Norte é responsável por cerca de 50% da produção mundial de LNG (Gás Natural Líquido) e o Oriente médio por cerca de 20%. A composição dos LNG variam com a origem do campo; Principais frações: Etano Propano N-Butano Isobutanos Pentanos Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 9 Óleo e Gás Natural Refino e Processamento de Gás Natural (PGN) Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 10 ESQUEMA GERAL DO PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL Campo de gás GLP (C3+C4) Gás seco (C1+C2) Gasolina natural (C5+) Planta de gasolina natural Campo de petróleo Vaso separador Petróleo Condensado (C5+) GLP Gás de-etanizado (C1) Etano PGN c/ deetanização Gás não associado Gás associado Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 11 Gás Natural – Brasil VENDAS GÁS NATURAL POR UTILIZAÇÃO 2003 Petroquímico 2% Térmico 12% Automotivo 7% Combustível 76% Residencial 2% Redutor Siderúrgico 1% Total de Vendas Mercado Interno: 10.250 milhões m3/ano DEMANDA BRASILEIRA DE GÁS NATURAL •Importação de Gás Natural boliviano: 25 MM m3/d (dados de 2008) •Produção nacional de Gás Natural: 44 MM m3/d (Petrobrás só disponibiliza para o mercado: 24 a 25 MM m3/d e o restante utilizado pela própria) – dados de 2008 •Consumo de Gás Natural em julho 2008: 50,4 MM m3/d (Estimativa p/ 2010 é 77,6 MM m3/d) •Reservas totais brasileiras em 2004: 498 bilhões de m3 (provadas em 2006: foram de 347,9 bilhões m3) •Reservas Mundiais em 2004: 179,5 trilhões de m3 Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 12 Gás Natural Mercado Internacional A América do Norte é responsável por cerca de 50% da produção mundial de LNG (Gás Natural Lïquido) e o Oriente médio por cerca de 20%. Nos USA, o GN é responsável por 25% suprimento energético. Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 13 Matéria-prima - Metano Fo nte : In dú str ias de P ro ce ss os Q uím ico s – No rri s S hr ev e Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 14 Matéria-prima - Etano ETANO Fonte: Indústrias de Processos Químicos – Norris Shreve Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 15 Matérias-primas – Nafta e Gasóleo Nafta petroquímica Obtida do corte da destilação atmosférica do petróleo (Nafta DD) Principal matéria-prima usada atualmente Brasil: 85% Mundo: 54% Nafta: por reformação catalítica produz-se aromáticos por craqueamento produz-se olefinas e aromáticos por reforma com vapor produz-se gás de síntese e H2 Gasóleo: craqueamento severo produz-se olefinas Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 16 Nafta para produção de eteno A demanda atual total da nafta é de 10,2 milhões de toneladas (2006); A oferta atual doméstica de nafta está limitada a aproximadamente 60% da demanda, isto é, 6,5 milhões de toneladas e a importação é da ordem de 3,6 milhões de toneladas (dados de maio de 2006); Há possibilidade de aumento da oferta da nafta petroquímica em 3,1 milhões de toneladas pela Petrobrás PQU consome 100% da nafta brasileira Braskem importa em torno de 30-40% da nafta Copesul importa 50-60% da nafta Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química/ UFF 17 Consumo de Nafta no Brasil CONSUMO TOTAL DE NAFTA (kta) 2002 2003 2004 2005 2006 6326 6361 6395 6335 6505 2442 2904 3417 3503 3682 8768 9265 9812 9838 10187 PQU Petrobrás 1698 100% 1876 100% 1982 100% 1825 100% 1954 100% BRASKEN Petrobrás 2778 72% 2691 69% 2734 62% 3068 68% 3040 68% Importada 1059 28% 1220 31% 1654 38% 1427 32% 1414 32% COPESUL Petrobrás 1850 57% 1794 52% 1679 49% 1442 41% 1512 40% Importada 1383 43% 1684 48% 1763 51% 2075 59% 2268 60% TOTAL 10188 2002 2003 2004 2005 8768 9265 9812 9837 Vendas Petrobrás Importação Consumo total 2006 CONSUMO TOTAL DE NAFTA POR CENTRAL PETROQUÍMICA (kta) Preço da nafta (agosto 2005) – US$ 470,00/t Preço da nafta (maio 2006) – US$ 601,00/t Preço da nafta (julho 2007) – US$ 607,00/t Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 18Venezuela Canadá Argélia Argentina Ex-Rússia Oriente Médio Indonésia e Malásia US Gulf A nafta equivale a 70% da MP petroquímica usada na Europa Mercado Internacional Nafta Principais Fluxos do Comércio de Nafta Oriente Médio será principal exportador NAFTA (SR e condensado) e Gasolina Natural (LGN) do Mundo : 40 e 60% respectivamente. A nafta equivale a 95% da MP aplicada no Japão Eventuais Importações “Spot” de Nafta do Golfo Arábico para Brasil. Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 19 Mercado Internacional • Busca constante e desenvolvimento de novos processos que convertem frações pesados do refino em frações mais leves; • Previsão de maior crescimento da oferta LGN´s (incluído Gasolina Natural); • Médio prazo: a nafta ainda será a mais importante MP petroquímica (apesar de seu possível déficit); • Competição entre a demanda de Energia X Demanda de Petroquímicos; Conclusões Previsão Balanço Oferta x Demanda de Nafta Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 20 Geração da Nafta DD e Craqueada Maior parte da nafta necessária à petroquímica origina-se nestes processos: Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 21 Matéria-prima – Nafta Benzeno Reformação Tolueno Catalítica Xilenos Eteno Propeno Craqueamento Butenos - Butadienos Resíduos Outros Reformação Amônia com Vapor Metanol Produtos Oxo. NAFTA Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 22 ESQUEMA GERAL DO REFINO DE PETRÓLEO Petróleo Destilação atmosférica Destilação a vácuo GLP Nafta petroq. Gasolina FCC Gasóleo Unidade Klauss Enxofre Querozene Diesel Unidades de hidrotratamento Unidades de lubrificantes Óleo combustível Óleos básicos lubrificantes Gás combustível Geração de Hidrogênio Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 23 INTERFACE REFINO-PETROQUÍMICA MATÉRIA PRIMA TRANSFORMAÇÕES PRIMÁRIAS PRODUTOS BÁSICOS PETROQUÍMICOS Gás comb. Óleo comb. CH4 CO + H2 Reforma a vapor Oxidação parcial Etano Propano Nafta Virgem Gasóleo leve gás de síntese Eteno Propeno Butadieno Butenos Aromáticos Quebra e recarga de moléculas: - Craqueamento a vapor - Reforma catalítica metanol Nafta Virgem amônia Produtos Intermediários Estireno, MVC, TDI, TPA etc Polietileno, polipropileno, PVC, PS, PET Transformações secundárias Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 24 Matéria-prima – Nafta Fo nte : In dú str ias de P ro ce ss os Q uím ico s – No rri s S hr ev e Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 25 CONFIGURAÇÃO BÁSICA DE UM COMPLEXO PETROQUÍMICO INTEGRADO 4 cloro Fenol LABLABS PP Fibras acrílicas ABS PB SBR TDI PET Poliuretanas matéria prima (nafta) Refinaria PGN PE PVC MVC OE EstirenoPS NYLON 6.6 MEG eteno propeno combustíveis benzeno tolueno xilenos utilidades mercado distribuição Plastificante Alquídicas Poliéster ins. Acido tereftálico Anidrido ftálico CENTRAL PETROQUÍMICA • Craqueamento a vapor • Reforma catalítica • Estações de Utilidades Acrilonitrila butadieno 1 Central petroquímica 2 3 Produtos finais no complexo 4 Produtos finais fora do complexo 5 Supridores de matérias primas Intermediários petroquímicos 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 5 5 4 4 4 4 4 44 Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 26 CONFIGURAÇÃO BÁSICA DE UM COMPLEXO DE FERTILIZANTES SULFATO DE AMONIA DIÓXIDO DE CARBONO URÉIA NITRATO DE AMONIA SUPERFOSFATO SIMPLES MAP Ou DAP GAS DE SÍNTESE AMÔNIA ÁCIDO NÍTRICO MISTURAS N, P, K OUTRAS UTILIZAÇÕES FERTILIZANTES NITROGENADOS ÁCIDO FOSFÓRICO FERTILIZANTE FOSFATADO Ácido Sulfúrico sub-produto Gás natural Enxofre Rochas Fosfatadas Cloreto de Potássio (fertilizante potássico) Não integrado Integrado ou não Integrado ÁCIDO SUFÚRICO N – nitrogênio P – P2O5 K – K2O Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 27 Matéria-prima – GLP Para a petroquímica é uma matéria-prima alternativa obtida do : Processamento do gás natural (65% -2005) Refinarias (35% - 2005) Propano: Pirólise → PROPILENO OU PROPENO (+ Eteno) Desidrogenação (alternativa) → PROPILENO (Rota cara) Butano: craqueamento a vapor → OLEFINAS Desidrogenação → BUTENOS E BUTADIENOS Oxidação → ÁCIDO ACÉTICO E ANIDRIDO MALEICO Desidrogenação do iso-butano → ISOBUTENO Pirólise → BUTENOS Curso de Petroquímica – Parte 1/ Profa. RosenirCurso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás – Dept. de Eng. Química / UFF 28 Conclusão : Disponibilidades de MP no Brasil Gás natural carência com tendências a mudanças Nafta Etano/ Corrente C2/ C3 importa-se 35% das necessidades só disponível para RioPol Propeno de Refinaria disponível nas grandes refinarias, mas competindo com mercado energético Curso de Especialização em Engenharia de Petróleo e Gás - TEQ/UFF Curso de Petroquímica / Profa. Rosenir 29 Produtos Básicos Aula 2 �Principais matérias-primas da indústria petroquímica Cadeia de transformação dos principais produtos petroquímicos Matérias-primas Slide Number 4 Principais matérias-primas Slide Number 6 Matéria-prima – Gás Natural Líquido de Gás Natural - LNG Óleo e Gás Natural�Refino e Processamento de Gás Natural (PGN) ESQUEMA GERAL DO PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL Gás Natural – Brasil Gás Natural Mercado Internacional Matéria-prima - Metano Matéria-prima - Etano Matérias-primas – Nafta e Gasóleo Nafta para produção de eteno Consumo de Nafta no Brasil Mercado Internacional Nafta�Principais Fluxos do Comércio de Nafta Mercado Internacional Geração da Nafta DD e Craqueada Matéria-prima – Nafta ESQUEMA GERAL DO REFINO DE PETRÓLEO INTERFACE REFINO-PETROQUÍMICA Matéria-prima – Nafta Slide Number 25 Slide Number 26 Matéria-prima – GLP Slide Number 28 Slide Number 29
Compartilhar