Aula Eco Pet 6 Refino e petroquímica

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Refino e petroquímica
CONTEÚDO
Introdução 
Conceitos econômicos 
História e progresso tecnológico
Conjuntura e seus determinantes
Tendências e futuro
Luís Eduardo Duque Dutra
Professor Adjunto da Escola de Química
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Rio de Janeiro, março e novembro de 2017
Diapositivos preparados 
para o MBP COPPE 2017
1
Duque Dutra
Definição 
A refinação separa o petróleo bruto em diversas frações que possuem diferentes usos e valores de mercado.
A destilação do petróleo gera diferentes compostos – processo inicial
Reações químicas e físicas desenvolvidas para fornecer um leque cada vez mais variado de produtos intermediários e finais 
Processos de:	separação, 	
			conversão, 
			tratamento e auxiliares
Refinaria de Richmond na Califórnia, (Standard Oil), 1914 
2
Duque Dutra
Esquema simplificado
Refino de petróleo
Processamento do gás
Não existe um petróleo igual a outro 
(parafínico, naftênico, asfáltico, aromático, ou misto) 
coluna de 
destilação
Cada refinaria é única
3
Duque Dutra
Tipos de petróleo
1
2
3
4
10
20
30
40
50
60
Teor de enxofre em %
Grau API 
Quanto mais leve e doce, maior seu preço
Teor de enxofre superior a 1% basta para o óleo ser ácido.
Com um grau API acima de 30, o óleo é leve 
e acima de 45º é condensado.
condensado doce
4
Duque Dutra
Custo da retirada e corrosão dos metais
Custo do tratamento
Gasolina e gás natural
GLP
Gasolinas automotivas
Naftas
Querosene de aviação
Querosene
Óleo combustível leve 
Óleo combustível pesado
Óleo Diesel
Gasóleo
Óleo mineral pesado (farmácia)
Óleos de flotação pesado
Ceras (velas, impermeáveis, papel e isolamento)
Óleos lubrificantes (diversos)
Óleos lubrificantes
Óleos combustíveis 
Petrolato
Óleo impermeabilizante
Asfaltos 
Coque
 
Os cortes do refino
Destilados 
leves
Destilados 
médios
Destilados 
pesados
Resíduos
VALOR 
DE 
USO
&
VALOR 
DE 
TROCA
GANHOS DE ENVERGADURA 
e o preço médio dos refinados
Fonte: R. Norris Shreve e Joseph A Brinks, Jr. (1977). Indústria de processos químicos. Rio de Janeiro : Ed. Guanabara 
5
Duque Dutra
Não se abastece carro com petróleo
Não faltam derivados e usos
Valor gerado na cadeia de produção na qual o refino é o elo essencial
Rendimento crescente durante quase todo o século XX devido à escala, envergadura e tecnologia
Gás natural concorre cada vez mais com o petróleo
Gás não convencional é úmido, rico em condensados
A etapa na qual a competição mais pressiona as margens
O significado estratégico do refino
6
Duque Dutra
O desafio do refinador 
Compatibilizar o perfil de consumo por derivados leves e petróleo mais pesado
Exigências 
de qualidade 
dos combustíveis
em razão da 
=> poluição atmosférica
urbana (particulados)
=> aquecimento global
(dióxido de carbono)
7
Duque Dutra
Nos próximos vinte anos, o crescimento ocorrerá na periferia
População mundial
Bilhões de habitantes
Trilhões de US$ ppp
Riqueza mundial, PIB
8,7 trilhões
7 trilhões
60% do crescimento da periferia virá da Ásia (China e Índia)
+ 1,7 bilhão de habitantes terá de ter acesso à energia
Hoje, 1,6 bilhão de pessoas (+/- 1/4 da população mundial) não tem acesso à eletricidade e cerca de 2,4 bilhões consomem biomassa como fonte de energia.
77,9 trilhões
8
Fonte: World energy outlook 2013. IEA
e sem energia não há prosperidade
Duque Dutra
9
Duque Dutra
Participação na energia primária
Geração elétrica por fonte
Século XIX => carvão
Século XX => petróleo
Século XXI => gás natural 
(pelo menos em sua 1ª ½)
A diversificação é uma tendência que:
não anula a importância do carvão e
 reduz consideravelmente a do óleo
contribui para crescente eletrificação
A eletrificação combate a pobreza, mas, depende do carvão
Fonte: World energy outlook 2013. IEA
PIB, Energia e emissões
Crescimento das emissões
Bilhões de toneladas de CO2
Emissões por setor
Bilhões de toneladas de CO2
Assim, as emissões não param de crescer ...
Aumento do PIB mundial, mesmo que em ritmo menor que o passado, não basta 
para reverter as tendências.
Redução dependerá mais da conservação, que dos novos combustíveis e estará 18 bilhões de toneladas acima do recomendado. 
Aumento em ¼ das emissões de CO2 c/ crescimento de 1% a.a. entre 2013/2035 
(2,5% na última década).
LEDD
10
Fonte: World Energy Outlook 2013
IEA
... bem acima do recomendável
Duque Dutra
A frota de veículos aumenta continuamente na periferia
Frota de veículos
Desempenho dos veículos
Consumo no transporte
Bilhões de veículos
Litros por cem quilômetros
Bilhões de toe
A frota dobrará e 88% do aumento provém da periferia.
O ganho em economia do combustível será de 2,1% a.a. (1,5% a.a. na década passada).
O consumo de energia cresce 30%, o óleo continua dominante e os biocombustíveis passam de 5% para 11%.
LEDD
11
Fonte: World Energy Outlook 2013 IEA
e a eficiência não compensa
Procura crescente por óleo
Duque Dutra
Conceito básico no refino – a escala
A escala explica o rendimento crescentes obtido pelo
acréscimo na capacidade de tratamento da refinaria ou da UPGN => Quanto maior, menor o custo 
Adam Smith e a fábrica de alfinete 
(fundador da Escola Clássica no pensamento econômico) 
Quanto maior for a escala de produção, maior serão as possibilidades de melhorar a divisão do trabalho
As razões: 	simplificação 				mecanização
		decomposição		 		prodç em série
		repetição		 		aprendizagem
permite a
Vale para 
a indústria, os serviços, os transportes 
e para as atividades extrativistas
Central na 
prosperidade do século XIX e XX
12
Duque Dutra
O aumento dos rendimentos físicos, 
em função do aumento da produtividade do trabalho, 
explica a queda dos custos 
decorrente da multiplicação das unidades produzidas.
		 decorrem da melhor o que permite o	 e a 
Econs. de Escala => Div. do Trab. => Cresc. Prod// => Queda dos 								Custos
$
capacidade de produção
Curva do custo de produção 
A queda de custo gera o excedente
Custo médio
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Duque Dutra
A escala no refino norte-americano, um exemplo
Os três maiores refinadores nos EEUU em 2005
Empresa
Capacidade
milb/d
Número de refinarias
Maiorunidade
Capacidademédia
ConocoPhilips
2.189
14
306
157
ExxonMobil
1.847
6
557
308
BP
1.450
6
437
251
Fonte: US Energy Information Administration 
Posição
Empresa
Capacidade
Posição
Empresa
Capacidade
1
ExxonMobil
5.690
7
Total
2.738
2
Shell
5.172
8
Conoco
2.659
3
BP
3.871
9
CNPC
2.440
4
Sinopec
3.611
10
SaudiAramco
2.417
5
Valero
2.830
11
Chevron
2.066
6
Pedevesa
2.792
12
Petrobrás
1.953
Os doze maiores do mundo em 2005
14
Duque Dutra
Duque Dutra
15
O refino no mundo
A caminho da consolidação
Fonte: True et Koottungal, 2010
Capacidade de refino
Número de refinarias
Acompanha a mudança do perfil do consumo ...
e o deslocamento dos ativos em direção a Ásia 
Fonte: IEA
Duque Dutra
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O aprovisionamento da refinaria
Custo do transporte do petróleo
Fonte: Inkpen e Moffet (2011)
Distância e escala são fundamentais
Além de outros fatores,
para aumentar o excedente
do refinador 
Duque Dutra
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A cadeia de produção
Adição de valor a cada etapa, ativos específicos, custos irrecuperáveis, vantagem comparativa da integração, produção em fluxo contínuo, escala mundial, complexidade da coordenação
A cada elo, 
um custo de transação
Só as grandes vão 
do poço à bomba
Último arranque da industrialização norte-americana
Taxa média de crescimento anual de gasolina, nos EEUU entre 1949 e 1980 
Consumo de gasolina nos EEUU, 1949-1980, em milhões de b/dia 
Trinta anos gloriosos 
depois da II Guerra Mundial 
Estradas para ampliar 
a locomoção de mercadorias 
e da mão de obra
Carros como o ícone do 
séculoXX
O fim de uma era 
é para quando?
O pico do refino na próxima década
Fonte: US Energy Information Administration 
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Duque Dutra
Recomendações de leitura
Agência Nacional do Petróleo
American Institute of Chemical Engineers
American Petroleum Institute
Gulf Oil (2004). Hydrocarbon processing refining handbook. Houston: Gulf Publishing.
Jones, D.S.; Pujado, P.R. (2006). Handbook of petroleum processing. New York: Springer.
O & G Journal, World Capacity Refinery Report. (annual)
Marples, R.E. (2000). Petroleum refining process economics. Ulsa, OK: PennWell.
R.A.Meyers (2004). Handbook of petroleum refining processes. New Yoirk: MacGraw-Hill Book Co (3rd ed).
W. Leffer (2000). Petroleum refining in nontechnical language. Tulsa, OK: PennWell.
US Energy Information Administration
19
Duque Dutra
O Brasil exportador de óleo bruto e produtor de energia térmica,
quem poderia prever?
Segunda aula
20
Duque Dutra
Duque Dutra
21
Extração de petróleo bruto em b/d, no Brasil
A produção brasileira só deslanchou quando foi para o mar
A produção em terra era insignificante
Duque Dutra
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Autossuficiência em derivados e golpe militar 
Política petrolífera
Segurança Militar
1938 - Conselho Nacional do Petróleo (CNP)
1939-1941 – poço de Lobato e campos de Candeias, Itaparica e Aratu
 1951 – 1º óleo da refinaria de Mataripe e decisão da 2da ref em Cubatão 
Retardo crescente
1954 – 170 mil bpd importados, dos 
quais 35 mil bpd de 3 refinarias privadas e Mataripe (5 mil bpd)
1953/1954
Getúlio Vargas e a 
criação da Petrobrás
Política industrial = Modelo de Substituição das Importações
Derivados de petróleo, fertilizantes, petroquímicos básicos, projetos & equipamentos
Em 1962, com as refinarias de Lindolfo Alves e Duque de Caxias a Petrobrás passava a refinar 80% dos derivados nacionais
Em 13 de maço de 1964, discurso de João Goulart na Central do Brasil e assinatura do decreto de desapropriação de Manguinhos (RJ), Capuava (SP), Riograndense (RS) e Copam (AM)
Duque Dutra
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Evolução da capacidade de refino em mil b/d
Era do refino
Programa Fundo do Barril
Fase vegetativa
Duque Dutra
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As refinarias brasileiras - localização 
Custo de aprovisionamento
Custo de distribuição 
Demanda em direção ao 
Interior (Oeste e Nordeste)
Faltam 
dutos
gasodutos
ferrovias
terminais
e não faltam
estradas 
sem 
conservação
Duque Dutra
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REFINARIA			LOCALIDADE		 CAPACIDADE 
							 NOMINAL (B/D)
Replan - Paulínia 			Paulínia (SP) 		1972 	415.128
RLAM - 	Landulpho Alves 		São Francisco do Conde (BA) 1950 	279.897
Revap - 	Henrique Lage 		São José dos Campos (SP) 	1980 	251.593
Reduc - 	Duque de Caxias 		Duque de Caxias (RJ) 	1961 	242.158
Repar - 	Presidente Getúlio Vargas 	Araucária (PR) 		1977 	207.564
Refap - 	Alberto Pasqualini S.A. 	Canoas (RS) 		1968 	201.274
RPBC - 	Presidente Bernardes 	Cubatão (SP) 		1955 	169.825
Regap - 	Gabriel Passos 		Betim (MG) 		1968 	150.956
Recap - 	Capuava 			Mauá (SP) 		1954 	53.463
Reman - 	Isaac Sabbá 		Manaus (AM) 		1956 	45.916
RPCC - 	Potiguar Clara Camarão 	Guamaré (RN) 		2000 	37.739
Riograndense - Riograndense S.A. 	Rio Grande (RS) 		1937 	17.014
Manguinhos - Manguinhos S.A. 	Rio de Janeiro (RJ) 		1954 	13.838
Univen - 	Univen Ltda. 		Itupeva (SP) 		2007 	9.158
Lubnor - 	Lubrificantes do Nordeste 	Fortaleza (CE)		1966 	8.177
Dax Oil - 	Dax Oil Refino S.A. 		Camaçari	(BA) 		2008 	2.095
TOTAL 2.105.795
MÈDIA	 187.000
As refinarias brasileiras – as unidades
 em 31 de dezembro de 2012
Unidades da Petrobrás
Duque Dutra
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Origem da carga processada nas refinarias 
Importada
Doméstica
O óleo do pós-sal é pesado 
A mescla com o importado sempre foi necessária 
O óleo do pré-sal é 27º API
Duque Dutra
27
Previsão de produção de óleo e condensados em 2026 (EPE)
5,2 milhões de b/d 
Aumento da produção
+
Limitações do refino
+
Queda do consumo 
O Brasil exportador de óleo cru
Produção de óleo e condensado
em mil b/d
Balança comercial de óleo 
em mil b/d
M
X
2,5 milhões de b/d 
Duque Dutra
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Derivados – comércio exterior
Gasolina A
Óleo Diesel
Querosene de aviação
Nafta petroquímica
E, no futuro, ainda mais dependente da importação de derivados
Por falta de capacidade de refino
Ciclos extrativos: pau-brasil, ouro, cana-de-açúcar, borracha, café e o que mais... 
Janeiro de 2017
Fevereiro de 2015
2014
Ritmo de expansão e condições de macroeconômica
 
Mal da abundância 	 	 	 Doença holandesa 
Ciclos extrativos
Pau Brasil
Ouro
Cana-de-açúcar
Borracha
Café 
 e
Óleo e gás natural
Política Econômica
Fiscal
Monetária
Cambial 
Rendimentos decrescentes
Exportação de recursos naturais
Posição periférica na organização
internacional do trabalho
Gastos de governo
Inflação 
Valorização do câmbio
Falta de oportunidade para industrialização
Desindustrialização
Duque Dutra
Seleção adversa
A competição não 
premia os melhores, 
mas, os piores e 
mais corruptos e 
oportunistas. 
e o risco moral
O reconhecimento dos fenômenos na História I
A rica Veneza e 
a pobre Nápoles 
Fomento às atividades fabris 
Impossibilidade do uso agrícola do solo
 Antônio Serra (1613) Breve Trattado 
1º O ouro espanhol em mãos 
holandesas e italianas em razão 
das atividades que concentravam.
2º A fortuna de Jalisco e Potosi era
temporária, enquanto a da Itália do
Norte e da Holanda, perene.
Giovanni Botero (1858) e Antônio 
Genovesi (1750).
Abundância mineral 
X 
Diversificação dos negócios
Alfred Marshall (1842-1924) economias de aglomeração e o distrito industrial como solução à decadência britânica
Duque Dutra
O reconhecimento dos fenômenos na História II
Participação da indústria no emprego
País
% no total
em 1970
% no total
em 2009
França
24
12
Canadá
23
11
EEUU
24
10
R.Unido
30
10
Crescimento do PIB e da produção 
industrial
País
ProdInd
%a.a.
PIB
%a.a.
França
1,35
2,09
Canadá
2,19
2,78
Espanha
2,20
2,78
R.Unido
1,04
2,74
Acelerada desindustrialização:
 
Fora questões metodológicas
e terceirização.
 
Evidência da transformação estrutural na organização internacional do trabalho e do comércio.
No lugar de se contrapor, reduzir o custo da transição e reposicionar o país.
Política industrial no século XXI
Duque Dutra
Fonte: Stan OCDE
Duque Dutra
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Macroeconomia brasileira pouco favorável 
Retração econômica ímpar na história econômica do País
2014
2015
2016
2017
2018
Variação real do PIB em R$
0,5%
-3,5%
-3,6%
0,7%
2,5%
Bilhões
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
PIB US$ correntes
2.209
2.619
2.463
2.471
2.455
1.800
1.796
2.068
2.167
Perspectiva de lenta retomada a partir do ano que vem
A retração em dólares correntes é ainda maior 
O PIB alcançou US$ 2,6 trilhões em 2011, um recorde histórico
Depois, só fez cair 
Só retornará ao PIB de 2010 (US$ 2,2 trilhões) em 2018 
Mais uma década perdida e, desta vez, não carece
 nem de reservas cambiais, nem de petróleo
Recomendações de leitura
Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis 
Ministério das Minas e Energia – Diretoria de Petróleo e Gás Natural
Associação Brasileira da Indústria Química – ABIQUIM
Instituto Brasileiro do Petróleo
Perrone, Otto Vicente (2010). A indústria petroquímica no Brasil. Rio de Janeiro: Interciência.
Wongtschowski, Pedro (2002). Indústria química: risco e oportunidade. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda.
 
33
Duque Dutra
Duque Dutra
34
Refinaria de Capuava
(primeira em SP, 1954)
FIM 
da segunda aula
duquedutra@uol.com. br