Refino de petroleo 4bim Felipe

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Refino de Petróleo
Definição: Beneficiamento do 
petróleo bruto para a obtenção de 
seus derivados
Derivados de Petróleo
Produtos 
acabados não 
combustíveis
GLP
NAFTA
PETROQUÍMICA
GASOLINA
QUEROSENE 
AVIAÇÃO
ÓLEO DIESEL
O. COMBUSTÍVEL
ASFALTOS
LUBRIFICANTES
E ESPECIAIS
Combustíveis -
cerca de 90% dos 
produtos de refino no 
mundo.
Intermediários 
da indústria 
química
GLP
NAFTA
PETROQUÍMICA
GASOLINA
QUEROSENE 
AVIAÇÃO
ÓLEO DIESEL
O. COMBUSTÍVEL
ASFALTOS
LUBRIFICANTES
E ESPECIAIS
REFINARIAS NO 
BRASIL
REMAN
LUBNOR
RLAM
REGAP
REDUC
REPAR
REFAP S.A.
IPIRANGA
REPLAN
RECAP
REVAP
RPBC
SIX
FAFEN-BA
FAFEN-SE
CAPACIDADE DE REFINO NO BRASIL
MERCADO
CONSUMIDOR
ESQUEMAS
DE
REFINO
ALOCAÇÃO
DE
PETRÓLEOS
MATÉRIA-PRIMA 
DISPONÍVEL
UNIDADES
DE PROCESSO
SUPRIMENTO
DE DERIVADOS
Compatibilizar os tipos de petróleos com o abastecimento de 
derivados ao mercado (qualidade e quantidade).
Objetivo da refinaria
Unidades de processo
GÁS
PETRÓLEO
PRODUTOS
INTERMEDIÁRIOS
PRODUTOS
QUÍMICOS
Entrada ou Carga Saída
PRODUTOS FINAIS
ou ACABADOS
PRODUTOS
INTERMEDIÁRIOS
SUBPRODUTOS
Unidade
de
Processo
Tipos de Processo de Refino
Destilação de 
petróleo
Extração de 
Aromático
Desasfaltação
Desaromatização
Desparafinação
Desoleificação
 São sempre de natureza física. A natureza química das moléculas não é 
alterada.
 A força motriz para a separação pode ser:
 energia com variação de pressão e temperatura sobre o petróleo e 
suas frações
 relação de solubilidades entre correntes.
Processos de Separação Física
Tipos de Processo de Refino
Processos de Conversão
 São sempre de natureza química e visam transformar uma fração em 
outra ou alterar profundamente a constituição molecular de uma dada 
fração sempre visando obter frações de maior valor.
 São processos de elevada rentabilidade.
 Os processos de conversão com presença de catalisador são chamados 
de Processos Catalíticos.
Craqueamento 
Térmico
Viscorredução
Coqueamento 
Retardado
Craqueamento 
Catalítico
Hidrocraqueamento
Reforma 
Catalítica
Alquilação 
Catalítica
Conversão 
Térmica
Conversão 
Catalítica
Rearranjo 
Molecular
Junção 
Molecular
Tipos de Processo de Refino
Processos de Tratamento
 São de natureza química e visam eliminar impurezas presentes nas
frações que possam comprometer suas qualidades finais, estabilizando
quimicamente o produto acabado.
 Dentre as impurezas, compostos de enxofre e nitrogênio conferem às
frações propriedades corrosivas, ácidas e poluentes.
 Quanto mais pesada é a fração mais difícil é a remoção de
contaminantes. Nestes casos utilizam-se processos chamados de
hidrotratamentos, que requerem altas pressões, presença de H2 e
catalisadores específicos.
Dessalgação*
Lavagem Cáustica
Cáustico Regenerativo 
MEROX
Bender
Absorção com 
DEA/MEA
Hidrotratamento
Tipos de Processo de Refino
Processos Auxiliares
 Os processos auxiliares existem com o objetivo de fornecer
insumos para possibilitar a operação ou efetuar o tratamento
de rejeitos dos outros tipos de processo já citados.
 Dois processos básicos são realizados:
- Geração de hidrogênio, como matéria-prima para as
unidades de hidroprocessamento;
- Recuperação de enxofre, produzido a partir da combustão
de gases ricos em H2S.
Tipos de Processo de Refino
Processos Auxiliares
 Cita-se ainda a manipulação de insumos que constituem as
utilidades em uma refinaria, tais como vapor, água, energia
elétrica, ar comprimido, distribuição de gás e óleo
combustível, tratamento de efluentes, etc. Nesse caso, não
se trata de uma unidade de processo propriamente dita,
mas as utilidades são imprescindíveis a seu funcionamento.
Dessalgação
 Processo de remoção dos Sais, metais e os
sólidos em suspensão pois provocam:
 Incrustações e corrosões dos trocadores de calor
 Estimulam a formação indesejada de coque
 Afetam o desempenho dos catalisadores
 Objetivo:
 Minimizar a umidade (<0,3%) e o teor de
sedimentos (<0,15%)
Dessalgação
 Inicialmente mistura H2O ao óleo para
dissolução dos sais (3 a 10% do volume de
óleo)
 A retirada da água ocorre de 2 maneiras:
1º) Processo Químico
Uso de desulmificantes que revertem o caráter
oleofílico (aderência ao óleo) da emulsão
2º) Processo Elétrico
Indução de 1 campo elétrico para polarizar as
moléculas de água que provoca coalescência
Detalhes da Dessalgadora
Detalhes da Dessalgadora
Detalhes da Dessalgadora
 Elevar a temperatura do petróleo, após a
segunda bateria de pré-aquecimento
 Propiciar condições ideais de
fracionamento
 Temperatura máxima de saída limitada
pelo risco de decomposição térmica do
petróleo (aprox. 400 0C)
Fornos
Processos de Separação
 Definição
 Promovem a separação do petróleo em
frações mais leves através do uso de
pressão e temperatura.
 Tipos de Destilação:
 Destilação Atmosférica
 Destilação a Vácuo
Destilação Atmosférica
Destilação Atmosférica
Torre de pratos Torre recheada
Destilação Atmosférica
Sentidos fluxos
Destilação Atmosférica
Sentidos fluxos
O vapor que se desprende de uma dado prato da torre de
destilação, ao atravessar o líquido do prato superior sofre
condensação preferencial dos seus componentes mais pesados
O calor liberado pela condensação desses componentes permite
a vaporização preferencial dos componentes mais voláteis do
liquido que chega ao prato proveniente do prato superior
Destilação Atmosférica
Sentidos fluxos
Devido a essas
vaporizações e
condensações que
ocorrem por contato
direto entre o vapor
e o líquido, se diz
que existe uma
troca de calor e
massa entre o
líquido e o vapor
que escoam em
uma coluna de
destilação.
Destilação Atmosférica
Frações destiladas
1. Gás Combustível - (C1 -C2)
2. Gás Liquefeito (GLP) - (C3 -C4)
3. Nafta - (Corte 20 A 220 ºC)
4. Querosene - (Corte 150 - 300 ºC)
5. Gasóleo Atmosférico - (Corte 100 - 400 ºC)
6. Gasóleo de Vácuo - (Corte 400 - 570 ºC)
7. Resíduo de Vácuo - (Corte Acima De 570ºC)
Destilação Atmosférica
Derivados Diretos da Destilação
* Gás Combustível: Normalmente é produto final, queimado
em fornos e caldeiras na própria refinaria
* GLP: Pode ser produto final, armazenado em esferas ou
produto intermediário, indo para unidade de tratamento
cáustico
* Naftas: Podem ser produtos finais, armazenados em
tanques (como nafta, gasolina ou solvente) ou produtos
intermediários , indo para unidade de tratamento cáustico, ou
ainda como carga para a unidade de reforma catalítica (para
gerar gasolina de melhor qualidade)
Destilação Atmosférica
Derivados Diretos da Destilação
* Querosene: Pode ser produto final, tanto como querosene de
aviação ou de iluminação ou produto intermediário, indo
para unidade de HDT. Após essa unidade pode maximizar a
produção de óleo Diesel ou acertar a viscosidade do óleo
combustível.
* Gasóleos Atmosféricos: Podem ser produtos finais, indo
como óleo Diesel armazenado em tanque ou produtos
intermediários, alinhados para uma unidade de HDT e,
depois como óleo Diesel para armazenamento.
Destilação Atmosférica
Derivados Diretos da Destilação
* Gasóleos atmosférico: Sempre são produtos intermediários
que, dependendo do esquema de refino (para produção de
combustíveis ou lubrificantes), serão carga da unidade de
craqueamento catalítico (U-CC)ou formarão cortes
lubrificantes
* Resíduo atmosférico: Pode ser produto final, utilizado como
asfalto ou como óleo combustível, depois de diluído com
correntes de menor viscosidade. Como produto intermediário
pode ser enviado para a unidade de coque e/ou a unidade de
desasfaltação a solvente
Destilação Atmosférica
Destinos dos Derivados Diretos da Destilação
Destilação a Vácuo
Definição:
 Destilação dos resíduos da Destilação
Atmosférica através de pressões reduzidas,
possibilitando uma temperatura de processo
mais branda (400ºC).
Obs:Temperaturas altas provocam
decomposição dos componentes e afetam a
resistência dos equipamentos e levam a
geração de Coque
Destilação a Vácuo
Destilação a Vácuo
 Destinação do produtos:
 Gásoleo Leve – segue para hidrotratamento
 Gasóleo Pesado – segue para o craqueamento
catalítico a fim de ser transformado em óleo diesel,
gasolina e GLP.
 Resíduo a Vácuo – utilizado como asfalto ou para
produção de óleo combustível
Descrição da unidade de destilação
Uma unidade de destilação é formada por três seções 
principais, quais sejam:
- Seção de Pré-aquecimento e Dessalinização;
- Destilação Atmosférica;
- Destilação a Vácuo;
Tipos de unidades de destilação
Descrição da unidade de destilação
A unidade podem conter um, dois ou três estágios de
operação,segundo as configurações seguintes
- Unidade de um estágio com torre de destilação única;
- Unidade de dois estágios, com torres de pré-Flash e destilação
atmosférica;
- Unidade de dois estágios, com torres de destilação atmosférica e
destilação a vácuo;
- Unidade de três estágios, com torres de pré-Flash, destilação
atmosférica e destilação a vácuo.
Tipos de unidades de destilação
Descrição da unidade de destilação
Processos de Conversão
 Definição:
Unidades de Processo que alteram a estrutura molecular dos
hidrocarbonetos
 Finalidade:
Transformar gasóleo, resíduos atmosféricos e de vácuo em
derivados de menor peso molecular e maior valor agregado,
especialmente a gasolina e o diesel.
Mesmo com vários ajustes possíveis na Unidade de
Destilação (“flexibilidade”), cada tipo de petróleo tem seus
limites quanto à quantidade e qualidade de frações leves,
médias e pesadas que dele podem ser obtidas
Processos de Conversão
Processos de Conversão
Processos de Conversão
Importância do processo
- Aumento da conversão dos petróleos pesados brasileiros.
Marlin gera 60% de resíduo atmosférico.
- Aumento da produção do diesel
- Tecnologia consolidada
Processos de Conversão
- Melhor coque para a 
fabricação de eletrodos;
- Poros são finos,
elípticos e unidirecionais;
- Resulta de cargas 
altamente aromáticas, 
-Poros pequenos e paredes
muito grossas entre poros;
- É o coque de mais
baixa qualidade;
- Resultante de cargas com
alto teores de resinas e
asfaltenos;
- Por suas impurezas e alta
resistividade, não se presta à
fabricação de eletrodos
-Poros em forma
elipsoidal, 
- Qualidade razoável 
após calcinação, pode 
produzir ânodos 
satisfatórios;
- Resulta de cargas 
com baixos teores de
resinas e asfaltenos;
Processos de Conversão
Processos de Conversão
Ciclo do Tambor de Coque
Em função da formação de um produto sólido (coque), surge 
a necessidade de tirar de operação o tambor que está 
recebendo carga:
- os tambores de coque operam em batelada;
- são necessárias diversas etapas para remoção do coque 
de dentro do tambor;
- o tempo requerido para o seu enchimento é usualmente
denominado “ciclo do tambor de coque”.
Processos de Conversão
Ciclo do Tambor de Coque
Processos de Conversão
Processos de Conversão
Processos de Conversão
Processos de Conversão
Processos de Conversão
Processos de Conversão
Processos de conversão
Mas o que é “craquear” ? O que é “catalítico” ?
♦ O termo “Craqueamento” vem do inglês cracking,
significando quebra, enquanto que o “catalítico” se deve ao 
uso de catalisadores nessa quebra, com o objetivo de 
facilitá-la;
Então, como funciona o Craqueamento Catalítico ?
♦ “Craqueamento Catalítico” é um processo químico, que 
transforma frações mais pesadas em outras mais leves 
através da quebra de moléculas dos compostos reagentes, 
utilizando agentes facilitadores chamados catalisadores;
Reação de Craqueamento
 A ruptura da cadeia pode ocorrer em qualquer ligação carbono-
carbono, por isso o craking produz uma mistura de vários
hidrocarbonetos em uma única equação, porque varias reações
ocorrem simultaneamente.
LEMBRAR !
•A taxa de reação de craqueamento aumenta com o aumento da 
molécula.
•Anéis aromáticos não reagem.
•Moléculas poliaromáticas são precursoras de coque
Reação de Craqueamento
O catalisador
O que o catalisador deve ter???
Elevada atividade
Alta seletividade
Resistência Mecânica
Estabilidade
- Sólido com tamanho médio de 70 micrometros
- Constituintes básicos: Alumina e Sílica
Carga do Craqueamento Catalítico (FCC)
A UFCC tem 
como carga uma 
mistura de 
Gasóleos de 
Vácuo produzidos 
na Unidade de 
Destilação
O Craqueamento Catalítico é considerado um processo de alta rentabilidade 
econômica por utilizar como carga um produto de baixo valor comercial 
(Gasóleos de Vácuo) que, se não usado na UFCC, seria simplesmente 
adicionado ao Óleo Combustível
REDUC
SEÇÕES DO FCC
CONVERSOR E FRACIONADORA PRINCIPAL
Craqueamento Catalítico (FCC)
5 produtos geralmente gerados pela unidade de FCC
Craqueamento Catalítico (FCC)
Para onde vão os produtos oriundos da UFCC???
♦ Devido à carga da UFCC possuir, em geral, alto teor de enxofre, 
os produtos por ela gerados possuem teores de enxofre acima do 
permitido pelas especificações de cada um deles
♦ Por isso, a menos do Óleo Decantado, todos os demais produtos
da UFCC precisam passar por processos específicos de
tratamentos, para redução do teor de contaminantes (em especial,
de enxofre)
Craqueamento Catalítico (FCC)
Para onde vão os produtos oriundos da UFCC???
Craqueamento Catalítico (FCC)
Derivados Diretos do Craqueamento Catalítico
* Gás Combustível: Vai para a unidade de tratamento DEA (para 
remover H2S) e é queimado em fornos e/ou caldeiras na própria 
refinaria
* GLP: Vai para a unidade de tratamento DEA (para remover H2S), 
em seguida para a unidade de tratamento cáustico (para remover 
mercaptans) e, daí, para armazenamento em esfera
* Nafta: Vai para a unidade de tratamento cáustico (para remover 
H2S e mercaptans) e daí para armazenamento em tanque de nafta 
ou gasolina
Craqueamento Catalítico (FCC)
Derivados Diretos do Craqueamento Catalítico
* Óleo Leve: Vai para a unidade de HDT e, daí, para
armazenamento, como óleo Diesel
* Óleo Decantado: Embora também contenha enxofre em alto teor,
não é tratado e, normalmente, é misturado ao resíduo de vácuo (da
destilação), compondo o óleo combustível
Craqueamento Catalítico (FCC)
Craqueamento Catalítico (FCC)
Craqueamento Catalítico (FCC)
Craqueamento Catalítico (FCC)
Craqueamento Catalítico (FCC)
Processos de Conversão
Reforma Catalítica
 Aplicações comerciais das frações de reforma 
catalítica
Fração Principais aplicações comerciais
Hidrogênio Hidrotratamento
GC Gás Combustível; matéria para petroquímica
GLP Combustível doméstico e industrial
Nafta 
reformada
Gasolina; obtenção de aromáticos
Aromáticos nobres BTX (Benzeno,Tolueno e Xilenos)
Reforma Catalítica
Reforma Catalítica
 Composto por duas seções
-Pré-tratamento
-Reforma
Reduzir os contaminantesVisa proteger o 
catalisador da reforma 
Realizar a conversão dos hidrocarbonetos de cadeia 
aberta em aromáticos, de alta octanagem.
Seção de pré-tratamento
Objetivo: Proteger o catalisador da seção de reforma 
de impurezas presentes na carga da unidade tais como 
enxofre, nitrogênio, oxigênio, metais.
Catalisadores: Óxidos de Cobalto e Molibdênio 
em suporte de alumina
Reações:
a) Reações com compostos sulfurados (mercaptans)
R-SH + H2 → R-H + H2S
b) Reações com compostos nitrogenados
R-NH2 + H2 → RH + NH3
c) Reações com compostos oxigenados
R-OH + H2 → RH + H2O
Seção de pré-tratamento
Seção de Reformação
Desidrogenação de Hidrocarbonetos Naftênicos
Reações
Observações
- São reações fortemente endotérmicas e muito rápidas.
- Ocorrem, predominantemente, no 1.º reator;
- São responsáveis pela rápida queda de temperatura no leito.
Seção de Reformação
Isomerização de Hidrocarbonetos Naftênicos
Reações
Observações
-São reações menos rápidas e ligeiramente exotérmicas. 
-Ocorrem principalmente no 2.º reator podendo, porém, também ser 
efetuadas no 1.º
Seção de Reformação
Desidrociclização de Hidrocarbonetos Parafínicos
Reações
Observações
-São reações lentas, fortemente endotérmicas.
-Ocorrem predominantemente no 2.º reator, no entanto são também 
observadas no último
Seção de Reformação
Isomerização de Hidrocarbonetos Parafínicos
Reações
Observações
-São reações levemente exotérmicas, rápidas, que ocorrem quase 
sempre nos dois primeiros reatores
Seção de Reformação
Seção de Reformação
Alquilação
A alquilação (ou alcoilação) é um processo caracterizado
pela reunião de duas moléculas, originando uma terceira, de
massa molar mais elevada.
Ocorre em altas temperaturas (em torno de 500ºC) e
elevadas pressão (200 a 500 kg/cm2), mas o uso de
catalisadores abaixa os valores de temperatura e pressão
Ácidos fluorídricos e sulfúricos têm sido utilizados nesses
tipos de processos. As reações que ocorrem em com
ambos catalisadores são complexas gerando um produto
com uma ampla faixa de destilação.
Esta síntese pode ser feita por energia térmica, ou por
intermédio de catalisadores
Alquilação
A petroquímica lança mão de processos de alquilação
principalmente na obtenção de núcleos aromáticos
ramificados de interesse comercial.
Desses processos, os exemplos mais comuns são:
Produção de etil-benzeno (plásticos);
Produção de cumeno (fenol e acetona)
Produção de dodecil-benzeno (detergentes)
Alquilação
Alquilação
Principais Variáveis de Operação
As propriedades finais do alquilado são
influenciadas principalmente pelas seguintes
variáveis:
a) relação isobutano/olefinas
b) temperatura de reação
c) tempo de reação
d) pressão de trabalho
H2SO4 (5 e 10 ºC),
HF (entre 27 e 38ºC)
A escolha de condições adequadas de operação 
pode resultar em produtos na faixa da gasolina 
com uma octanagem próxima de 100.
Petroquímica
 Sabe-se que, quanto maior o peso da matéria-prima,
mais fácil o craqueamento. Dessa forma, parafinas
saturadas e alcanos são mais fáceis de serem
quebradas.
 Com qualquer matéria-prima, no entanto, o
craqueamento pode ser realizado com a finalidade de
obter uma alta seletividade com produção máxima de
olefinas e aromáticos e produção mínima de metano e
hidrocarbonetos lineares com mais de cinco átomos de
carbono.
Petroquímica
 Os tipos de produtos petroquímicos gerados são
influenciados pela natureza dos hidrocarbonetos,
temperatura de reação e tempo de permanência na
fornalha.
 Os produtos finais da indústria petroquímica, dessa
forma, são agrupados como plásticos, elastômeros,
fibras, fertilizantes, solventes ou especialidades.
Petroquímica
 Também conhecido como etileno, é uma matéria-prima de
baixo custo, amplamente disponível com alta pureza, e
informalmente denominado de “Rei dos Petroquímicos”.
 Sua importância na indústria é decorrente de suas
propriedades favoráveis e alguns aspectos econômicos,
citando-se, por exemplo: •
Eteno
 Estrutura simples com alta reatividade; •
 Composto relativamente barato; •
 Facilmente produzido de qualquer fonte de hidrocarboneto
através de craqueamento e com alto rendimento;
 Menos subprodutos gerados através da reação do etileno com
outros compostos do que nas reações com outras olefinas (por
exemplo, as reações com cloro, HCl, O2 e H2O). Produtos
importantes são obtidos com alto rendimento e baixo custo.
 Também conhecido como propileno, é a matéria-prima de
maior importância na indústria petroquímica após o eteno,
sendo por esse motivo denominado informalmente de
“Príncipe dos Petroquímicos”.
 Trata-se de um subproduto, nunca o produto principal.
Cerca de 2/3 são obtidos nas refinarias e 1/3 no
craqueamento da nafta e do etano.
 Suas reações são também muito diversificadas, incluindo:
Propeno
 Oxidação, Cloração, Hidratação e Alquilação; •Adição de ácidos
orgânicos; •Oxiacilação: Reação com ácido acético e oxigênio; •
Hidroformilação: Reação com CO e hidrogênio; •Metátese ou
Desproporcionação Catalítica: Conversão do propeno a outras
olefinas, de menor e maior peso molecular.
 Exemplos de aplicações dos compostos oriundos das
reações do propeno incluem:Suas reações são também
muito diversificadas, incluindo:
Propeno
 •Fabricação de plásticos e resinas a partir da acrilonitrila, obtida
da reação do propeno com amônia e oxigênio; •
 Tratamento de água com acrilamida, obtida da conversão do
propeno; •
 Produção de proteína concentrada de peixe, remoção de gelo,
preparo de cosméticos, solventes para resinas, vernizes, gomas
e óleos, a partir do isopropanol, obtido da hidratação do propeno; •
 Produção de glicerol e propileno glicol, que gera espumas de
poliuretano, resinas de poliéster, cosméticos, fluidos de freio,
plastificantes, xaropes e detergentes, a partir do óxido de
propileno, por sua vez obtido na reação do propeno com ácido
hipocloroso.
 Os principais compostos aromáticos envolvidos na síntese
de produtos petroquímicos são o benzeno, o tolueno e os
xilenos (BTX’s), obtidos principalmente nas unidades de
reforma e craqueamento catalítico das refinarias.
 Alguns produtos derivados das reações dos compostos
BTX’s e suas aplicações:
Aromáticos
 •Etilbenzeno ( φ – C2H5), utilizado como solvente, em corantes e na
produção de estireno ( φ –CH=CH2), por sua vez matéria-prima para
elastômeros, plásticos e resinas; •
 Cumeno [ CH3 –CH( φ ) –CH3 ], usado na obtenção do fenol ( φ –
OH), por sua vez empregado no preparo de resinas epóxi e
policarbonatos, ácido acetilsalicílico, plastificantes, herbicidas e
aditivos de óleos lubrificante e gasolina; •
 Os principais compostos aromáticos envolvidos na síntese
de produtos petroquímicos são o benzeno, o tolueno e os
xilenos (BTX’s), obtidos principalmente nas unidades de
reforma e craqueamento catalítico das refinarias.
 Alguns produtos derivados das reações dos compostos
BTX’s e suas aplicações:
Aromáticos
 Nitrobenzeno ( φ –NO2), usado na síntese de anilina ( φ –NH2),
empregada na indústria farmacêutica, na fabricação de borracha e
corantes e em materiais fotográficos; •
 Clorobenzeno ( φ –Cl), usado na produção de fenol, anilina, DDT e
outros produtos agroquímicos; •
 Linear-alquibenzenos, em especial, o dodecilbenzeno ( φ – C12H25),
matéria-prima na fabricação de detergentes biodegradáveis;