AULA 8 - DOWNSTREAM I

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AULA 7
DOWNSTREAM I
Prof. Ricardo Oliveira
1. Introdução
O petróleo após ser extraído do subsolo segue um caminho longo até chegar ao consumidor final na forma de derivados. Sabe-se, a essa altura, que o petróleo bruto, para adquirir a relevância de ser o principal motor das economias do mundo, deve passar por um conjunto de transformações e, posteriormente, passar por um sistema logístico que proporcionará o acesso à sua riqueza energética.
Pelo fato dos campos petrolíferos não serem localizados, necessariamente, próximos dos terminais e refinarias de óleo e gás, é necessário o transporte da produção através de embarcações, caminhões, vagões, ou tubulações (oleodutos e gasodutos). Entre o poço e a refinaria, devido às características do petróleo retirado (misturado ao gás associado e a salmoura – água, sais e sedimentos), faz-se necessário alguns tratamentos após a extração. A retirada da salmoura, por exemplo, evita a corrosão e acumulação de sólidos nas tubulações por onde o óleo passa, e a retirada do gás evita a corrosão e explosão.
Assim, faz-se o tratamento primário nos próprios campos de produção, de modo a separar óleo, gás e água, através de dois processos: decantação e desidratação. A primeira ocorre pela separação de fases de acordo com a densidade e a segunda pela adição de substância química desemulsificante, que permitirá a retirada de água emulsionada no óleo (gotículas dispersas de água no óleo).
“Somente após o tratamento primário pode ser enviado à refinaria, dentro das especificações exigidas, isto é, no máximo 1% de água e sedimentos, e mínimo teor de gases”.
2. Refino
Para que os derivados (frações de aplicação comercial e maior valor agregado) possam ser obtidos, é necessário o processamento do petróleo, e este processamento (em suas inúmeras atividades), é chamado: Refino.
2.1 Características do Refino no Brasil
As refinarias do Brasil surgem com mais força na década de 50, como um esforço de redução da evasão de divisas que ocorria por conta da compra dos derivados importados que abasteciam majoritariamente a nossa economia. Assim, todo o parque de refino foi construído com base no petróleo importado de excelente qualidade (petróleo leve). Em função de problemas econômicos, na década de 80 (década perdida), os investimentos em refino estagnam e mais tarde são direcionados para o setor de E&P (exploração e produção).
Destarte, como o petróleo brasileiro extraído é considerado pesado (baixo grau API) e de elevada viscosidade e as refinarias construídas foram desenvolvidas para operar com óleo mais leves, existe uma incompatibilidade que resulta numa dificuldade de se processar este óleo bruto, fazendo com que se recorra a artifícios como o blending, ou seja, nele se misturam outros óleos.
O sistema de refino brasileiro é composto por 11 refinarias da Petrobrás e duas refinarias privadas: Riograndense S.A – antiga Ipiranga com controle acionário da Braskem, Petrobras e Ultra; e Manguinhos (RJ). As que pertencem a estatal operam através de blending (investimentos estão sendo realizados para reverter esta situação a médio prazo) e as privadas processam petróleos importados.
2.2 Etapas do Processamento
Com relação ao processo de refino do petróleo ele se dá em basicamente 3 fases: separação, conversão e tratamento. Vale ressaltar que estes processos serão apresentados em termos gerais. São eles:
2.2.1 Processos de Separação
a) Destilação atmosférica: é o primeiro processo executado nas refinarias e consiste na separação do petróleo em frações mais leves, de acordo com os diferentes pontos de ebulição de cada fração. O petróleo é aquecido a 400°C num forno e depois é mandado para uma torre de destilação, onde os vapores se elevam e se condensam nos pratos em diferentes frações de derivados. Nas partes altas, ficam os leves (gás, nafta e gasolina), na intermediária (querosene e óleo diesel) e na parte de baixo, óleo combustível e resíduos de alto grau de ebulição. Estes resíduos são os mais “pesados”, não se vaporizam nas condições de temperatura e pressão deste processo e, por isso, são processados na destilação a vácuo.
b) Destilação a vácuo: este processo toma o resíduo da destilação atmosférica como “carga” para recuperar frações de diesel e gasóleo. Este último pode ser direcionado para a produção de óleo lubrificantes, ou pode também ser direcionado para o processo de craqueamento catalítico, onde é transformado em diesel, gasolina e GLP. O resíduo da destilação a vácuo pode ser usado como asfalto.
2.2.2 Processos de Conversão
Tem como objetivo transformar frações mais pesadas do óleo em produtos mais leves e todos os processos têm natureza química.
- Craqueamento Térmico e Catalítico: craquear vem do inglês “cracking” que significa quebrar. Neste caso, quebrar moléculas. O processo térmico deriva de elevações a altas temperaturas e pressão, e o catalítico, do uso de catalisadores.
O processo térmico emprega temperaturas entre 400°C e 600°C e altas pressões e tem como desvantagens uma grande produção de coque (usados na alimentação de fornos, pigmentos etc.) e gás combustível e naftas de qualidade inferior. 
Com o avanço crescente da demanda por gasolina, processos catalíticos (os mais modernos) se desenvolveram. Eles se dão com altas temperaturas e catalisadores cada vez mais ativos e resistentes que aceleram as reações químicas, promovendo a quebra e o rearranjo, de modo a obter novas frações do produto. Assim, de frações de baixo valor, derivam gás combustível, GLP, nafta, óleos leves e pesados, auferindo grande rentabilidade econômica.
Atualmente o craqueamento catalítico substitui o craqueamento térmico, devido ao seu alto grau de eficiência. Há outros tipos de craqueamento térmico que são a viscorredução e o coqueamento retardado.
- Viscorredução
A viscorredução é um tipo de craqueamento realizado a temperaturas mais baixas que os demais processos de craqueamento térmico. Seu objetivo é a diminuição da viscosidade dos óleos residuais para seu posterior emprego como óleos combustíveis. A carga é constituída de óleos residuais pesados, que seriam adicionados aos óleos combustíveis gerando produtos de baixa viscosidade e também frações leves como GLP e gasolina. Atualmente, é um processo que se encontra em desuso.
- Coqueamento Retardado
Processo com elevadas temperaturas (acima) dos 400°C que tem como finalidade a produção do coque, que é usado como combustível de indústrias, produção de abrasivos, pigmentos, etc. a partir de resíduos da destilação a vácuo. Dele também derivam gás combustível, GLP e nafta.
- Hidrocraqueamento
Aqui, frações de petróleo são submetidas a elevadas temperaturas, catalisadores e atmosfera rica em hidrogênio. Daí produz-se destilados médios como diesel, querosene e naftas (boa octanagem), com menor teor de nitrogênio e enxofre. A desvantagem decorre do alto custo do hidrogênio (H2) e de sua inflamabilidade (segurança).
2.3. Etapas de Tratamento
Para se remover ou alterar a concentração de impurezas nos produtos de petróleo de forma a se obter um produto comercializável, é usualmente necessário um tratamento químico. Conforme o tratamento adotado, os seguintes objetivos podem ser alcançados:
a) melhoramento da coloração;
b) melhoramento do odor;
c) remoção de compostos de enxofre e nitrogênio;
d) remoção de materiais asfálticos;
e) melhoramento da estabilidade (quanto à degradação dos derivados).
- Hidrotratamento
Frações do petróleo são submetidas ao hidrogênio, que elimina compostos indesejáveis (nitrogênio, oxigênio, enxofre, metais) de modo a atender percentuais mínimos exigidos. Seu uso abrange todos os cortes de petróleo, dos mais nobres até os mais pesados.
- Tratamento Cáustico
É usado para remover baixos teores de enxofre em frações leves de derivados tais como nafta e GLP, através da lavagem da fração com NaOH (hidróxido de sódio ou soda cáustica). O objetivo é remover o ácido sulfídrico.
- Tratamento DEA (Dietanolamina)
É usado para remover o ácido sulfídrico do gás combustível e do GLP, a ponto de obedeceros padrões de teor de enxofre e corrosividade.
- Tratamento Merox
Consiste num tratamento químico aplicado para extração e adoçamento (transformação do enxofre em compostos menos prejudiciais) de frações leves e intermediárias como GLP, nafta, querosene e óleo diesel.
3. Distribuição
Após a atividade do refino, os derivados de petróleo devem chegar ao mercado consumidor e a essa tarefa dá-se o nome de distribuição. Na atividade petrolífera, pela legislação, há uma distinção entre distribuição e revenda, de modo que distribuição consiste na comercialização entre atacadistas e varejistas e a revenda é a comercialização no varejo ao consumidor final.
A distribuição se caracteriza pela aquisição do derivado no centro produtor (refinaria), de onde são transportados para as bases de armazenamento (distribuidoras) e, posteriormente, transportados (movimentação) até os grandes consumidores (governo, indústrias, empresas de transporte) ou revendedores. Na logística, inclui-se a movimentação através de cabotagem, oleodutos e modal ferroviário e modal rodoviário.
O transporte de derivados de petróleo pelo modal rodoviário é feito por caminhões-tanque, que podem transportar mais de um produto e suas capacidades são aferidas pelo INMETRO. 
O modal ferroviário, que é bastante usado nos países dotados de boa malha ferroviária, é pouco empregado no Brasil devido ao baixo nível de investimentos que foi realizado nessa área, proporcionando limitações para a distribuição. Este modal faz uso de vagões-tanque de aço que transportam grandes quantidades e proporcionam redução de custos. 
Tem-se também a movimentação através do modal hidroviário, que consiste no transporte através de navios ao longo da costa com capacidades variadas (30, 45, 60 e 90 mil t). Além disso, tem-se também o modal dutoviário, que consiste no meio mais seguro e econômico de transportar cargas através de um sistema que interliga fontes produtoras, refinarias, terminais de armazenagem, bases distribuidoras e centros consumidores. Os projetos de desenvolvimento de tecnologia em torno dos dutos, hoje, versam sobre gerenciamento de corrosão, sistemas de detecção de vazamentos, aumento da capacidade de transferência, técnicas de instalação e montagem.
No que diz respeito ao armazenamento, os equipamentos destinados a esta atividade são das mais variadas formas e dimensões, a depender do derivado e da quantidade a ser estocada. Os tanques normalmente são de aço carbono (os maiores), e de alumínio e aço inoxidável (os menores). Tendo em vista a corrosão atmosférica, estes são revestidos com materiais protetores (tintas especiais, galvanização com zinco, etc). Além disso, estes tanques precisam obedecer rígidos padrões de segurança.
	4. Comercialização
A comercialização se dá em diversos níveis: entre o produtor e o distribuidor/atacadista e entre este e o varejista. Os principais produtos são:
Gasolina tipo A: É a gasolina pura (mistura de naftas), que serve como base para a que vai para os postos revendedores.
Gasolina tipo C: É a gasolina comum que se encontra nos postos (adicionada ao álcool anidro com limites estabelecidos pela ANP).
Gasolina Aditivada: Diferente da comum por ter aditivos adicionados pela distribuidora. Os aditivos impedem encrostamentos nos bicos injetores e válvulas do motor.
Gasolina Premium: É a gasolina de alta performance. Desenvolvida para motores de alto desempenho.
Diesel: óleo empregado em motores ciclo diesel (navios, ônibus, locomotivas, tratores, etc), que tem diferentes tipos pela concentração de enxofre.
Diesel tipo B: Possui teor de enxofre em torno de 0,50% . Não se encontra em grandes metrópoles.
Diesel tipo C: Possui teor de enxofre em torno de 0,30%, no máximo. Disponível em regiões metropolitanas do Sul-Sudeste.
Diesel tipo D: Possui teor de enxofre em torno de 0,20%, no máximo (menos poluente) e é encontrado nas grandes capitais.
Diesel marítimo: Possui teor de enxofre em torno de 1%, sendo produzido exclusivamente para embarcações marítimas.