RESUMO DE REFINO de Petróleo AV2

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RESUMO DE REFINO AV2
A MAIOR REFINARIA DA PETROBRAS NO BRASIL
Refinaria de Paulinia (Replan)
IMPACTOS AMBIENTAIS DA REFINARIA
Dentre os principais impactos estão as emissões atmosféricas de poluentes como NOx, SOx, VOC e CO2; elevadas cargas orgânicas nos efluentes líquidos; e resíduos sólidos diversos como solos contaminados, borras oleosas, etc. Os principais impactos do refinamento do petróleo sobre a saúde humana são: a irritação nos olhos, efeitos sobre o sistema cardiovascular e efeitos sobre o sistema respiratório. A causa mais comum de impacto ambiental gerado por petróleo está relacionada com o seu transporte, onde ocorrem  os  grandes vazamentos. Outras situações também ocasionados são: incêndios, explosões, vazamentos de gás entre outros.
TRANSPORTE DO PETRÓLEO
A refinaria recebe o petróleo em sua forma primária, o chamado óleo cru, que vem das plataformas de extração. O transporte é feito a partir de oleodutos, sendo guardado em tanques de armazenamento, de onde partirá para ser processado.
TRANSPORTE MAIS USADO NO PETRÓLEO
Depois que é realizada a extração do petróleo, ele é transportado primeiramente aos portos de embarque. E para levar o petróleo são utilizados oleodutos e gasodutos, que são tubos subterrâneos que transportam, respectivamente, o óleo e o gás. Esses dutos podem ser terrestres (construídos em terra) ou submarinos (construídos no fundo do mar). São interligando as plataformas com terminais e estes entre si e as refinarias. Grandes navios-tanques, conhecidos como petroleiros, também realizam esse transporte. Esses navios são chamados de superpetroleiros, em razão do seu gigantesco tamanho, com até 500 metros de comprimento e 70 metros de largura.
Ou seja, o Transporte é Tubular (Oleodutos e Gasodutos).
HIDROCRAQUEAMENTO
O hidrocraqueamento é um processo de craqueamento catalítico realizado sob pressões parciais de hidrogênio elevadas. A presença do hidrogênio tem como finalidade reduzir a deposição de coque sobre o catalisador, hidrogenar os compostos aromáticos polinucleados, facilitando a sua decomposição, e hidrogenar as mono e di – olefinas que são formadas durante o processo de craqueamento, aumentando, deste modo, a estabilidade química dos produtos finais. As cargas para o hidrocraqueamento são, freqüentemente, aquelas frações mais difíceis de craquear ou que não podem ser efetivamente craqueadas em unidades de craqueamento catalítico. Tais frações incluem óleos combustíveis residuais, cru reduzido, destilados médios e óleos cíclicos.
HIDROCRAQUEAMENTO CATALÍTICO – HCC
É um processo que consiste na quebra de moléculas existentes na carga de gasóleo por ação conjugada de um catalisador, altas temperaturas e pressões, na presença de grandes volumes de hidrogênio. A grande importância do HCC, é sua extrema cersatilidade. Ele pode operar com cargas que podem variar, desde uma nafta, até gasóleos pesados ou mesmo resíduos leves, maximizando a fração que o refinador desejar desde a gasolina, até gasóleo para craqueamento. 
DESTILAÇÃO
Que ocorre dentro de uma grande torre. Nela, o petróleo é aquecido em 370 graus Celsius, o que faz com que o material assuma a forma gasosa. O resultado é uma mistura de vapor misturada com o que sobrou de petróleo na forma líquida. Ao voltar à forma líquida, o petróleo já tem boa parte de seus principais subprodutos separados. A seguir, a mistura é destilada, onde a parte gasosa sobe e a líquida desce. O resíduo deste processo, que nunca vaporiza, é recolhido e usado para fazer asfalto. Ao longo da torre, há vários "andares" com pratos, que colhem partes do vapor de petróleo que esfriam e viram líquido de novo enquanto sobem. Os pratos retêm uma pequena parte do líquido formado. O excesso transborda e escorre até um recipiente chamado panela, onde será bombeada, seguindo para fora da torre por meio de dutos. O vapor de cada subproduto do petróleo, como a gasolina e o diesel vira líquido numa certa temperatura, atingida em "andares" diferentes da torre. Assim, cada subproduto enche uma panela específica.
DESTILAÇÃO A VÁCUO
As frações obtidas são submetidas a uma pressão inferior à da atmosfera em uma torre de fracionamento. Isso faz com que frações mais pesadas entrem em ebulição em temperaturas mais baixas que o seu ponto de ebulição e, desse modo, evita-se que suas moléculas de cadeias mais longas quebrem-se, ou seja, o resíduo de fundo da unidade de destilação atmosférica, que não pode ser destilado sob pressão atmosférica sem sofrer decomposição térmica, é então encaminhado para a unidade de destilação a vácuo. A destilação a vácuo é simplesmente a destilação das frações de petróleo a pressões muito baixas (0,01 a 0,05 atm), sub – atmosféricas. A redução da pressão promove uma conseqüente redução da temperatura de ebulição da carga. Numa menor temperatura, torna-se possível retirar as frações desejadas do resíduo atmosférico (gasóleos), sem que ocorra a decomposição térmica que ocorreria no caso de temperaturas maiores. A carga é aquecida em fornos e em grande parte vaporizada ao entrar na torre. Na maioria dos sistemas, o vácuo no interior da coluna é mantido através de injetores de vapor e bombas de vácuo, condensadores barométricos ou de superfície. Como na destilação convencional, os hidrocarbonetos atravessam bandejas de fracionamento e são coletados em duas saídas laterais: gasóleo leve e gasóleo pesado. O gasóleo leve é um produto ligeiramente mais pesado que o óleo Diesel e pode, em certas ocasiões, ser a ele misturado, desde que seu ponto final de ebulição não seja muito elevado. O gasóleo pesado é um produto bastante importante devido à sua utilização (em conjunto com o gasóleo leve) como carga para unidades de craqueamento catalítico ou pirólise.
DESTILAÇÃO À PRESSÃO ATMOSFÉRICA
O petróleo cru dessalinizado é aquecido em fornos tubulares até uma temperatura em torno de 4000 C, que é a máxima temperatura que se pode aquecer o petróleo sem que haja perigo de ocorrer decomposição térmica. A essa temperatura, boa parte do petróleo já se encontra vaporizada e essa carga alimenta então uma torre de destilação à pressão atmosférica. 15 As torres possuem em seu interior bandejas ou pratos de fracionamento que permitem a separação do petróleo cru nas suas diversas frações, pela diferença de seus pontos de ebulição, porque à medida em que os pratos ficam mais próximos ao topo a temperatura deles vai diminuindo. Deste modo, o vapor ascendente , ao entrar em contato com cada bandeja, tem uma parte de seus componentes condensada. À medida que o vapor se encaminha em direção ao topo, troca calor e massa com o líquido existente em cada prato. Os hidrocarbonetos cujos pontos de ebulição são maiores ou iguais à temperatura de uma determinada bandeja, ficam aí retidos, enquanto a parte restante do vapor prossegue em direção ao topo até encontrar outra bandeja, mais fria, onde o fenômeno se repete. A composição do líquido varia de prato a prato, o líquido torna-se mais pesado à medida em que se aproxima do fundo da torre, e o vapor mais leve à medida em que se aproxima do topo.
DESASFALTAÇÃO DO PROPANO
O processo de desasfaltação a propano tem por objetivo extrair, por ação de um solvente, no caso propano líquido a alta pressão, frações lubrificantes de alta viscosidade e de grande valor comercial contidas no resíduo da etapa de destilação a vácuo. A produção desse gasóleo, que seria impossível de obter-se por meio da destilação, torna-se viável por meio da utilização de um solvente apropriado, e o propano é usado devido às suas propriedades únicas como solvente, pois a baixas temperaturas (38 – 60 0 C), as parafinas são muito solúveis em propano, e em temperaturas maiores (em torno de 93 0 C) todos os hidrocarbonetos são quase insolúveis em propano. A desasfaltação a propano é um processo similar à extração por solvente em torres de extração líquido-líquido. Na torre, de quatro a oito volumes de propano são alimentados pela sua base, para cada volume de carga que flui de seu topo. Devido à diferença de densidade entreos dois líquidos, estabelece-se um escoamento contracorrente no interior da torre, o que permite o contato do solvente com o óleo.
CRAQUEAMENTO CATALÍTICO
O craqueamento é muito importante para aumentar o aproveitamento do petróleo e para obter subprodutos que são usados como matérias-primas na produção de plásticos e borrachas. O craqueamento catalítico usa calor, pressão e um catalisador para efetuar a quebra de grandes moléculas de hidrocarbonetos em moléculas menores e mais leves. O craqueamento catalítico substituiu amplamente o craqueamento térmico, pois é possível, através dele, produzir mais gasolina de alta octanagem, assim como menores quantidades de óleos combustíveis pesados e de gases leves, em condições operacionais consideravelmente mais brandas. A maioria dos catalisadores utilizados no processo é composta de: a) um aluminossilicato cristalina, a zeólita; b) uma alumina; c) uma argila, usualmente caulim; d) um ligante, geralmente um sol de sílica. O processo de craqueamento catalítico, assim como outros processos de refino que utilizam catalisadores, produz coque, que se deposita sobre a superfície do catalisador, diminuindo suas propriedades catalíticas. O catalisador precisa, portanto, ser regenerado continuamente ou periodicamente. Isto é feito essencialmente através da queima do coque em altas temperaturas. O método e a freqüência com os quais o catalisador será regenerado constituem o fator principal do projeto das unidades de craqueamento catalítico. Vários tipos de reatores de craqueamento catalítico estão em uso no mundo atualmente, incluindo reatores de leito móvel e leito fluidizado. Os de leito fluidizado são, de longe, os mais comuns.
CRAQUEAMENTO CATALÍTICO EM LEITO FLUIDIZADO
O processo destina-se a 'craquear' a fração de óleo de gás do processo de destilação. O craqueamento é feito por meio de um catalisador que se comporta como um fluido quando é ventilado com vapor.
A fonte de energia típica da FCC é o gasóleo atmosférico, os fundos da torre de vácuo ou gasóleo de coque. A fonte de calor entra em contato com o vapor e em seguida, com o catalisador. Este processo altera a sua estrutura molecular de carbono de mais pesada para mais leve. Os produtos FCC de saída são principalmente estoques de unidade de alquilação (propileno, isobuteno, gasolina, carburante diesel).
O FCC tem um papel importante na indústria do refino de petróleo, principalmente em países, como o Brasil, que têm que craquear petróleos pesados de cadeia longa. Os equipamentos básicos que compõem esse tipo de unidade são o reator, o riser, os ciclones e o regenerador. O FCC pode ser dividido em três estágios: reação, separação e regeneração. No primeiro estágio, o gasóleo é injetado no riser, onde o calor e o contato com catalisador fluidizado fazem com que as moléculas grandes dos hidrocarbonetos sejam craqueadas em moléculas menores. Nesta etapa, o tempo de contato do catalisador com a carga é bastante curto, 3-5 segundos no riser e alguns minutos no leito fluidizado, onde o catalisador é desativado por coque e metais do gasóleo. No segundo estágio, na etapa de separação, o catalisador é separado dos produtos do craqueamento por ciclones instalados à saída do riser. Finalmente, no terceiro estágio, o catalisador contendo entre 1 e 2 % de coque é enviado para o stripper, onde este catalisador é retificado com vapor e encaminhado de forma contínua para o regenerador que opera com temperaturas da ordem de 700 ºC.
CRAQUEAMENTO TÉRMICO
É o mais antigo dos processos de conversão, surgindo logo após o advento da destilação. Ele tem por finalidade quebrar moléculas presentes no gasóleo, produto da destilação, por meio de elevadas temperaturas e pressões, visando obter-se principalmente gasolina e GLP.
COQUEAMENTO RETARDADO
É da mesma forma do craqueamento térmico, mas sua carga é resíduo de vácuo proveniente da destilação, que, submetido a condições bastantes severas, quebra as moléculas da cadeia aberta e coqueia as moléculas aromáticas polinucleadas, resinas e asfaltenos, produzindo gás ácido, gás combustível, GLP, nafta, diesel, gasóleos e principalmente coque do petróleo.
GASOLINA 
A gasolina é utilizada como combustível em máquinas de combustão interna por centelha. Estes tipos de motores são chamados motores do ciclo Otto, na qual a função é transformar energia térmica, proveniente da combustão, em energia mecânica, para movimentar o pistão, provocando movimento. O motor é chamado de combustão interna por centelha pois a combustão apenas deve ocorrer após a ignição do combustível devido à presença de uma centelha, provocada pelo próprio sistema do motor. Deste fato, denota-se a importância da característica antidenotante da gasolina, que submetida a condições extremas de temperatura e pressão, no interior da câmara de combustão, apenas deve entrar em combustão após surgimento da centelha. É o derivado do petróleo com maior influência no mercado nacional. Isso se deve ao fato da gasolina alcançar diretamente o maior mercado consumidor, de alto nível e formador de opinião. Em termos mundiais, os refinadores vêm desenvolvendo rotas alternativas e unidades de tratamento para a produção de gasolina, uma vez que é cada vez maior a pressão dos órgãos ambientais para restringir o teor de contaminantes neste combustível.
TROCADORES DE CALOR
Trocadores de calor são dispositivos que permitem a troca de calor entre dois fluidos que estão a diferentes temperaturas. Na indústria petrolífera, são utilizados para a quebra de emulsões entre o petróleo e água, resfriamento de gases advindos de um processo de compressão, condensação e aquecimento de mistura em uma torre de destilação. Resfriadores são trocadores de calor utilizados para resfriar uma corrente de processo sem ocorrer mudança de fase, água ou ar são os fluidos refrigerantes mais empregados. Aquecedores são destinados ao aquecimento de uma corrente de processo, em que se utiliza vapor saturado de água na maioria dos casos, como fluido aquecedor, óleo térmico também pode ser empregado.
CONVERSÃO
Porcentagem de carga fresca que é convertida em produtos mais leves, podendo ser calculada do seguinte modo:
 
Neste caso, engloba além do gás combustível, GLP e nafta, o coque formado durante o processo de craqueamento. Em unidades operando normalmente, os níveis de conversão variam de 70 a 85%.
	PROCESSOS NÃO CATALÍTICOS
	PROCESSOS CATALÍTICOS
	
	
	Desasfaltação por solvente
	Craqueamento catalítico de resíduo em leito fluidizado
	Térmico
	Hidroprocessamento
	Gaseificação
	Hidrotratamento em leito fixo
	Coqueamento Retardado
	Hidrocraqueamento em leito fixo
	Coqueamento Fluido
	Hidrocraqueamento em leito de lama
	Flexicoqueamento
	Hidrotratamento em leito ebuliente
	Viscorredução
	Hidrocraqueamento em leito ebuliente acqua conversão