Processo de Conversão.

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Curso Técnico subsequente em Química.
Disciplina: Tecnologia do Petróleo e Gás.
Docente: Silvanito Alves
Discente: Jader Lourenço Muniz de Lima.
Discente: Jamile Almeida dos Santos.
 
Tratamentos iniciais: 
Obtenção do Petróleo.
Tratamentos primários.
Transporte para refinaria.
Processo de Refino. 
Tipos de Processos:
Processo de Separação.
Processo de conversão.
Processo de tratamento.
Processos auxiliares.
Hoje iniciamos os processos de conversão.
Processo de Conversão: 
São processos de natureza química que têm por objetivo modificar a composição molecular de uma fração com o intuito de valorizá-la economicamente. 
Através de quebra, reagrupamento ou reestruturação molecular, provocando transformação na fração em outra de natureza química distinta ou não.
Ocorrem com ação conjugada de:
Temperatura e pressão, com ou sem presença de catalisadores. 
Processos catalíticos ou não-catalíticos (térmicos).
Características deste Processo:
Seus produtos, quando misturados, não reconstituem de forma alguma a carga original, uma vez que a natureza das moléculas é profundamente alterada.
Sua rentabilidade é elevada, principalmente devido ao fato que frações de baixo valor comercial (gasóleos e resíduos) são transformadas em outras de maior valor (GLP, naftas, querosene e diesel). 
Investimento necessário elevado, normalmente se trabalha com um curto tempo de retorno do capital investido, principalmente quando se consideram os processos de desintegração térmica ou catalítica.
Processo de Conversão: 
Craqueamento térmico, viscorredução, coqueamento retardado e craqueamento catalítico. Serão os métodos abordados ao decorrer deste trabalho.
Craqueamento: 
Originado do termo em inglês cracking . 
É como se denominam vários processos químicos na indústria pelos quais moléculas orgânicas complexas como hidrocarbonetos são quebradas em moléculas mais simples (por exemplo, hidrocarbonetos leves) por quebra de ligações carbono-carbono nos precursores pela ação de calor e/ou catalisador.
Os processos de craqueamento surgiram da necessidade de produção de gasolina em quantidade e qualidade suficientes para atender à crescente demanda desse combustível, nos Estados Unidos, em face do crescimento da indústria automobilística, no início do século XX. 
Craqueamento:
Até 1913, toda a gasolina produzida era obtida por destilação direta do petróleo.
EXEMPLO:
Obtenção de gasolina a partir do gasóleo parafínico:
C36H74 (gasóleo parafínico) → C8H18 (iso-octano) + C3H8 (propano) + C4H10 (butano)
Processos de Refino
Craqueamento Térmico, Coqueamento Retardado, Pirólise e Viscoredução
Craqueamento Térmico
O craqueamento térmico é um processo no qual os hidrocarbonetos, como o petróleo, são submetidos ao calor elevado e a altas temperaturas com a finalidade de quebrar as ligações moleculares e reduzir o peso molecular da substância a ser refinada. 
Craqueamento Térmico
Este processo cria radicais livres nos locais onde as ligações moleculares são quebradas, o que pode ser aproveitado em reações químicas, tais como a polimerização, para criar novos compostos químicos. Uma grande variedade de compostos é extraída ou derivada por meio de processos de craqueamento térmico, tornando este processo uma parte valiosa do refino de petróleo. 
Craqueamento Térmico
O primeiro método de craqueamento térmico, o processo de craqueamento Shukhov, foi inventado pelo engenheiro russo Vladimir Shukhov, patente n º 12.926 do Império Russo, 27 de novembro de 1891. 
William Merriam Burton desenvolveu um dos primeiros processos de craqueamento térmico, em 1912, que operava a 700-750 ° F (370 - 400 º C) e a uma pressão absoluta de 90 psi (620 kPa) e era conhecido como o processo Burton. Pouco tempo depois, em 1921, C.P. Dubbs, um funcionário da Universal Oil Products Company, desenvolveu processo de craqueamento térmico um pouco mais avançado que operava em 750-860 ° F (400-460 ° C) e era conhecido como o processo Dubbs. O processo Dubbs foi amplamente utilizado por muitas refinarias até o início dos anos 1940, quando o craqueamento catalítico entrou em uso.
Craqueamento Térmico
Processo:
Carga
Coqueamento Retardado
É um processo de obtenção de coque a partir de uma grande variedade de cargas, normalmente, cru reduzido, resíduo de vácuo, óleo decantado, alcatrão de craqueamento térmico e respectivas misturas.
A unidade de coqueamento produz, ainda, gás combustível, GLP, nafta, gasóleo leve e gasóleo pesado para FCC. O coque tem sua principal aplicação como eletrodo, na produção do alumínio, em que, para cada quilo de alumínio consome-se, em média, 0,4 kg de coque calcinado e grafitizado. Usa-se também o coque na produção de abrasivos, produção de titânio, carburetos, nos eletrodos de fornos elétricos de siderurgia, na recarbonetação do ferro e aço, etc. Pode, ainda, ser utilizado como combustível, agente redutor e em misturas com carvão-de-pedra na produção de coque siderúrgico.
Coqueamento Retardado
Em termos gerais, é possível afirmar que há 3 tipos de coque: esponja, favo-de-mel e agulha. 
Coque esponja: apresenta 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; 
Coque favo-de-mel: tem os poros em forma elipsoidal, uniformemente distribuídos e unidirecionais, aparentando nitidamente o aspecto de um favo-de-mel quando cortado em sentido transversal; de qualidade razoável após calcinação e gratificação, pode produzir ânodos satisfatórios; resulta de cargas com baixos teores de resinas e asfaltenos; 
Coque agulha: o melhor coque para a fabricação de eletrodos; seus poros são finos, elípticos e unidirecionais; em volta dos poros o coque é frágil, quebrandose em lascas ou farpas; resulta de cargas altamente aromáticas, como óleo decantado e alcatrão de craqueamento térmico.
Coqueamento Retardado
Viscorredução:
Processo de conversão térmica que tem como objetivo a redução da viscosidade do resíduo através da quebra de suas moléculas mais pesadas pela ação térmica.
A finalidade principal não é produzir frações leves, mas sim diminuir a viscosidade do óleo residual e, dessa maneira, evitar que frações intermediárias sejam a ele adicionadas para o acerto desta propriedade.
Severidade da processo depende: 
Estabilidade dos combustíveis residuais no tanque de estocagem; 
Redução no percentual de viscosidade do produto (25 a 75%);
Viscorredução:
Condições operacionais: mais brandas. (Quando comparado com o craqueamento térmico convencional).
Evitar uma excessiva formação de coque. (Devido às condições de operação não serem por demais severas).
Processo obsoleto:
Alto custo operacional e baixa rentabilidade. 
Viscorredução:
Carga é aquecida gradualmente, com aproveitamento das correntes quentes que deixam a fracionadora. 
O fluido penetra nos fornos alcançar 480ºC. 
Escoamento turbulento no forno, com tempo de residência mínimo. 
Fracionamento da carga ocorre na coluna, com a formação dos principais produtos. 
Resíduo: viscosidade reduzida e incorporado a produção de óleo combustível. (alcatrão de viscorredução).
Viscorredução:
Pirolise ou Craqueamento Catalítico:
É um processo químico que transforma frações mais pesadas em outras mais leves através da quebra de moléculas dos compostos reagentes, fazendo o uso de catalisadores.
O processo surgiu um pouco antes da segunda guerra mundial, tomando um notável impulso com este conflito, em face à grande necessidade dos aliados em relação a suprimentos de gasolina e material petroquímico para suas tropas.
Craqueamento Catalítico:
•Produtos obtidos no processo: GLP, gasolina, gases leves, gasóleo leve e pesado e coque.
Alta rentabilidade, na transformação de frações residuais, de baixo valor comercial, em derivados nobres de alto valor, tais como gasolina e GLP, aumentando os lucros. 
•Produçãode nafta de alta octanagem, o derivado que aparece em maior quantidade, de 50 a 65% do volume em relação à carga processada. 
Contribuir eficazmente com a refinaria no ajuste de sua produção às necessidades do mercado consumidor e flexibilidade operacional. 
Atualidade:
Este tipo de craqueamento é o mais utilizado devido a sua versatilidade, e alto retorno econômico (quando se avalia os custos de produção.)
Atualmente o FCC é realizado em leito fluidizado craqueamento catalítico fluido (conhecido por FCC - FluidCatalyticCracking), é o modelo mais eficiente e substitui os de fluido móvel, fixo e térmico.
Tipos de FCC:
O arranjo relativo entre o riser , o vaso de separação e o regenerador depende do tipo de conversor de FCC.
Existem hoje no Brasil 14 conversores FCC dos seguintes modelos: Modelos UOP: Stacked : REGAP I, REFAP e REMAN Side by side : REDUC e IPIRANGA Side by side HTR : REGAP II.
Modelos Kellogg : Orthoflow B : RLAM Orthoflow C : RPBC e REPLAN Orthoflow F : REPAR, REVAP e REPLAN I 
Modelo PETROBRAS (Petrobras Advanced Convertor – PAC): RFCC (Craqueamento Catalítico Fluido de Resíduo): RECAP e RLAM
Catalisadores:
•O catalisador empregado nesse processo é constituído por um pó muito fino de alta área superficial, à base de sílica e alumina. 
• Permitir que as reações químicas ocorram sob condições de pressão e temperatura bem mais baixas que aquelas do craqueamento térmico
 • Servir como agente de transporte do coque depositado em sua superfície para o regenerador, onde ocorre geração de calor através da queima do coque. Um catalisador de craqueamento pode apresentar-se de três formas distintas quanto ao uso: Catalisador virgem, Catalisador gasto, Catalisador regenerado.
• Um catalisador de craqueamento pode apresentar-se de três formas distintas quanto ao uso: Catalisador virgem, Catalisador gasto, Catalisador regenerado.
Craqueamento Catalítico:
Seção de Craqueamento: 
Riser (Comprimento de 50 m e 0.3m de diâmetro)
 Reator Stripper 
Regenerador de Catalisador (Regenerador Stand-pipe )
Torre Fracionadora
Vaso separador(Composto por ciclones e stripper)
Câmara de Orifícios Borrifadores óleo e água 
Forno de pré-aquecimento do ar
Referencia: 
[1] Jennifer Fogaça. Craqueamento do Petróleo. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/craqueamento-petroleo.htm>. Acesso em 07 de maio de 2018.
[2] Craqueamento Térmico na Indústria do Petróleo. Disponível em: < http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/4674-craqueamento-termico-na-industria-de-petroleo-e-gas/>. Acesso em 07 de maio de 2018.
[3] Processos de Refino. Disponível em: < http://www.ebah.com.br/content/ABAAAetiMAB/processos-refino?part=8>. Acesso em 07 de maio de 2018.