EQO088 2016 01 parte2

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⇒ O petróleo extraído no campo de produção é chamado
Óleo Cru;
21. NATUREZA DO PETRÓLEO
⇒ Por isso, existem petróleos
marrons, amarelados, verdes e
pretos;
⇒ Dependendo da Rocha-
reservatório de onde foi
extraído, variam o aspecto
visual e a constituição do óleo
cru;
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1
HIdrogênio : H
Valência = 1 Valência = 4
1
2
3
4
Diferentes possibilidades de ligaçãoLigação Simples 
Carbono : C
HIDROCARBONETOS
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4
CARBONO: Valência 4 & 
diferentes tipos de ligação
HiDROCARBONETOS 
têm diferentes 
tamanhos e formas.
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ligação C – C dupla/tripla ou anel 
benzênico
Ligação C – C simples
SATURADOS NÃO SATURADOS
Parafinas
cadeia linear
Isoparafinas
cadeia ramificada
Naftênicos
Cíclicos
Aromáticos
Cíclicos
Benzénicos
Olefinas
Dupla e/ou tripla 
ligação
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SÓLIDO
Hexadecano C16 C16H34 + 287 °C + 18 °C
C20H42Eicosano C20 + 344 °C + 36 °C
Tricontano C30 C30H62 + 450 °C + 66 °C
GÁS
LÍQUIDO
t°eb d154Fórmula Química t°fusão N
o C
Pentadecano C15 C15H32 + 271 °C 0,766_
Decano C10 C10H22 + 174 °C 0,727
_
Nonano C9 C9H20 + 151 °C 0,722
_
Octano C8 C8H18 + 126 °C 0,707_
Heptano C7 C7H16 + 98 °C 0,688_
Hexano C6 C6H14 + 69 °C 0,664_
Pentano C5 C5H12 + 36 °C 0,631_
Butano C4 C4H10 - 0,5 °C 0,585_
Propano C3 C3H8 - 42 °C 0,505_
Metano C1 C1H4 - 161,5 
°C
_
Etano C2 C2H6 - 89 °C
_
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⇒ Porém, qualquer petróleo
no seu estado natural é
sempre uma mistura
complexa de diversos tipos de
HC’s com proporções bem
menores de contaminantes.
Então, não se esqueça:
ÓLEO CRU = Hidrocarbonetos + Contaminantes
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PetróleoPetróleoPetróleo
 
 
HidrocarbonetosHidrocarbonetosHidrocarbonetos Não-HidrocarbonetosNão-HidrocarbonetosNão-Hidrocarbonetos
Asfaltenos & ResinasAsfaltenos & ResinasAsfaltenos & Resinas ContaminantesContaminantesContaminantes
Características Necessárias 
nos Derivados
Características Necessárias 
nos Derivados
Características Necessárias 
nos Derivados
Óleo Combustível 
& Asfaltos
Óleo Combustível 
& Asfaltos
Óleo Combustível 
& Asfaltos
Efeitos Indesejáveis 
Nos Derivados
Efeitos Indesejáveis 
Nos Derivados
Efeitos Indesejáveis 
Nos Derivados
 
 
 
 
 
 
Constituição
 
 
Derivados Leves e 
Médios
Derivados Leves e 
Médios
Derivados Leves e 
Médios
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♦ De acordo com a classificação de Tissot têm-se:
Resinas são compostos poli-aromáticos condensados, de massa molar entre 500 e 1.000 e
tamanho entre 8 a 15 Å;
Asfaltenos são resinas superpostas em até 5 camadas, formando partículas por associação
inter-molecular ou intramolecular, de massa molar entre 1.000 e 10.000 e tamanho 15 a 20 Å.
S = saturados 
AA = aromáticos + resinas + asfaltenos
P = parafinas
N = naftênicos
P > N e P > 40% Parafínicos
P ≤ 40% e N < 40% Parafínico-Naftênico
N > P e N > 40% Naftênicos
P > 10% Aromáticos Intermediários 
P < 10% e N < 25% Aromático Asfáltico 
P < 10% e N > 25% Aromático-Naftênicos 
Concentração em volume no resíduo do óleo cru acima de 210oC 
Tipo
S > 50% AA < 50%
S < 50% AA > 50%
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Tipo de Óleo cru Exemplos
Parafínicos Óleos leves, de alto ponto de fluidez, densidade inferior a 0,85, resinas e asfaltenos 
menor do que 10%, viscosidade baixa. Benzotiofenos raros. Teor de enxofre baixo à 
muito baixo. Petróleos Paleozóicos da África do Norte, Estados Unidos e América do Sul, 
da plataforma continental do Atlântico Sul e alguns óleos da Líbia, Indonésia e Europa 
Central. Nacionais: baianos e grande número de petróleos nordestinos
Parafínico-Naftênicos Teor de resinas e asfaltenos: 5 e 15%. Baixo teor de enxofre. Teor de aromáticos: 25 e 
40%. Moderado teor de diben-zotiofenos. Densidade e a viscosidade maiores do que 
parafínica, mas moderados. Óleos Cretáceos de Alberta, Paleozóico da África do Norte e 
Estados Unidos, Terciários da Indonésia e da África Ocidental. No Brasil, inclue a maioria 
dos óleos da bacia de Campos
Naftênicos Poucos óleos, óleos Cretáceos da América do Sul, alguns da Rússia e do Mar do Norte e 
óleos biodegradados com menos do que 20% de parafinicos. Baixo teor de enxofre. 
Origem: alteração bioquímica de óleos parafínicos e parafínicos-naftênicos
Aromáticos Intermediários Oleos pesados, com 10 a 30% de asfaltenos e resinas. Teor de enxofre maior que 1%. 
Hidrocarbonetos monoaromáticos: baixo, teor de tiofeno e de dibenzotiofenos é 
elevado. Densidade elevada (maior do que 0,85). Óleos Cretáceos do Médio Oriente 
(Arábia Saudita, Qatar, Kuwait, Iraque, Síria e Turquia), outros Cretáceo Superior da 
África Ocidental e alguns óleos da Venezuela, Califórnia e Mediterrâneo (Sicília, Espanha 
e Grécia)Aromático Asfáltico Óleos de biodegradação hidrocarbonetos parafínicos oxidados, formam ácidos. Alto teor 
dos compostos ciclícos . Derivados dos óleos parafínicos e parafínicos-naftênicos. Até 
mais de 25% de resinas e asfaltenos. Teor de enxofre de 0,4 e 1% em peso. Óleos do 
tipo Cretáceo Inferior da África Ocidental
Aromático-Naftênicos Óleos oriundos de biodegradação avançada: condensação e oxidação dos 
monocicloalcanos. Óleos pesados, viscosos. Teor de asfaltenos e resinas: elevado (de 
30 a 60. Teor de enxofre: de 1 a 8% em peso. Óleos não-biodegradados da Venezuela, 
África Ocidental, Canadá Ocidental e do Sul da França
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⇒ Infuência dos hidrocarbonetos nos derivados:
FAMÍLIAS PRODUTOS REQUISITO DE QUALIDADE CARACTERÍSTICAS
QAV Produzir chama clara, sem fuligem e resíduos Menor quantidade de energia necessária 
para a reação
Diesel Entrar em auto-ignição com menor retardo Menor temperatura de auto-ignição
Lubrificantes Garantir existência de película entre as 
partes metálicas a qualquer temperatura
Constância da viscosidade com temperatura
Parafinas Produto sólido cristalino Facilidade e forma de cristalização
Solventes e Nafta 
Petroquímica
Solubilização de substâncias, baixa toxidez e 
carga de processos de transformação
QAV Combustão e facilidade de escoamento
Lubrificantes Lubrificação e facilidade de escoamento
Gasolina Resistência à detonação Alta temperatura de auto-ignição
Solventes Solubilização de substâncias Caráter químico
Asfaltos Permeabilizantes e visco-elásticos Agregados moleculares
Coque Elevado teor de carbono
NAFTÊNICOS
PARAFÍNICOS
Solução entre quantidade e qualidade
AROMÁTICOS
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⇒ Dependendo da constituição do petróleo o mesmo pode
ser, ainda, classificado das seguintes formas:
♦ Densidade -classificação dos óleos pela sua densidade,
para a qual se utiliza o °API (American Petroleum
Institute);
°API = (141,5/ρ) ρ) ρ) ρ) – 131,5
ρρρρ = densidade relativa
DENSIDADE (OAPI) CLASSIFICAÇÃO
API > 40 EXTRA-LEVE
40 > API > 33 LEVE
33 > API > 27 MÉDIO
27 > API > 19 PESADO
19 > API > 15 EXTRA-PESADO
API < 15 ASFÁLTICO
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• Tipos de Petróleo, segundo origem:
* petróleo de referência
Tipo de Petróleo País de Origem °API
Mistura Siburina Argélia 44
West Texas Intermediate (WTI)* Estados Unidos 40
Brent* Reino Unido 38
Benny Lager Nigéria 37
Arabian Light* Arábia Saudita 34
Minas Indonésia 34
Isthma México 34
Fateh Dubai 32
Corvina Brasil (Bacia de Campos) 29
Tia Juana Leve Venezuela 26
Cabiúnas / Marlim Brasil (Bacia de Campos) 19
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⇒Além dessa mistura de hidrocarbonetos, o óleo cru
também contém, em proporções bem menores, outras
substâncias conhecidas como Contaminantes;
♦ Os hetero-átomos mais comuns são os átomos de enxofre
(S), nitrogênio (N), oxigênio (O), e de metais como níquel
(Ni), ferro (Fe), cobre (Cu), sódio (Na) e vanádio (V),
podendo inclusive estar combinados de muitas formas;
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♦ Os contaminantes que contêm enxofre são chamados
Sulfurados;
♦ Eles têm importância especial, já que aparecem em
vários tipos de petróleo e, normalmente, em proporções
muito maiores que os outros contaminantes;
♦ Contaminantes sulfurados causam problemas no
transporte, manuseio e uso dos derivados em que estão
presentes;
Entre esses problemas, estão . . .
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♦ Teor de enxofre - os óleos são classificados como:
∗ "doces" (sweet), quando apresentam baixo conteúdo
de enxofre (menos do que 0,5 % de sua massa);
∗ "ácidos" (sour), quando apresentam teor mais
elevado.
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✦As propriedades do óleo cru são importantes para a
análise da viabilidade de sua utilização;
21.1 CARACTERIZAÇÃO DO PETRÓLEO
✦ Desta forma efetua-se a destilação do petróleo obtendo
cortes, associada com análises físicas ou químicas sobre
estes cortes: densidade, viscosidade, teor de
hidrocarbonetos parafínicos, naftênicos e aromáticos –
PNA, teor de heteroátomos;
✦As propriedades físicas dependem dos teores dos diversos
constituintes químicos das frações, podendo-se deduzir
informações sobre a composição química da fração de
petróleo;
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• PONTOS DE EBULIÇÃO VERDADEIROS - PEV
✦ Essa curva de destilação é levantada em uma coluna
especial, dotada de elevado número de estágios ideais de
equilíbrio (20 a 100), trabalhando com elevada razão de
refluxo (5 a 20);
✦ O seu objetivo é estabelecer a condição mais próxima em
que cada ponto da curva represente o ponto de ebulição dos
seus componentes na pressão de destilação;
✦ Para se conseguir isso, trabalha-se com um volume
razoável de amostra (por exemplo, 100 litros para o
petróleo) e recolhe-se o destilado em frações reduzidas de
volume, para se obter uma faixa estreita de componentes.
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• Equipamento PEV
SOLENÓIDE
ÁGUA
SAÍDA
VÁLVULA
SAÍDA
BOMBA DE VÁCUO
TERMOPAR
REGULAGEM DO
AQUECIMENTO
Características básicas
• Alta razão de refluxo
• Elevado número de pratos
• Alta pressão
• Alta exatidão
• Custo elevado
• Demorada
• Realizada à pressões definidas
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• Curva PEV
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• Curva PEV
pressão atmosférica
pressão 2 mmHg
correlação
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• Perfil de produtos possível de obter
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• Perfil de produtos possível de obter
G A S O LI N A
S O LV E N TE S 
Ó LE O D IE S E L
A S FA LTO 
M A TÉ RIA -P RIM A P/ PR O D U Ç Ã O
DE G A S O L IN A E G L P
M A TÉ RIA -P RIM A PE TRO Q U ÍM IC A
 M A T É RI A - PRI M A PE TR O Q U Í M IC A
LU BR IFIC A N TE S
Ó LE O C O M BU S T ÍVE L
LU BR IFIC A N TE S 
Q U E R O S E N E A V IA Ç Ã O
Ó LE O D IE S E L
Q U E R O S E N E I LU M IN A Ç Ã O
C O M BU S T Í VE I S D O M É S T IC O E
IN DU S TR IA L
G A S Ó LE O
A TM O S F É R IC O
 G A S Ó L E O S
D E V Á C U O S
 R E S ÍD U O
 D E V Á C U O
 Q U E R O S E N E
 N A F T A S 
 G LP
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⇒ Com a obtenção desta curva pode-se fazer a comparação
de diversos óleos:
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⇒ Com a obtenção desta curva pode-se fazer a comparação
de diversos óleos:
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• Misturas vaporizam-se em uma faixa de temperatura
ampla, necessitando de um valor que simbolize, ao
menos matematicamente, a volatilidade;
• Watson & Smith propuseram o conceito de ponto de
ebulição médio, calculado a partir da curva de
destilação PEV;
• É inexato, pois o ponto de ebulição não é uma
propriedade aditiva, porém excelente para correlações
de diversas propriedades;
PEMV (oC) = (T20+T50+T80)
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• PEVM
T20
T50
T80
PEVM = 408 oC
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• Fator de caracterização de Watson – Kw (ou KUOP)
Determina o índice de parafinicidade do óleo
Kw =
( )
6,15/6,15
3
1
d
TB
K ≥ 13 mistura de hidrocarbonetos parafínicos de alto peso molecular
12 < K < 13 mistura de hidrocarbonetos parafínicos com médio e baixo peso molecular e
alquilnaftênicos com longa cadeia parafínica
11 < K < 12 misturas de naftências puros e alquilnaftênicos de cadeia baixa e
alquilaromáticos de cadeia parafínica longa
10 < K ≤≤≤≤ 11 mistura de naftênicos condensados e conjugados, alquilaromáticos de cadeia
parafínica média e alquilnaftênicos de cadeia parafínica longa
K ≤≤≤≤ 10 hidrocarbonetos aromáticos condensados e alquilnaftênicos de cadeia
parafínica pequena
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• Para cada tipo de petróleo, têm-se uma quantidade fixa 
de frações básica:
Rendimentos % V
GLP NAFTA DIESEL GASÓLEO RES. VÁCUO
ALAGOANO 36 0,2 1,0 16 43 27 14 0,3 S
BADEJO 29 0,2 1,9 17 38 24 19 0,4 N
BAIANO 36 0,1 0,5 14 36 31 19 0,1 S
BONITO 25 0,6 0,7 12 39 25 24 1,0 N
CABIUNAS 30 0,6 1,6 12 37 24 25 1,2 N
CURIMÃ/XAREU 33 0,3 0,5 20 41 23 16 0,5 S
ESPÍRITO SANTO 35 0,2 1,0 15 49 18 17 0,5 N
GAROUPA 29 0,3 0,7 11 39 25 24 1,0 N
LINGUADO 32 0,2 1,0 12 54 21 12 0,8 NSERGIPE PLATAFORMA 28 0,1 2,0 15 46 20 15 0,4 S
SERGIPE TERRA 25 0,4 1,3 10 32 24 33 0,5 N
UBARAMA 33 0,2 0,5 14 37 30 19 0,4 S
ENCHOVA 30 0,6 0,4 12 40 21 25 1,2 N
GUARICEMA 39 0,2 2,6 14 47 21 14 0,3 S
% S Res. QAVPetróleo oAPI % S
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22. DERIVADOS
⇒ São muitas as aplicações dos derivados do petróleo.
Alguns já saem da refinaria prontos para serem
“consumidos”, sendo comercializados diretamente para
distribuidores e consumidores;
⇒ Outros derivados servirão ainda como matérias-
primas de várias indústrias, para a produção de outros
artigos (os produtos finais);DIS
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⇒ Os derivados do petróleo podem ser utilizados em
aplicações Energéticas ou Não-energéticas:
♦ Os derivados energéticos são também chamados
Combustíveis. Eles geram energia térmica (calor ou luz)
ao entrar em combustão na presença do ar e de uma fonte
de ignição (chama ou centelha);
♦ Combustíveis são usados . . .
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♦ Uma refinaria de petróleo pode produzir os seguintes
derivados Energéticos ou Combustíveis:
Gás Combustível Gás Liquefeito de Petróleo (GLP)
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Gasolina Querosene
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Óleo Diesel Óleo Combustível
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Coque
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⇒Além dos derivados combustíveis, existem outros
derivados, com aplicações Não-energéticas. São eles:
• Nafta e Gasóleos petroquímicos além de outras
matérias-primas específicas para a indústria;
• Lubrificantes básicos, matérias-primas para indústrias
fabricantes de óleos para veículos e máquinas
industriais industriais;
• Asfalto, usado na pavimentação de ruas e estradas
• Solventes domésticos e industriais, como aguarrás,
querosene, etc;
• Coque, utilizadas por indústrias metalúrgicas para a
fabricação de alumínio e titânio, por exemplo;
• Parafinas, utilizadas na indústria alimentícia, na
fabricação de velas, ceras, cosméticos etc;DIS
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⇒ Normalmente, os derivados Combustíveis são
classificados em Leves, Médios ou Pesados, conforme o
comprimento, a complexidade das cadeias carbônicas
existentes nas suas moléculas:
♦ Assim, por apresentarem as menores cadeias
carbônicas, são considerados Leves os seguintes
derivados combustíveis;
* A Nafta, mesmo não sendo combustível, é considerada leve
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⇒ Nos demais derivados combustíveis, há muitas misturas
de hidrocarbonetos, ficando difícil classificá-los por faixas
de comprimento e complexidade das cadeias carbônicas:
♦ Apesar disso, por apresentarem cadeias de
comprimentos “intermediários”, os seguintes derivados
são considerados Médios: Querosene e Óleo Diesel;
♦ Finalmente, por serem constituídos pelas cadeias
carbônicas maiores ou mais complexas, os seguintes
derivados são considerados Pesados: Óleo Combustível,
Asfalto e Coque;
♦ Embora os Contaminantes do petróleo possam estar
presentes em todos os derivados, é justamente nos
Pesados que eles mais se concentram.
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Derivado Principal Uso
Combustível
Gasolina Combustível automotivo
Óleo Diesel Combustível automotivo
Óleo Combustível Industrial, naval, geração de eletricidade
Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) Cocção
Querosene de Aviação Combustível aeronáutico
Querosene Iluminante Iluminação
Insumo Petroquímico
Parafina Velas, indústria alimentícia
Nafta Matéria-prima da petroquímica
Propeno Matéria-prima do polipropileno (plásticos) e acrilatos (tintas)
Outros
Óleos Lubrificantes Lubrificação de máquinas e motores
Asfalto Pavimentação
♦ Principais Derivados de Petróleo e seus Usos
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♦ Produção de Derivados de Petróleo nas Refinarias
Nacionais ([1] gasolina aviação, querosene iluminação,
óleos lubrificantes, solventes, parafinas e asfaltos);
Óleos 
Combustíveis
19%
Naftas
8% Óleo Diesel
34%
Querosene
 de Aviação
4%
Gasolinas 
Automotivas
23%
Outros1
4%
Gás Liquefeito 
de Petróleo
8%
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23. REFINARIA
⇒ Numa indústria petrolífera, são as refinarias que
geram os produtos finais a partir do petróleo recebido
dos campos de produção:
♦ Depois de extraído e tratado no campo de produção, o
petróleo segue para a refinaria, para ser transformado na
série de derivados (vistos anteriormente), que vão
atender as necessidades de algum mercado;
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⇒ Nem todos os derivados são gerados de uma só vez e em
um mesmo local na refinaria;
♦ Os fluidos em uma refinaria, sejam de entrada ou de saída
de algum processo, são também conhecidos como Correntes.
♦ Quase sempre, eles são
obtidos após uma seqüência
de Processos, que são
transformações de um ou
mais fluidos (gás e/ou
líquido), que servem de
Entradas do Processo, em
outros fluidos, chamados
Saídas do Processo;
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♦ Os diferentes locais na refinaria onde ocorrem os
processos de refino são as . . .
UNIDADES DE PROCESSO 
♦ Também chamadas Unidades de Refino ou de
Processamento;
♦ Cada uma dessas Unidades é composta por um conjunto
de equipamentos responsável por uma etapa do refino;
♦ Alguns derivados já são produzidos na saída da primeira
Unidade, enquanto outros só após o processamento de
várias Unidades;
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♦ Assim, toda Unidade realiza algum processamento sobre
uma ou mais entradas, gerando uma ou mais saídas;
♦ Todas as entradas originárias direta ou indiretamente do
petróleo (Gás, Petróleo e Produtos Intermediários) são
chamadas Cargas.
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♦ Cada refinaria é projetada e construída de acordo com:
∗ O tipo de petróleo a ser processado;
∗ As necessidades de um mercado;
♦ Para tentar compatibilizar um tipo de petróleo com a
necessidade de produzir certos derivados na quantidade
e qualidade desejadas, cada refinaria é construída com
um conjunto (ou arranjo) próprio de Unidades;
♦ Esse arranjo das Unidades é chamado Esquema de
Refino.
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♦ Um Esquema de Refino define e limita o tipo e a
qualidade dos produtos da refinaria. Por isso, alguns
derivados podem ser produzidos em todas ou apenas em
algumas refinarias:
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47♦ Durante a vida de uma refinaria, pode mudar o tipo de
petróleo que ela recebe, como também podem mudar as
especificações (qualidade) ou a demanda (quantidade) dos
derivados por ela produzidos;
♦ Por isso pode-se dizer que toda refinaria tem um certo
grau de ...
FLEXIBILIDADE
♦ Isto é, uma capacidade de reprogramação dinâmica na
operação do seu Esquema de Refino, que permite reajustar
o funcionamento das Unidades para se adequar a
mudanças no tipo de óleo e nas necessidades do mercado e
ambientais.
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♦ A capacidade de refino do Brasil:
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Refinaria
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Refinaria
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♦ Geralmente uma refinaria apresenta o seguinte Esquema
de Refino:
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Flare
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24. REFINO DE PETRÓLEO
⇒ Para que os derivados possam ser obtidos, é necessário o
processamento do petróleo. A este processamento (em suas
inúmeras atividades), chamamos: Refino.
♦ Os processos de refino são classificados em:
A. PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
• Destilação Atmosférica e à Vácuo;
• Desasfaltação a Propano;
• Desaromatização a Furfural, Desparafinação a 
Solvente, Extração de Aromáticos, Adsorção de 
n-parafinas.
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B. PROCESSOS DE CONVERSÃO
• Viscorredução;
• Craqueamento Térmico;
• Coqueamento Retardado;
• Craqueamento Catalítico;
• Hidrocraqueamento;
• Reforma Catalítica;
• Isomerização e Alquilação Catalítica.
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C. PROCESSOS DE TRATAMENTO
• Dessalgação Eletrostática;
• Tratamento Cáustico;
• Tratamento Merox;
• Tratamento Bender;
• Tratamento Dea / Mea;
• Hidrotratamento.
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D. PROCESSOS AUXILIARES
• Geração de Hidrogênio;
• Recuperação de Enxofre;
• Utilidades - Off. Sites.
* Energia Elétrica, Vapor d’água,
Condicionamento de Água;
* Ar Comprimido, Tratamento de
Efluentes;
* Estocagem.
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Com isso pode-se dizer que o objetivo do refino é:
SEPARAR
CONVERTER
TRATAR
FRAÇÕES
DO
PETRÓLEO
Óleo Cru Processos deSeparação
Processos de
Conversão
Processos de
Tratamento Derivados
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⇒ Por ser o processo inicial em qualquer refinaria de
petróleo, começaremos nosso estudo pela Destilação.
Vamos conhecer sua origem:
♦ No início da utilização do petróleo na iluminação,
notou-se que na sua queima eram emitidos gases tóxicos
e muita fuligem. Na iluminação pública, esse problema
não era tão importante, mas na iluminação doméstica
(ambientes fechados) isso era problemático;
♦ Sabendo-se que o petróleo era composto por várias
substâncias, tentou-se submete-lo a uma separação para
obter uma mistura que gerasse menos gases tóxicos e
poluentes; essa mistura levou o nome de Querosene;
♦ Daí teve início a Destilação do Petróleo.
25. DESTILAÇÃO
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♦ Fundamental em qualquer refinaria de petróleo, a
Destilação é o primeiro processo do refino e o único
que tem como entrada o petróleo;
♦ Dependendo do tipo do petróleo, a Unidade de Destilação
gera produtos finais e outros (intermediários) que servirão
como cargas, ou serão misturados com produtos de outros
processos em tanques ou em linha (isto é, nos dutos);
♦ Assim, todos os processos
na refinaria dependem, direta
ou indiretamente, de alguma
saída da Destilação. Por isso,
essa Unidade sempre está
presente numa refinaria de
petróleo.
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Unidade de
Destilação
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Mas, afinal, o que é Destilar?
♦ Destilar é fornecer calor a uma mistura fluida, para
gerar vapores e líquidos de composições diferentes entre si
e da mistura original;
♦ A Unidade de Destilação
aquece o petróleo para
separá-lo em um certo
número de frações, através
de um processo físico, sem
envolver reações químicas;
♦ Uma Fração (ou Corte) do petróleo é ainda uma mistura
de hidrocarbonetos e contaminantes, com a predominância
de um grupo de substâncias cujas moléculas são
“parecidas” entre si.
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♦ Podemos concluir, que a Destilação do petróleo não
pretende obter produtos puros e diferentes entre si. Os
produtos da Unidade de Destilação são Frações,
misturas ainda complexas de hidrocarbonetos e
contaminantes, diferenciadas por suas faixas de
ebulição.
♦ A figura ao lado
mostra as 7
Frações separadas
pela Unidade de
Destilação.
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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 570 ºC).
♦ Frações Destiladas
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⇒ Volatilidade:
• Volatilidade é a capacidade que tem uma substância
de passar para o estado de vapor. Dizemos que uma
substância é mais volátil do que outra, quando ela tem
maior tendência para passar ao estado de vapor, ou
seja, ela tem maior pressão de vapor;
• Em geral, na química orgânica, quanto menor o
tamanho da cadeia de uma molécula, maior é a sua
volatilidade. Assim, por exemplo, o metano é mais
volátil que o etano que, por sua vez, é mais volátil que
o propano.
25.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS
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⇒ Pressão de Vapor:
• De acordo com a teoria
cinética, as moléculas da
superfície livre de um
líquido tendem a passar
para o estado de vapor,
devido ao desequilíbrio
de forças que atuam sobre
essas moléculas,
comparadas com as
moléculas que estão no
interior da massa líquida;
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• Suponhamos, então, um líquido encerrado em um
vaso fechado, munido de um manômetro sensível. Por
um processo qualquer, a temperatura é mantida
constante;
• Devido ao desequilíbrio mencionado, ocorre a
passagem lenta das moléculas da superfície do líquido
para a fase vapor, ou seja, ocorre a evaporação;
• As moléculas dos vapores formados chocam-se contra
as paredes do vaso, exercendo assim uma pressão
idêntica à pressão exercida por qualquer gás;
• Essa pressão é denominada pressãode vapor do
líquido e, quanto maior for o número de moléculas
vaporizadas, maior será a pressão de vapor do líquido;
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• As moléculas da fase vapor não aumentam
indefinidamente, pois muitas, ao se chocarem com a
superfície livre do líquido, voltam à fase líquida;
• Haverá um instante em que o número de moléculas
que passa à fase vapor é igual ao número de moléculas
que, no mesmo instante, retorna à fase líquida;
• A pressão, indicada pelo manômetro mantém-se
constante. A pressão exercida pelo vapor, em equilíbrio
com o líquido que lhe deu origem, é denominada
pressão máxima de vapor (ou simplesmente pressão de
vapor) do líquido para a temperatura em que se
encontra.
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• A pressão máxima de vapor de um líquido só depende
da natureza do líquido e da temperatura, ou seja, a
pressão máxima de vapor de um líquido para uma
determinada temperatura INDEPENDE:
a) da massa de líquido presente;
b) do volume ocupado pelo vapor;
c) da presença de outros vapores ou gases.
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• Conclusões:
a) Um líquido puro entra em ebulição a uma
dada temperatura quando a pressão de vapor
correspondente a essa temperatura iguala a
pressão a que o líquido está submetido;
b) Para uma dada pressão, existe uma
temperatura na qual um dado líquido entra
em ebulição. Essa temperatura será tanto
maior quanto maior for a pressão e vice-versa.
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⇒ Ponto de Bolha:
• Em contraste com o comportamento de um líquido
puro, uma mistura líquida não entra em ebulição em
uma única temperatura, sob pressão constante;
• Quando se eleva gradualmente, a pressão constante,
a temperatura de uma mistura de composição
determinada, a ebulição se inicia numa dada
temperatura, conhecida como ponto de bolha, pois é a
temperatura em que se forma a primeira bolha na
massa líquida;
• Se a composição da mistura original mudar, o ponto
de bolha terá um outro valor. Ou seja, para cada
composição da mistura, o ponto de bolha terá um
valor diferente.
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⇒ Ponto de Orvalho:
• Analogamente, se fizermos um processo de
resfriamento, a pressão constante, em um dado vapor
de composição determinada, a temperatura em que se
condensa a primeira gota de um líquido é conhecida
como ponto de orvalho;
• Se partirmos de um vapor composto dos mesmos
componentes, porém com outra composição, o ponto
de orvalho será diferente.
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⇒ Pressão de Vapor de uma Mistura Líquida:
• Quando duas ou mais substâncias estão misturadas
formando uma solução líquida, a pressão de vapor da
mistura não depende só da mistura, mas também da
composição da mistura;
• A pressão parcial de vapor de um dado componente
numa mistura líquida é dada pelo produto da sua
composição molar no líquido pela sua pressão de vapor
na temperatura do sistema.
P P xA vA A= .
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⇒ Unidade de destilação de 3 estágios:
25.2 UNIDADE
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74
⇒ Dessalgadora:
• O objetivo da dessalgadora é separar emulsões do
tipo “água em óleo” e pode ser:
• Processo químico: consta de uma tubulação
comprida e de grande diâmetro – coalescedor – que
proporciona o tempo e a turbulência necessários ao
coalescimento das gotas de água de um vaso para a
decantação das gotas da água coalescidas;
• Processo elétrico: largamente utilizado nas refinarias
modernas, também chamado de precipitação
eletrostática, pode ser auxiliado por processo químico.
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75
• Consiste na aplicação de um campo elétrico à
emulsão, passando-a entre eletrodos com elevada
diferença de voltagem. O campo elétrico é alternado.
Os mecanismos que provocam a coalescência das
partículas são os seguintes:
a) as gotas polarizam-se e tendem a se alinhar segundo
as linhas de força do campo elétrico e, desta forma,
aproximam-se devido à atração entre as cargas de
sinais contrários, fazendo com que as gotas adjacentes
se toquem e coalesçam;
b) as mudanças constantes do campo elétrico fazem
com que as gotas se movimentem com grande rapidez
e mudando de sentido, aumentando as chances de
choque e, portanto, de coalescimento.
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• Descrição:
Água de Processo
QQQN CircN CircN Circ
PetróleoPetróleo
LdCLdCLdCLdCLdC
DLDLDLDL DPDPDPDP GOP CircGOP CircGOP CircGOP Circ
Q circQ circQ circ
LdC
Salmoura
LdCLdCLdC
Salmoura
GOP CircGOP CircGOP CircGOP Circ DL circDL circDL circDL circDL circRVRVRV
Torre Pré-Flash
ou Torre Atmosférica
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• O processo de dessalgação elétrica do petróleo é
dividido em três estágios: aquecimento, mistura e
separação;
a) Aquecimento
O petróleo passa através de uma bateria de trocadores,
onde é aquecido para reduzir a sua viscosidade e segue
para a dessalgadora;
b) Mistura
Injeta-se água na corrente de petróleo, mantendo
pressão diferencial na válvula misturadora controlada;
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C) Separação
A emulsão entra na dessalgadora através dos
distribuidores, sendo em seguida submetida ao campo
elétrico entre dois eletrodos horizontais. A água é
precipitada juntamente com o sal do petróleo;
• O petróleo dessalgado sai continuamente pelo coletor
de saída, situado no topo do vaso, e a água efluente sai
pelo fundo;DIS
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• Dessalgadora:
Recirculação 
de salmoura 
para limpeza 
de borra
Água de 
diluição
Recirculação 
de salmoura 
para limpeza 
de borra
Água de 
diluição
cru
salmoura
óleo
dessalgado
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• Detalhes da dessalgadora:
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• Controle Operacional da Dessalgadora:
a) Carga de Cru
A carga de cru para a dessalgadora pode ser
aumentada em até 10% de sua carga de projeto, sem
afetar sua eficiência. Para vazões acima desse excesso,
a operação poderá se tornar irregular.
b) Temperatura do Cru
A temperatura do cru para a dessalgadora deve situar-
se na faixa de 120 °C a 150 °C. Temperaturas fora
dessa faixa podem acarretar problemas na eficiência
da dessalgação.
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• Controle Operacional da Dessalgadora:
c) Pressão na Dessalgadora
A pressão normal de trabalho na dessalgadora é de 7,9
a 9,5 kgf/cm2.
Esta pressão é suficiente para manter a água e os
compostos leves do petróleo em estado líquido à
temperatura de operação, ou seja, a pressão mínima detrabalho deve ser igual à pressão de vapor do óleo mais
a pressão do vapor da água, na temperatura de
operação.
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• Controle Operacional da Dessalgadora:
d) Diferencial de Pressão na Válvula Misturadora
O grau de mistura do petróleo com a água depende da
queda de pressão na válvula misturadora e deve ser
controlada na faixa de 0,7 a 1,7 kgf/cm2.
Perda de pressão excessiva na válvula misturadora
pode causar uma emulsão de difícil separação,
implicando um aumento de BSW e cloreto no óleo
dessalgado.
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• Controle Operacional da Dessalgadora:
e) Relação água injetada/óleo
A água pode ser injetada em dois pontos: antes da
bateria de preaquecimento ou imediatamente antes da
válvula misturadora.
A quantidade total a injetar deverá situar-se em torno
de 5 a 10% da vazão de cru, para cada dessalgadora.
A adição insuficiente de água ocasiona dessalgação
deficiente, porque as gotículas de água salgada
restantes no petróleo não são totalmente diluídas pela
água fresca e a ação de lavagem é reduzida na mesma
proporção.
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• Controle Operacional da Dessalgadora:
f) Relação desemulsificante/óleo
O desemulsificante é particularmente útil quando se
processam resíduos, fundos de tanques, ou quando a
água utilizada contiver muito óleo emulsionado.
O desemulsificante é adicionado principalmente para
quebrar as emulsões óleo/água, impedindo o arraste de
hidrocarbonetos pela água drenada.
A quantidade recomendada é de 0,2 a 2,0 litros de
desemulsificante por 1.000 barris de cru.
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• Controle Operacional da Dessalgadora:
g) Injeção de Soda Cáustica
Muitos crus contêm ácidos livres, devendo-se usar soda
cáustica para neutralizá-los.
Visto que a quantidade de ácidos varia com os tipos de
cru, e mesmo entre os tanques de cru do mesmo tipo, a
quantidade de soda cáustica necessária para controlar
o pH pode variar de vez em quando.
Recomenda-se que o pH da água drenada da
dessalgadora seja verificado diariamente e a injeção de
soda seja ajustada para manter o pH da água drenada
na faixa de 6,5 a 8,5.
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• Controle Operacional da Dessalgadora:
h) Nível de Água
O nível de água no fundo da dessalgadora deve ser
controlado, de acordo com o projeto.
Nível muito acima do valor provoca curto-circuito no
eletrodo inferior e tempo de residência menor do óleo
na dessalgadora, ao passo que nível muito baixo
acarretaria arraste de óleo pela água drenada.
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• Problemas Operacionais
Anormalidades no funcionamento do sistema de
dessalgação acarretam:
a) aumento no teor de sais e BSW no petróleo
dessalgado;
b) arraste de hidrocarbonetos pela salmoura.
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⇒ Pré-flash:
• É a destilação em uma única etapa ou estágio, em que
a mistura líquida, a carga, é separada em dois
produtos: um vapor e um líquido, que estão em
equilíbrio termodinâmico. É também conhecida como
destilação de equilíbrio, autovaporização, ou
simplesmente “flash”;
• Neste tipo de destilação, uma parte do líquido é
vaporizada sob condições tais que todo o vapor
produzido fica, durante a vaporização, em contato
íntimo com o líquido residual. Resulta, então, que o
líquido e o vapor produzidos estão ligados por relações
de equilíbrio.
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• A destilação integral pode ser adiabática ou não
adiabática.
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• A instalação deste tipo de torre é prevista quando se
deseja projetar unidade de grande capacidade (em
geral, 20.000 m3/d) ou ampliar uma unidade de
destilação existente;
• Essa torre retira do petróleo, pelo topo e no estado
líquido, os cortes mais leves (GLP e nafta leve),
operando na zona de flash com pressão absoluta, na
faixa de 230 a 363 kPa (2,35 a 3,70 kgf/cm2),
dependendo do petróleo processado, ou seja, do teor
de leves presentes;
• Do fundo da torre sai o petróleo pré-vaporizado, que
será, então, carga da torre atmosférica.
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⇒ Destilação atmosférica:
• A coluna de destilação convencional apresenta os
acessórios: condensador, tambor de refluxo e refervedor.
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Torre de Pratos Torre Recheada
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• É uma operação de separação de componentes por
intermédio de vaporizações e condensações sucessivas
através das quais, devido às diferentes volatilidades
das substâncias, torna-se possível a obtenção de dois
produtos, um com teor elevado dos componentes mais
voláteis e outro dos menos voláteis;
• A carga é introduzida em um ponto intermediário da
coluna e, de acordo com o seu estado térmico e/ou
composição, este ponto será localizado abaixo ou acima
do ponto médio da altura da coluna;
• O ponto de introdução da carga divide a coluna em
duas seções e este local é conhecido como zona de flash,
de expansão ou de separação da carga, principalmente
se a carga é parcialmente vaporizada;
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• A seção superior da torre é conhecida pelos nomes:
seção de absorção;
• A seção inferior da coluna é conhecida pelo nome de
seção de esgotamento e serve para remover os
componentes leves do líquido que desce da zona de
flash;
• O vapor efluente da coluna, que sai pelo topo, passa
pelo condensador de topo, que o condensa total ou
parcialmente. O condensado produzido mais o vapor
não condensado (no caso de condensação parcial) vai a
um tambor (ou vaso) chamado de tambor de topo ou
de refluxo;
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• O líquido frio que retorna à torre através de uma
bomba é chamado de refluxo, e a sua vazão é
controlada por uma válvula, tendo como conseqüência
uma temperatura menos elevada ou mais elevada no
topo da torre, dependendo da vazão;
• A outra parte líquida constitui o produto de topo,
também chamado de destilado;
• O gradiente de temperatura existente entre o topo e o
fundo da torre é gerado pelo refluxo externo,
proveniente da condensação de parte dos vapores que
saem pelo topo da torre;
• Este refluxo é que gera o refluxo interno, descendo de
prato a prato, variando a sua composição e
temperatura;
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• É intuitivo que, quanto mais líquido descer na torre,
melhor será a remoção de compostos pesados presentes
no vapor e, portanto, melhor será o fracionamento na
seção de absorção;
• A relação entre a vazão de refluxo externo e o
produto destilado é conhecida como razão de refluxo;
• O líquido efluente da coluna, quesai pelo fundo, é
encaminhado a um trocador de calor, conhecido como
refervedor, onde ocorrerá a vaporização de parte desse
líquido, utilizando como fonte de calor um produto
quente qualquer ou mesmo vapor d’água;
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• Os vapores formados serão a fonte de calor para a
coluna, permitindo a revaporização dos componentes
mais leves do líquido, que descem para a seção inferior
com a conseqüente condensação dos componentes mais
pesados desse vapor;
• A parte não vaporizada do líquido efluente da coluna
constituirá o produto de fundo, também chamado de
resíduo;
• Por esse processo de condensações e vaporizações
parciais e sucessivas, é possível obter produtos de alta
pureza;
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• A carga, ao entrar na torre, dependendo do seu
estado térmico, seguirá de acordo com as seguintes
possibilidades:
1. carga líquida: a carga desce para o prato
imediatamente inferior, misturando-se com o líquido
(refluxo interno) que desce da seção de absorção;
2. carga vapor: neste caso, a carga é introduzida na
parte inferior da torre, seção de retificação;
3. carga líquida + vapor: a parte líquida desce para o
prato superior da seção de esgotamento, misturando-se
ao refluxo interno, que desce da seção de absorção. A
parte vapor sobe, borbulhando no líquido que escoa no
prato inferior da seção de absorção.
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• Sentido dos fluxos:
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• Sentido dos fluxos:
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• Sentido dos fluxos:
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• O vapor que se desprende de um dado prato da torre
de destilação, ao atravessar o líquido do prato superior
sofre condensação preferencial dos seus componentes
mais pesados (menos voláteis);
• O calor liberado pela condensação desses
componentes permite a vaporização preferencial dos
componentes mais voláteis do líquido que chega ao
prato proveniente do prato superior;
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104
• Dessa forma, o vapor que abandona um certo prato,
além de apresentar temperatura menos elevada, é mais
rico nos componentes mais voláteis do que o vapor que
chega a este prato, pois ele deixou componentes menos
voláteis no líquido e recebeu deste maior quantidade
de componentes mais voláteis;
• Por outro lado, o líquido que abandona o prato, além
de temperatura mais elevada, é mais rico nos
componentes mais pesados do que o líquido que chega
ao prato, pois ele recebe maior quantidade de
componentes mais pesados e perde maior quantidade
de componentes mais voláteis para o vapor;
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105
• Devido a estas 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 vapor que escoam em uma coluna de
destilação;
• Os produtos são retirados da torre através de saídas
laterais:
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106
• À medida que sobem na torre, os vapores tornam-se
cada vez mais frios e mais concentrados nos compostos
mais voláteis;
• À medida que descem na torre, os líquidos tornam-se
cada vez mais quentes e mais concentrados nos
compostos mais pesados;
Simplificando:
a) O topo da torre é o ponto de menor
temperatura, menor pressão e maior
concentração de componentes mais voláteis;
b) O fundo da torre é o ponto de maior
temperatura, maior pressão e maior
concentração dos componentes mais pesados.
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• Esquema da destilação atmosférica (sem pré-flash):
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• Controle Operacional da Destilação Atmosférica:
- O objetivo da coluna de destilação é separar a carga
em produtos cuja composição (ou qualidade) são
definidas;
- Portanto, as colunas de destilação devem ser dotadas
de controle automático que permita assegurar que os
produtos estejam sendo produzidos na qualidade
desejada;
- No caso específico de uma coluna de destilação
atmosférica, o objetivo é separar o petróleo em
diversas frações ou cortes;
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- Como é praticamente impossível obter a composição
desses cortes, as suas especificações podem ser faixas
de ponto de ebulição;
- As especificações podem ser também expressas em
termos de propriedades físicas, tais como: densidade,
temperatura, pressão de vapor, ponto de fulgor,
viscosidade, etc;
- Essas propriedades podem ser tidas como
especificações, porque elas mantêm uma relação direta
com a composição.
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110
- As variáveis operacionais que são controladas em
uma coluna de destilação atmosférica de petróleo são
normalmente as seguintes:
a) Temperatura
As temperaturas ao longo da torre estão relacionadas
com a vazão do refluxo interno que, por sua vez,
depende da vazão dos refluxos externos (do topo e
circulantes).
Esse controle, normalmente, é feito numa válvula
reguladora de vazão do refluxo de topo.
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111
b) Pressão
A pressão na torre não é uma variável utilizada para
os ajustes normais. Ela deve ser mantida constante
para se ter uma operação estável.
Se forem mantidas as temperaturas, um aumento de
pressão na torre diminuirá a porcentagem vaporizada
na zona de flash, o que acarretará maior produção de
resíduo e menor produção das frações mais leves, que
apresentarão um PFE mais baixo.
 
Aumento de 
pressão na 
torre 
Diminuição da 
porcentagem 
vaporizada na zona 
de flash 
maior produção de 
resíduo e menor 
produção das frações 
mais leves, com um 
PFE mais baixo. 
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112
c) Vazão de Retiradas Laterais
O ajuste da faixa de ebulição e, conseqüentemente, da
densidade dos produtos laterais é feito pela maior ou
menor retirada desses produtos.
Um aumento na retirada de um produto deve ser
compensado pela redução na retirada do produto
lateral inferior, se não se deseja aumentar também o
seu PFE.
Assim, se for aumentada a vazão de querosene e
reduzida a de diesel leve na mesma quantidade, o
querosene aumentará o seu PFE e o diesel leve
aumentará o seu PIE, mas manterá o PFE constante.
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É conveniente observar que uma alteração nas faixas
de destilação dos produtos altera também outras
propriedades, como densidade, viscosidade, ponto de
fulgor, etc.
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114
d) Vazão do Vapor de Retificação:
A quantidade de vapor d’água requerida para retificar
produtos laterais e de fundo depende do ponto de
fulgore do PIE desejados para esses produtos, e
também do grau de fracionamento que existe no local
de retirada dos produtos.
A injeção do vapor d’água provoca a redução da
pressão parcial dos vapores de hidrocarbonetos, com a
conseqüente vaporização adicional dos compostos mais
leves do líquido.
Em operação, o vapor de retificação só deve ser
alterado como um ajuste fino da vazão normal.
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Ou seja, se o ponto de fulgor do produto retificado está
muito baixo, a melhor operação é ajustá-lo através da
elevação de vazão de retirada do produto
imediatamente superior.
Uma vazão alta de vapor de retificação, além de não
permitir um grande ganho na vaporização dos leves,
pode provocar arraste de líquido pelo vapor, o que
poderá acarretar contaminação do produto superior
ou até mesmo inundação nos pratos superiores.
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116
e) Vazões e Temperaturas dos Refluxos Circulantes :
Em geral, as torres de destilação atmosférica têm de 2
a 3 refluxos circulantes, cuja finalidade é retirar calor
ao longo da torre.
É conveniente lembrar que o refluxo circulante só
altera as condições da torre acima do prato em que
retorna, e que um aumento na sua vazão piora o grau
de fracionamento acima de seu retorno.
Assim, quando se aumentar a vazão ou reduzir a
temperatura de retorno de um refluxo circulante,
deve-se observar o fracionamento dos produtos acima
do retorno do refluxo, a fim de se evitar uma
separação deficiente desses cortes.
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O fracionamento entre 2 produtos laterais adjacentes é
melhorado quando se aumenta o refluxo líquido nos
pratos entre eles.
Isso pode ser conseguido, além da redução dos refluxos
circulantes, pela redução da retirada do corte superior
e um igual aumento na retirada do corte inferior, desde
que os produtos não saiam de especificação.
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⇒ Destilação a vácuo:
• O resíduo atmosférico (RAT) proveniente do fundo da
torre atmosférica é bombeado para o forno, onde é
aquecido até a temperatura necessária para que se
tenha, à pressão de operação da torre, a vaporização de
todo o gasóleo contido na carga;
• A pressão na torre de vácuo deve ser mantida a mais
baixa possível, de modo a permitir a retirada dos
gasóleos de carga de RAT sem gerar um craqueamento
excessivo dos componentes do resíduo;
• O sistema de geração de vácuo é normalmente
constituído de três estágios de ejetores com
intercondensadores, pós-condensadores e pré-
condensadores.
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• Esquema da destilação a vácuo:
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• A diferença principal entre as torres de destilação a
vácuo e a torre atmosférica são:
a) a existência do sistema de geração de vácuo no
topo da torre;
b) a inexistência de refluxo de topo da forma que
é gerado na torre atmosférica, ou seja, pela
condensação dos vapores efluentes do topo da
torre.
• O refluxo interno necessário ao fracionamento entre
os diversos óleos lubrificantes básicos é gerado pelo
refluxo circulante de gasóleo leve de vácuo (GOL) na
seção de topo da torre.
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121
- As variáveis operacionais que são controladas em
uma coluna de destilação a vácuo de petróleo são
normalmente as seguintes:
a) Temperatura
A temperatura de saída do forno deverá ser elevada
para aumentar a produção de gasóleos.
Deve-se lembrar, no entanto, que temperatura muito
alta (ou uma baixa vazão de carga) poderá acarretar
craqueamento dos compostos asfálticos e coqueamento
nos tubos do forno.
Essa temperatura é dependente do petróleo processado
e das limitações do forno.
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122
O controle da temperatura de topo da torre é feito
indiretamente pelo controle da circulação de GOL,
visando a evitar a passagem de hidrocarbonetos da
faixa do gasóleo para o sistema de geração de vácuo.
Quanto menor a temperatura do topo, menor será a
vazão de carga dos ejetores, além da redução do
volume específico dessa carga, o que é benéfico para o
sistema de vácuo.
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123
b) Pressão
A pressão de operação da torre deve ser a menor
possível, de forma a necessitar menor carga térmica
nos fornos de carga da torre de vácuo.
A pressão obtida no topo da torre dependerá
basicamente:
- do sistema adotado (vácuo seco ou úmido);
- da vazão de carga do sistema de ejetores;
- do sistema de intercondensadores.
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c) Vazão de Circulação do Gasóleo Residual (GOR)
Desde que haja uma vazão adequada dessa corrente
para garantir nível de líquido para a operação
satisfatória dos pratos ou recheios da seção de GOR,
não haverá vantagem na alteração da vazão dessa
corrente de volta para a coluna de vácuo.
d) Vazão de Circulação do Gasóleo Pesado (GOP)
A circulação de GOP para a torre deve ser mantida
numa vazão tal que permita a condensação dos
vapores quentes que passam pelo prato de GOP.
O refluxo circulante de GOP sofre resfriamento
adicional com água, para a condensação dos vapores
de GOP no interior da seção.
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e) Vazão de Circulação do Gasóleo Leve (GOL)
A corrente de circulação de GOL para a coluna deverá
ser mantida na menor temperatura possível e com
vazão suficiente para permitir a condensação dos
vapores de GOL que chegam a essa seção, a fim de
reduzir a carga de vapores para o sistema de geração
de vácuo.
Esse controle é feito acompanhando-se a temperatura
de topo da torre.
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126
f) Vazão de Vapor de Retificação de Fundo
O efeito já é bastante conhecido, ou seja, a retirada dos
compostos mais leves por abaixamento da pressão
parcial.
No caso, visa à remoção de componentes do gasóleo
que descem com o líquido do flash.
Estudos mostram que uma seção de retificação bem
dimensionada, utilizando a quantidade máxima de
vapor de retificação e uma mínima pressão parcial de
hidrocarbonetos na zona de flash, produzirá um GOP
com a melhor qualidade.
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• Observação:
- Todos os dispositivos de contato líquido-vapor
possuem limites bem definidos de capacidade,
máxima e mínima, de líquido e vapor em que
operam satisfatoriamente, para um
determinado diâmetro de torre;
- Quando um ou ambos os limites são
ultrapassados, fatalmente surgirão problemas
hidráulicos que comprometerão a operação
eficiente de cada dispositivo;
- Por isso, toda coluna de destilação possui uma
região de operação satisfatória, fora da qual
seu funcionamento é deficiente.
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• Esquema completo da unidade de destilação:Refino de Petróleo
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REDUC U-1210
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Dessalgadora
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Forno
Atmosférica
Vácuo
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• 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);
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Esferas de GLP
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* 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;
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* Gasóleos de vácuo: 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 de Vácuo: 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.
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• Destinos dos Derivados Diretos da Destilação:
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⇒ No resíduo de vácuo, ainda existem frações oleosas
que podem ter utilização mais nobre que o simples
emprego como óleo combustível, e que precisam ser
recuperadas através de extração com solventes:
• Este processo se baseia nas capacidades de solvência e
de seletividade dos solventes empregados.
26. EXTRAÇÃO COM SOLVENTES
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26.1 Desasfaltação a Propano
• Este é um processo de extração liquido-liquido para
recuperação de frações oleosas de resíduos ricos em
asfaltenos.
• A carga processada pelo propano normalmente é o
resíduo das unidades de destilação a vácuo.
• O óleo desasfaltado (ODEST) serve como carga para
produção de lubrificantes ou carga para unidades de
craqueamento catalítico.
• O resíduo asfáltico (RASF), se diluído, pode ser
especificado como óleo combustível ou como matéria-
prima para pavimentação de ruas.
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• Numa unidade de desasfaltação convencional, o
solvente, uma mistura de propano e butano, é admitido
continuamente com o resíduo de vácuo em uma torre
ou mais torres de extração líquida em contracorrente.
• O extrato, ou seja, a corrente em que está o produto
desejado, tem de 15 a 20 % em peso de óleo e de 80 a
85% de solvente.
• Esta relação demonstra que uma quantidade muito
grande de solvente tem que circular na unidade. Já a
fase rafinado não é uma solução homogênea de
solvente no asfalto, mas sim uma emulsão de material
asfáltica no solvente.
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• Para que o processo seja economicamente viável, é
necessário que o solvente seja recuperado tanto da
corrente extrato quanto da corrente rafinado.
• Nesse sentido, o subsistema de recuperação de
solvente é subdividido em duas seções: a de ODES e a
de RASF.
• Ambas as seções são compostas de uma torre de flash
e de uma torre de retificação com vapor d’água.
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Esquema da Unidade de Desasfaltação a Propano
T
o
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de
Ex
tr
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ãoRV
Recuperação do
Solvente do Extrato
Retificação do
Extrato
Recuperação do
Solvente do
Refinado
Retificação do
Refinado
Purificação do
Solvente
Vapor
Vapor
Óleo Desasfaltado
Asfalto
Água
Propano
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Unidade de Desasfaltação a Propano
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• Na seção de ODES a torre de flash opera à alta
pressão, enquanto na de RASF, a torre de flash opera à
baixa pressão.
• Nesta etapa, a maior parte do solvente é recuperado,
devido à diferença de volatilidade entre o
propano/butano e o óleo.
• As torres de retificação têm como objetivo retirar o
resíduo de solvente remanescente e produzindo óleo
desasfaltado que segue para a unidade de FCC, na
seção de ODES, e resíduo asfáltico, na seção de RASF.
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26.2 Desparafinação
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26.3 Extração de
Aromáticos
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27. Craqueamento Catalítico
♦ 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
Qual a função do
Craqueamento Catalítico ?
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UFCC
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♦ Por isso existem os processos de Conversão, todos de
natureza Química. Cada um deles é realizado numa
Unidade própria. O Craqueamento Catalítico é um exemplo
importante desses processos
♦ Ao quebrarem, rearranjarem ou juntarem moléculas de
uma carga, processos de conversão geram novos produtos,
transformando derivados menos requeridos em outros, mais
necessários ao mercado num certo momento
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Mas o que é “craquear” ? O que é “catalítico” ?
♦ O termo “Craqueamento” vem do inglês cracking,
significando quebra, enquanto que “catalítico” se deve ao uso
de catalisadores nessa quebra, com o objetivo de facilitá-la.
Então, como funciona o Craqueamento Catalítico ?
♦ Assim, “Craqueamento Catalítico” é um processo químico,
que transforma frações mais pesadas em outras mais leves
através da quebra de moléculasdos compostos reagentes,
utilizando agentes facilitadores chamados catalisadores.
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♦ 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
U-CC, seria simplesmente adicionado ao Óleo Combustível.
Quais são as entradas da Unidade de 
Craqueamento Catalítico (U-CC) ?
♦ A U-CC tem como carga uma mistura de Gasóleos de
Vácuo produzidos na Unidade de Destilação.
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Quais são as saídas U-CC ?
♦ A figura abaixo mostra os 5 produtos normalmente
gerados por uma Unidade de Craqueamento Catalítico.
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Para onde vão as saídas U-CC ?
♦ Devido à carga da U-CC 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 U-CC precisam passar por
processos específicos de tratamentos, para redução do
teor de contaminantes (em especial, de enxofre).
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♦ Destinos dos Derivados Diretos do Craqueamento:
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♦ 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;
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Esfera de GLP
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* Nafta: Vai para a unidade de tratamento cáustico
(para remover H2S e mercaptans) e daí para
armazenamento em tanque de nafta ou gasolina;
* 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.
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♦ Destinos dos Derivados Diretos do Craqueamento:
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27.1 Evolução dos Processos de Craqueamento
CRAQ. 
TÉRMICO
� 1oREGISTRO séc XIX
� 1915 STANDART OIL
� 1943 METADE DA 
GASOLINA 
AMERICANA 
CONSUMIDA
CRAQ. 
TÉRMICO
� 1oREGISTRO séc XIX
� 1915 STANDART OIL
� 1943 METADE DA 
GASOLINA 
AMERICANA 
CONSUMIDA
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• Craqueamento Térmico:
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CRAQ. 
TÉRMICO
CRAQ. CAT. 
LEITO FIXO
� 1oREGISTRO séc XIX
� 1915 STANDART OIL
� 1943 METADE DA 
GASOLINA 
AMERICANA 
CONSUMIDA
� CONDIÇÕES MAIS 
BRANDAS
� EUGÉNE HOUDRY 
1933 (PATENTE)
� PROCESSO SEMI-
CONTÍNUO
CRAQ. 
TÉRMICO
CRAQ. CAT. 
LEITO FIXO
� 1oREGISTRO séc XIX
� 1915 STANDART OIL
� 1943 METADE DA 
GASOLINA 
AMERICANA 
CONSUMIDA
� CONDIÇÕES MAIS 
BRANDAS
� EUGÉNE HOUDRY 
1933 (PATENTE)
� PROCESSO SEMI-
CONTÍNUO
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• Craqueamento Catalítico em Leito Fixo:
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CRAQ. 
TÉRMICO
CRAQ. CAT. 
LEITO FIXO
CRAQ. CAT. 
LEITO MÓVEL
� 1oREGISTRO séc XIX
� 1915 STANDART OIL
� 1943 METADE DA 
GASOLINA 
AMERICANA 
CONSUMIDA
� TOTALMENTE 
CONTÍNUO
� VASOS 
INDEPENDENTES
� CIRCULAÇÃO DE CAT.
� 1943 (1a UNIDADE) -
Texas
� CONDIÇÕES MAIS 
BRANDAS
� EUGÉNE HOUDRY 
1933 (PATENTE)
� PROCESSO SEMI-
CONTÍNUO
CRAQ. 
TÉRMICO
CRAQ. CAT. 
LEITO FIXO
CRAQ. CAT. 
LEITO MÓVEL
� 1oREGISTRO séc XIX
� 1915 STANDART OIL
� 1943 METADE DA 
GASOLINA 
AMERICANA 
CONSUMIDA
� TOTALMENTE 
CONTÍNUO
� VASOS 
INDEPENDENTES
� CIRCULAÇÃO DE CAT.
� 1943 (1a UNIDADE) -
Texas
� CONDIÇÕES MAIS 
BRANDAS
� EUGÉNE HOUDRY 
1933 (PATENTE)
� PROCESSO SEMI-
CONTÍNUO
DIS
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IBU
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DA
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EQO088 2016/1
Alexandre Leiras 28
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163
• Craqueamento Catalítico em Leito Móvel:
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164
CRAQ. 
TÉRMICO
CRAQ. CAT. 
LEITO FIXO
CRAQ. CAT. 
LEITO MÓVEL
CRAQ. CAT. 
LEITO FLUID.
� 1oREGISTRO séc XIX
� 1915 STANDART OIL
� 1943 METADE DA 
GASOLINA 
AMERICANA 
CONSUMIDA
� ESTUDO DA ESSO 
RESEARCH - 1938
� RECOMENDAÇÃO 
41
� 1a UNIDADE DE 
LOUSIANA
� TOTALMENTE 
CONTÍNUO
� VASOS 
INDEPENDENTES
� CIRCULAÇÃO DE CAT.
� 1943 (1a UNIDADE) -
Texas
� CONDIÇÕES MAIS 
BRANDAS
� EUGÉNE HOUDRY 
1933 (PATENTE)
� PROCESSO SEMI-
CONTÍNUO
CRAQ. 
TÉRMICO
CRAQ. CAT. 
LEITO FIXO
CRAQ. CAT. 
LEITO MÓVEL
CRAQ. CAT. 
LEITO FLUID.
� 1oREGISTRO séc XIX
� 1915 STANDART OIL
� 1943 METADE DA 
GASOLINA 
AMERICANA 
CONSUMIDA
� ESTUDO DA ESSO 
RESEARCH - 1938
� RECOMENDAÇÃO 
41
� 1a UNIDADE DE 
LOUSIANA
� TOTALMENTE 
CONTÍNUO
� VASOS 
INDEPENDENTES
� CIRCULAÇÃO DE CAT.
� 1943 (1a UNIDADE) -
Texas
� CONDIÇÕES MAIS 
BRANDAS
� EUGÉNE HOUDRY 
1933 (PATENTE)
� PROCESSO SEMI-
CONTÍNUO
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165
• Craqueamento Catalítico em Leito Fluido:
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166
FCCFCCFCC
CRAQ. 
TÉRMICO
CRAQ. CAT. 
LEITO FIXO
CRAQ. CAT. 
LEITO MÓVEL
CRAQ. CAT. 
LEITO FLUID.
� 1oREGISTRO séc XIX
� 1915 STANDART OIL
� 1943 METADE DA 
GASOLINA 
AMERICANA 
CONSUMIDA
� ESTUDO DA ESSO 
RESEARCH - 1938
� RECOMENDAÇÃO 
41
� 1a UNIDADE DE 
LOUSIANA
� TOTALMENTE 
CONTÍNUO
� VASOS 
INDEPENDENTES
� CIRCULAÇÃO DE CAT.
� 1943 (1a UNIDADE) -
Texas
� CONDIÇÕES MAIS 
BRANDAS
� EUGÉNE HOUDRY 
1933 (PATENTE)
� PROCESSO SEMI-
CONTÍNUO
FCCFCCFCC
CRAQ. 
TÉRMICO
CRAQ. CAT. 
LEITO FIXO
CRAQ. CAT. 
LEITO MÓVEL
CRAQ. CAT. 
LEITO FLUID.
� 1oREGISTRO séc XIX
� 1915 STANDART OIL
� 1943 METADE DA 
GASOLINA 
AMERICANA 
CONSUMIDA
� ESTUDO DA ESSO 
RESEARCH - 1938
� RECOMENDAÇÃO 
41
� 1a UNIDADE DE 
LOUSIANA
� TOTALMENTE 
CONTÍNUO
� VASOS 
INDEPENDENTES
� CIRCULAÇÃO DE CAT.
� 1943 (1a UNIDADE) -
Texas
� CONDIÇÕES MAIS 
BRANDAS
� EUGÉNE HOUDRY 
1933 (PATENTE)
� PROCESSO SEMI-
CONTÍNUO
Catalisadores Mais Ativos
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* Estudos indicavam a necessidade de se usar
catalisadores ácidos;
* Foram então testados catalisadores