Unidade 6 óleos básicos, lubrificantes e parafinas completo

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EGO 001 – Processamento de Petróleo 
Curso de Engenharia Química 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO FRANCISCANO 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
Disciplina: EGO 001- PROCESSAMENTO DE PETRÓLEO 
Professor: William Leonardo da Silva 
 
 
Unidade 6 – Óleos básicos, lubrificantes e parafinas 
 
 
1. Introdução 
 
 
Os óleos básicos lubrificantes são os compostos de maior importância de 
qualquer fluido lubrificante, representando cerca de 90% do seu volume. Além 
disso, são hidrocarbonetos de 15 ou mais átomos de carbono, produzidos a partir 
de gasóleo destilados a vácuo ou óleos desasfaltados. Assim, os óleos básicos 
podem ser classificados em: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desse modo, os óleos parafínicos caracterizam-se pelo elevado ponto 
de fluidez e índice de viscosidade, grande resistência à oxidação e 
oleosidade e emulsibilidade pequenos. Enquanto, os óleos naftênicos 
apresentam baixos pontos de fluidez e índice de viscosidade, pequena 
resistência à oxidação e oleosidade e emulsibilidade grandes. 
 
Óleos básicos prafínicos: são preferencialmente utilizados na formação da maioria dos lubrificantes 
automotivos e industriais, devido ao elevado índice de viscosidade chamado de (IV), boa estabilidade a
oxidação e baixa volatilidade.
Óleos básicos naftênicos: são produzidos a partir de petróleo com ponto de fluidez muito baixos. Assim, são
óleos com baixo índice de viscosidade (IV) e elevado poder de solvência.
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Além disso, os óleos básicos podem também ser classificados de acordo 
com sua composição, em termos dos teores de saturados, enxofre e índice de 
viscosidade, de acordo com API (American Petroleum Institute) em: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1 Tipos de óleos lubrificantes 
 
 
O óleo lubrificante acabado é composto por óleo lubrificante básico 
(mineral, sintético ou semi-sinteticos), geralmente com a adição de aditivos 
que melhoram ou conferem características especificas ao produto. O óleo 
lubrificante acabado é composto por 92% de óleo básico e 8% de aditivos. Os 
óleos básicos podem ser divididos em três categorias: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os óleos sintéticos possuem algumas vantagens sobre os óleos 
minerais como, maior estabilidade térmica e a oxidação, melhores propriedades 
em baixas temperaturas e menor volatilidade. Por outro lado os minerais são 
mais baratos, mais versáteis e mais facilmente recicláveis. 
 
- Óleos básicos do grupo 1: IV (80 - 120), teor de enxofre > 0,03% e saturados
< 90%;
- Óleos básicos do grupo 2: IV (80 - 120), teor de enxofre <(igual) 0,03% e saturados
> (igual) 90%;
 Óleos básicos do grupo 3: IV > (120), teor de enxofre <(igual) 0,03% e saturados
 >(igual) 90%.
-Minerais: representam cerca de 2% dos derivados do petróleo e são constituídos 
por uma mistura de hidrocarbonetos.
-Sintéticos: Não são derivados do petróleo, mas são sintetizados pelo processo 
de polimerização.
-Semi-sintéticos: mistura em proporções de óleos minerais e sintéticos a fim de reunir
propriedades de cada tipo.
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2. Processos de produção de óleos básicos lubrificantes e parafinas 
 
 
Os processos empregados na produção de óleos básicos lubrificantes 
dependem de fatores, como: 
 
 
 
 
 
 
 
Qualquer que seja o óleo básico produzido, a primeira etapa empregada na 
sua produção é o preparo de carga, através da destilação (atmosférica e a 
vácuo) ou da desasfaltação. Em seguida, a rota de processamento das cargas 
geradas pode ser classificada como: 
 
 Rota convencional ou rota solvente: 
 
 
 
 
 
 
 Rota hidrorrefino ou hidroprocessamento: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) tipo de petróleo (parafínico ou naftênico);
b) qualidade das frações do destilado á vácuo (RAV), ou seja, do teor de compostos 
saturados;
c) qualidade dos produtos desejados, ou seja, produtos isentos de impurezas e 
composição uniforme.
São realizadas etapas que visam á remoção de compostos indesejáveis, 
pelos processo de separação com solvente, desaromatização e desparafinação, 
seguidos de uma etapa de hidrotratamento.
Etapas de remoção de compostos indesejáveis são substítuidas por etapas 
de transformação pela ação com hidrogênio, como hidrodesaromatização 
e hidroacabamento.
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2.1 Preparo de carga para a produção de óleos básicos 
 
 
O esquema de produção de óleos básicos lubrificantes e parafinas 
contempla a seguinte sequência de processos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os óleos destilados e desasfaltados são produzidos continuamente e 
armazenados para posterior processamento, de acordo com a rota de processo 
selecionada. A Figura 1 ilustra estas etapas do processo de produção de óleos 
básicos lubrificantes. 
 
 
 
Figura 1. Etapas do processo de produção de óleos básicos lubrificantes. 
(Fonte: BRASIL, 2011) 
 
3. Processamento dos óleos básicos pela rota solvente 
 
A rota solvente ou convencional tornou-se comercial na década de 1930 
e é ainda muito utilizada para a produção de óleos básicos parafínicos do 
grupo I. Suas etapas estão ilustradas na Figura 2 e são: 
 
1) Destilação atmosférica do petróleo gerando destilados combustíveis e o resíduo 
atmosférico (RAV);
2) O RAV serve de carga para destilação, onde são separadas as frações que serão
 utilizados nos processos dos óleos;
3) As frações são processadas na unidade de desasfaltação, gerando o óleo 
desasfaltado, que também é destinado para produção dos óleos.
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Figura 2. Esquema de processamento de óleos básicos – rota solvente. 
(Fonte: BRASIL, 2011) 
 
Nas plantas de lubrificantes e parafinas são gerados os seguintes 
subprodutos: 
 
 
a) Desaromatização a solvente: remoção parcial dos compostos aromáticos presentes
nos óleos;
b) Desparafinação a solvente: remoção de parafinas lineares ou pouco ramificado;
c) Hidroacabamento: redução dos compostos sulfurados.
-Resíduo asfáltico (RASF);
- Extratos aromáticos;
- Parafínas de massa molar menor.
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A rota solvente é composta principalmente por processos de separação 
física, o que a torna bastante restritiva em termos do tipo de petróleo processado, 
visto que é necessário que este contenha as frações destiladas a vácuo, em 
quantidades e qualidades que permitam alcançar um rendimento global do 
processo que assegure a rentabilidade da produção. 
 
Além disso, outra característica é que suas unidades são dimensionadas 
para um dado petróleo, considerando os rendimentos de extrato aromático e de 
parafina oleosa nas etapas de desaromatização e desparifinação, não sendo 
possível a substituição por outro cru. Por exemplo, uma unidade dimensionada 
para um petróleo com baixo teor de parafinas não seria adequada para o 
processamento de um petróleo altamente parafínico, pois a unidade de 
desparafinação estaria subdimensionada para esse novo cru. 
 
 
4. Processamento dos óleos básicos pela rota hidrorrefino 
 
 
O hidroprocessamento ou hidrorrefino (HDR) aplicado à produçãode 
óleos básicos lubrificantes teve sua grande expansão na década de 1990, e é a 
mais importante rota de produção de óleos básicos classificados nos 
grupos II e III. Diferentes configurações de processo envolvem a substituição 
das etapas convencionais por processos catalíticos de hidrogenação. Dentre os 
diversos esquemas possíveis podem ser destacadas as seguintes combinações: 
 
 Rota HDT: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* Grupo II e III
* Processos catalíticos de H2
 Etapa de desaromatização é substituida pelo hidrotratamento (HDT),
em que ocorre a transformação dos compostos aromáticos em parafínicos / naftênicos,
além da remoção de impurezas.
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O reator de hidrotratamento opera com uma pressão parcial de hidrogênio 
de aproximadamente 11 MPa, temperaturas de 320 ºC a 380 ºC, e utiliza 
catalisadores à base de níquel-molibdênio ou de metal nobre. A carga deste 
processo são as mesmas da rota de solvente (gasóleos de vácuo ou óleos 
desaromatizados) com faixas de destilação já definidas na entrada do HDT. 
 
Desta forma, o HDT de lubrificantes: 
 
 
 
 
 
 
 Rota HCC: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diferentemente da rota HDT, as cargas destes processos, embora obtidas 
também por destilação a vácuo e /ou desasfaltação, não possuem inicialmente 
as faixas de destilação compatíveis com os óleos básicos lubrificantes 
requeridos pelo mercado. Assim, estas sofrem craqueamento no HCC e 
precisam passar por um novo fracionamento atmosférico, onde se obtêm 
combustíveis (nafta, querosene e diesel, principalmente), e pela destilação à 
vácuo, para a obtenção dos cortes lubrificantes de interesse do mercado. Após 
o fracionamento, cada um dos óleos básicos obtidos passa pela unidade de 
hidrodesparafinação, para ajuste do seu ponto de fluidez, e pelo 
hidroacabamento (HIDW) para melhoria da estabilidade, conforme Figura 3. 
 
- Promove a hidrogenação de poliaromáticos com maior seletividade e flexibilidade
que a extração com solvente;
- É ambientalmente mais favorável pois gera rejeitos durante o processo.
Nesta rota, os gasóleos da destilação passam inicialmente pela etapa de HDT, 
antes de hidrocraqueamento (HCC). No HCC ocorrerão reações de desciclização
dos hidrocarbonetos naftênicos e o craqueamento catalítico.
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Figura 3. Representação esquemática de um processo de HCC para lubrificantes. 
(Fonte: BRASIL, 2011) 
 
Esta rota permite o processamento de cargas de baixíssimo índice de 
viscosidade, obtendo-se maior flexibilidade em termos de petróleo. Além disso, 
os óleos básicos produzidos possuem: 
 
 
- Excelente qualidade e subprodutos com alto valor comercial (nafta petroquímico, querosene 
de aviãção e óleo diesel), com baixo teor de enxofre, baixa densidade e baixa quantidade
 de aromáticos.