Notas de Aula - Refino de petróleo

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REFINO 
DE PETRÓLEO
Prof. MSc. Marcos Vinicius Ribeiro
Belo Horizonte/MG, abril de 2020
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas
Bacharelado em Engenharia Química
EQUIM.10N1 - Indústria de Petróleo, Gás e Biocombustíveis
Refino de Petróleo
Processos de Separação
Processos de Conversão
Processos de Tratamento
Processos Auxiliares
Refino de Petróleo
Processos de Separação
Fracionamento do petróleo empregando-se um
processo físico escolhido de acordo com as
propriedades do componente a ser separado, por
exemplo, ponto de ebulição ou solubilidade.
Processos de Separação
Destilação
Separação de frações de hidrocarbonetos presentes no
petróleo com base na diferença de PE em torres de
fracionamento. A destilação pode ser realizada a vácuo ou
pressão atmosférica.
Processos de Separação
Destilação
Processos de Separação
Desasfaltação
Extração de um gasóleo de alta viscosidade no resíduo da
destilação a vácuo através do uso de propano (C3H8),
butano (C4H10) e pentano (C5H12) ou mistura destes
solventes líquidos sob alta pressão.
Processos de Separação
Extração de Aromáticos
Recuperação de aromáticos de uma fração de nafta
proveniente da reforma catalítica, a qual é rica em BTEX´s
através de extração com etilenoglicol.
Processos de Separação
Desparafinação
Redução do teor de hidrocarbonetos parafínicos de cadeia
linear ou pouco ramificada, de alta massa molecular que
confere aos lubrificantes um alto ponto de fluidez.
A remoção é feita com um solvente seletivo para a fração
oleosa em baixa temperatura (<0oC) que promove a
cristalização das parafinas e posterior separação por
filtração.
O solvente mais utilizado no Brasil é a metilisobutilcetona.
Processos de Separação
Desoleificação
Processo idêntico a desparafinação, a diferença é a
temperatura de 20oC, visando especificar a parafina
quanto ao PF.
Processos de Separação
Adsorção de n-parafinas
Remoção de hidrocarbonetos parafínicos lineares contidos
na fração de querosene através da passagem da fase
gasosa por uma peneira molecular. As parafinas aumentam
o ponto de congelamento da querosene de aviação.
Zeólita
Refino de Petróleo
Processos de Conversão
Reações utilizadas para obter moléculas menores
através da conjugação de temperatura, pressão,
tempo e catalisadores com elevada rentabilidade.
Processos de Conversão
Processos Térmicos
Craqueamento térmico
Coqueamento retardado
Viscorredução
Pirólise
Processos Catalíticos
Craqueamento catalítico em leito fluidizado (FCC)
Hidrocraqueamento catalítico (HCC)
Alquilação catalítica
Reforma catalítica
Processos de Conversão
Craqueamento Térmico
Quebra de moléculas presentes no gasóleo de vácuo ou
resíduo atmosférico por meio de elevadas temperaturas
(500oC) e pressão (1,5 a 2MPa) visando obter mais GLP,
gasolina e diesel.
Processos de Conversão
Coqueamento Retardado
Quebra de moléculas presentes no gasóleo de vácuo ou
resíduo de vácuo submetido a temperatura de 485oC por um
pequeno intervalo de tempo para produção de gases, nafta,
gasóleos e coque.
Processos de Conversão
Viscorredução
Redução através de ação térmica da viscosidade de um
resíduo através da quebra de suas moléculas mais
pesadas para uso como óleo combustível.
Processos de Conversão
Pirólise
Uso de elevadas temperaturas e vapor d`agua para
obtenção de hidrocarbonetos olefínicos para a indústria
petroquímica.
Bio-óleo
Processos de Conversão
Craqueamento Catalítico em Leito Fluidizado (FCC)
Quebra de moléculas do gasóleo da destilação á vácuo
por meio de condições severas de T, p e catalisadores
para obtenção de gás combustível, GLP, nafta, coque e
fração residual.
Processos de Conversão
Hidrocraqueamento Catalítico (HCC)
Quebra de moléculas do gasóleo em presença de H2
através da ação conjugada de T, p e catalisadores para
obtenção de nafta, querosene de aviação, óleo diesel,
lubrificantes.
Processos de Conversão
Alquilação Catalítica
É um processo baseado na junção de 2 moléculas leves
para aumento da cadeia. Os produtos alquilados são
utilizados na formulação de gasolina automotiva ou QAV
através do aumento da concentração de octanos.
Processos de Conversão
Reforma Catalítica
Obtenção de nafta rica em hidrocarbonetos aromáticos
através de elevadas T, p e uso de Pt/Re como catalisadores. O
processo visa a produção de gasolina de alta octanagem ou
BTEX´s.
Refino de Petróleo
Processos de Tratamento
Melhoramento da qualidade dos derivados através
da eliminação dos contaminantes e estabilização
química dos produtos.
Processos de Tratamento
Tratamento Caústico
Eliminação de compostos ácidos de enxofre como H2S e
RSH presentes no gás combustível e GLP. Uma
desvantagem é o consumo de NaOH que eleva o custo
operacional.
H2S + NaOH Na2S + 2H2O
RSH + NaOH NaSR + H2O
RCOOH + NaOH NaCOOR + H2O
Processos de Tratamento
Hidrotratamento (HDT)
Redução de enxofre, saturação de hidrocarbonetos
olefínicos (estabilização), aumento do número de
cetanos (aromáticos), remoção de contaminantes (N, O
e metais).
Refino de Petróleo
Processos Auxiliares
Obtenção de insumos para a operação da refinaria
ou tratamento dos rejeitos gerados em outros
processos.
Processos Auxiliares
Geração de H2 
CmHn + nH2O  nCO + (n+m/2) H2 
CO + H2O  CO2 + H2
Reforma com Vapor
Processos Auxiliares
Recuperação de Enxofre
H2S + O2 SO2 + H2O
H2S + SO2 3S + 2H2O
Diagrama de Fluxo da Refinaria
Referência Bibliográfica:
 INDIO, N. (org.) Processamento de petróleo e gás:
processamento primário, refino, petroquímica e
meio ambiente. Rio de Janeiro: LTC, 2º edição, 2014.