noções de processamento quimico

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NOÇÕES DE 
PROCESSAMENTOS 
QUÍMICOS E OUTROS 
 
CURSO DE FORMAÇÃO DE INSPETOR DE EQUIPAMENTOS 
BLACK BULL COMPANY | TREINAEND - DEPARTAMENTO EDUCACIONAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este curso e material didático foram desenvolvidos pela TREINAEND. 
A TREINAEND é o departamento educacional da BLACK BULL COMPANY que visa o 
aperfeiçoamento do profissional da indústria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prezado(a) estudante, 
Você que está aqui estudando para se tornar um(a) Inspetor(a) de Equipamentos, 
como imagina ser uma grande indústria? Você vê grandes equipamentos e máquinas? 
É claro que sim. A tecnologia é parte fundamental de qualquer indústria. O(A) 
técnico(a) de Inspeção de Equipamentos é o(a) responsável por garantir a 
continuidade, a segurança operacional e a integridade estrutural dos equipamentos e 
instalações das indústrias onde atua. 
Este(a) técnico(a) é o(a) responsável pela integridade estrutural e segurança 
operacional dos diversos sistemas de uma indústria, tais como dutos, vasos, torres, 
reatores, trocadores de calor, caldeiras e demais equipamentos nos mais diversos 
tipos de instalações on ou off-shore. Também são atribuições deste(a) profissional a 
execução ou testemunho de ensaios destrutivos, não destrutivos e metalográficos, 
testes de pressão, calibração de instrumentos de inspeção, de cálculo de taxa de 
corrosão e definição da vida residual dos sistemas. 
Esta apostila faz parte do seu programa de estudos. Nela, você vai adquirir 
conhecimentos importantes na sua preparação profissional. Lembre-se o quanto é 
importante a profissão de Inspetor(a) de Equipamentos, lembrar isso sempre será 
incentivo ao seu estudo. Nosso maior tesouro é a educação, ela é a garantia de um 
futuro honroso e promissor. 
Desejamos a você um excelente aprendizado! 
 
Black Bull Company | Treinaend 
 
 
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MÓDULO DE CONHECIMENTOS BÁSICOS 
DISCIPLINA: NOÇÕES DE PROCESSAMENTOS QUÍMICOS E OUTROS 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
Processos industriais são procedimentos envolvendo passos químicos, físicos ou 
mecânicos que fazem parte da manufatura de um ou vários itens, usualmente em 
grande escala. Processos industriais são os componentes chave da indústria pesada. 
A maioria dos processos produz material extremamente barato, que de outra forma 
seria extremamente caro, tornando-o então uma "commodity"; isto é, o processo o 
torna economicamente praticável de ser usado em grandes quantidades pela 
sociedade, em maquinário, ou uma substancial quantidade de matérias primas brutas 
em comparação com os processos mais artesanais (um exemplo máximo disto é o 
vidro plano, que originalmente era caríssimo e produzido em pequenas quantidades, e 
hoje é produzido continuamente em grandes quantidades por um custo baixo, 
permitindo o seu uso inclusive como material de construção extensivo). 
A produção de um material específico pode envolver mais de um tipo de processo. A 
maioria dos processos industriais resulta tanto em produtos desejados finais quanto 
em subprodutos, muitos dos quais são tóxicos, perigosos, ou de difícil tratamento 
posterior para serem eliminados. Poucos processos são "autocontidos", permitindo o 
total aproveitamento de seus subprodutos e pouquíssimo tratamento de seus 
subprodutos e resíduos. 
É comum, especialmente no setor químico, o uso da expressão planta industrial e 
muitas vezes apenas planta, com o significado de uma unidade industrial, ou mesmo 
setor dentro de uma indústria, que produza algum composto químico específico (por 
exemplo, planta de acetaldeído, planta de amônia, planta de benzeno, etc). 
Numa visão industrial, um processo é uma sequência de transformações que um ou 
mais materiais sofrem a fim de se obter produtos. Há processos mais ou menos 
simples, como as manufaturas ou linhas de montagem, onde um equipamento ou 
substância é montado a partir da união de componentes pré-fabricados. Nesse grupo, 
se encaixam as indústrias de eletrônicos, automóveis, gráficas e outras. Os processos 
extrativos removem da natureza substâncias em estado bruto para posterior 
beneficiamento e utilização. Como exemplos, temos a extração de minérios e de água 
do solo. Os processos químicos envolvem alterações na composição química e os 
processos físicos envolvem alterações em propriedades físicas do substrato. Essas 
transformações podem ser reversíveis ou não. 
As indústrias químicas (como petróleo, petroquímica, farmacêutica, siderúrgica, 
cimenteira, celulose, etc) têm como principal finalidade transformar uma ou mais 
matérias-primas em substâncias de maior valor agregado, incluindo o tratamento de 
resíduos dessa atividade. Neste caso, a agregação de valor se dá indiretamente, pela 
eliminação de uma condição indesejável. 
 
PROCESSOS DESCONTÍNUOS 
Os primeiros processos químicos eram descontínuos, ou em “batelada”. Neste tipo de 
operação, a matéria-prima (carga) é geralmente inserida num reator, onde são 
 
 
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acrescentados todos os reagentes necessários. São feitos, então, os necessários ajustes 
de pressão e temperatura e, após determinado período, é obtido o produto acabado. 
Este pode a seguir ser retirado do reator e ainda passar por algum beneficiamento, 
como filtração ou secagem. 
Resumindo, é um processo cujo produto final é obtido em uma quantidade 
determinada após todo o ciclo. A entrada de novas matérias-primas só acontecerá 
após o encerramento desse circuito. 
Uma característica desses processos é que, a cada momento, estamos numa condição 
diferente da anterior. Outra maneira de dizer isso é que os processos descontínuos 
operam em regime transiente. Uma “batelada” ou “partida” é o lote de produto obtido 
após cada processamento descontínuo. 
Um bom e simples exemplo deste tipo de processo seria a produção de massa de 
chocolate, onde teríamos as seguintes etapas: 
⇒ Introduzir o produto A, B e C; 
⇒ Aquecer a mistura por 2 horas, mexendo continuamente; 
⇒ Escoar o produto final para dar início a uma nova batelada. 
 
Esquema de tanque para a mistura e aquecimentos de ingredientes que se transformam em chocolate. 
 
Hoje, este tipo de processo é comum em produções de pequena escala, normalmente 
de substâncias de alto valor agregado, como na indústria chamada de química fina 
(fármacos, catalisadores, corantes, etc.). Esses produtos muitas vezes têm diferenças 
sutis que permitem sua produção num mesmo equipamento, mas a demanda por cada 
determinado tipo é pequena, não justificando a maior escala. 
 
PROCESSOS CONTÍNUOS 
 
 
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Para a maior parte das operações de processamento, a operação contínua ou em 
regime permanente é mais – ou a única opção – viável. 
Em um processo contínuo o produto final é obtido sem interrupções como no caso da 
produção de vapor de uma caldeira. 
 
 
Esquema de uma caldeira aquatubular, um bom exemplo de processo contínuo onde o vapor é 
fornecido constantemente. 
 
Na produção, um processo contínuo é visto como um método usado em indústrias e 
fábricas a fim de garantir a maior quantidade fabricada de um determinado produto 
durante o menor espaço de tempo possível. Um processo contínuo é coerente, 
constante e ininterrupto, em contraste com o processamento em batelada. A maioria 
dos fabricantes geralmente usa o processo contínuo de fabricação de produtos 
químicos, bem como no processo de refinação de petróleo bruto. 
Um exemplo simples é a produção de vapor d’água com a finalidade de acionar 
máquinas. Esse vapor precisa ser fornecido contínua e uniformemente, caso contrário 
o movimento das máquinas será instável. Outra e fundamental vantagem desse 
sistema é que, operando diae noite, com paradas apenas para manutenção, a unidade 
industrial alcança maior produtividade e retorno mais rápido do capital investido. 
Caso pudéssemos observar através dos equipamentos, uma fábrica operando em 
regime permanente pareceria sempre igual a nossos olhos, como se o tempo não 
passasse. Ao mesmo tempo em que a matéria-prima chega à unidade, temos produto 
saindo para o armazenamento. É importante ressaltar que esta condição vale para 
quando a unidade se encontra estabilizada. Nas condições de partida, parada ou 
emergência, a operação se dá em regime transiente. Para minimizar estas situações, é 
feito um investimento pesado em controle de processo, a fim de manter constantes as 
variáveis operacionais. 
Uma planta de processo contínuo é projetada de modo que haja um fluxo contínuo da 
produção a partir do emprego de máquinas ou robôs automatizados que nunca 
interrompem os processos produtivos. Dessa forma, assim que uma etapa de todo o 
processo é concluído, logo o produto é repassado para outra máquina automatizada 
 
 
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com o objetivo de continuar o processo de fabricação. Os programas de software e 
outros equipamentos complexos que recolhem feedback de diferentes estações 
regulam a taxa de fluxo através do sistema, controlando de perto a taxa de produção. 
As indústrias químicas pesadas, como o refino de petróleo e a petroquímica, utilizam 
processos contínuos. Podem existir combinações de processos contínuos e 
descontínuos, como na indústria siderúrgica, onde a redução no alto-forno é contínua, 
mas a aciaria opera por bateladas. 
Oportunamente, a manutenção em um sistema de processo contínuo é uma tarefa 
essencial. Isso porque qualquer falha em uma máquina causaria atrasos na cadeia de 
abastecimento, gerando grandes prejuízos financeiros. Embora o sistema de processo 
nas indústrias seja automatizado, a entrada do trabalho humano e um forte esquema 
de gestão mantêm o processo em avanço conforme o planejado. Estes sistemas 
requerem um investimento substancial na concepção do sistema, com uso de 
transdutores, controladores e máquinas complexas para atingir o objetivo desejado de 
produção sempre de acordo com o tempo programado. 
O método de produção que uma determinada planta usa depende do produto que ela 
fabrica. Com o fluxo contínuo de produção, os produtos se enquadram no nível de 
qualidade confiável, enquanto o processo de fabricação e os ingredientes são 
inalterados. Se a qualidade do produto varia significativamente, é mais aconselhável 
optar pela produção em batelada, em que os produtos são feitos em quantidade 
limitada. Embora a produção em batelada exija menos investimento de capital inicial, 
podendo ser ajustado de acordo com a demanda do mercado, o processo de produção 
contínua diminui os custos de produção, eliminando o tempo de inatividade. 
 
PRINCIPAIS VARIÁVEIS DE PROCESSOS 
Um operador de processo, principalmente numa operação contínua, necessita manter 
uma enorme quantidade de variáveis sob controle. Essas variáveis quase sempre são 
do tipo: 
VAZÃO → Quantidade de fluido escoado ao longo de uma tubulação na unidade de 
tempo. Essa quantidade pode ser medida em massa, volume ou quantidade de matéria 
(mol). Quase sempre os instrumentos medem a vazão volumétrica. Em geral, o que se 
mede é o diferencial de pressão entre dois pontos, que fornece indiretamente a vazão. 
PRESSÃO → Força exercida por um fluido sobre determinada área. Pode ser interna ao 
equipamento ou externa. Quando a pressão interna é superior à atmosférica, 
independente do peso de coluna hidrostática, é chamada positiva. Se for menor, é 
chamada negativa ou vácuo. Os instrumentos de medição de pressão são chamados de 
manômetros. Quando incluem pressões negativas, chamam-se também 
 
 
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manovacuômetros. A pressão manométrica é aquela obtida pela comparação da 
pressão do equipamento com a atmosférica. É esta a pressão que lemos nos 
manômetros. Se a indicação for zero, diz-se que o equipamento está despressurizado. 
A pressão total, incluindo a atmosfera, é chamada de absoluta e, em nosso caso, não 
possui valor prático. 
NÍVEL → Altura do fluido contido num determinado vaso. Determinado diretamente 
por um sistema de vasos comunicantes ou pela propagação de ondas (sonoras, 
eletromagnéticas) ou de maneira indireta através da pressão hidrostática resultante. 
TEMPERATURA → Medida indireta da energia cinética média das partículas de uma 
substância. É obtida diretamente por termômetros. 
OUTRAS → Grandezas como densidade, pH, viscosidade e condutividade elétrica 
podem também ser variáveis de controle, embora muito menos empregadas do que as 
quatro anteriores. 
A evolução da instrumentação permite que se automatize cada vez mais o controle de 
processos, mas o operador é fundamental no gerenciamento dessas informações, e 
deve ser capaz de assumir manualmente o controle em situações emergenciais. 
Basicamente, os instrumentos têm as funções de indicar, registrar e controlar uma 
variável de processo. Outro grupo de instrumentos é o de alarme e corte, existentes 
para atuar em situações anormais. Ao conjunto de instrumentos que compõem o 
controle de determinada operação chamamos malha de controle. 
 
OPERAÇÕES E PROCESSOS UNITÁRIOS 
Um processo químico pode sempre ser decomposto em uma sequência de eventos, os 
quais podem ser estudados separadamente. Esses eventos são as etapas físicas ou 
operações unitárias e as reações químicas ou processos unitários. 
As operações unitárias envolvem todas as transformações físicas que os reagentes, 
intermediários e produtos devem sofrer antes e após passarem pelos reatores 
químicos. Em geral, compreendem os fenômenos de escoamento de fluidos, 
transferência de calor, mistura, separação e manuseio de sólidos. 
O escoamento de gases, líquidos e sólidos fluidizados é estudado pela Mecânica dos 
Fluidos, incluindo o dimensionamento das tubulações, acessórios, equipamentos de 
compressão (bombas, compressores, etc.) e expansão (turbinas, válvulas, etc.). 
A Transferência de Calor é fundamental porque a maioria dos processos químicos não 
ocorre à temperatura ambiente, sendo comum a necessidade tanto do aquecimento 
quanto do resfriamento. Os equipamentos mais usados para tal são os trocadores ou 
permutadores de calor, que promovem a transferência de calor entre duas correntes 
fluidas, sem contato entre elas, aproveitando sua diferença de temperatura. Outros 
equipamentos importantes são os fornos e caldeiras, que utilizam uma fonte própria 
de energia, por exemplo, através da queima de um combustível. 
 
 
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Agitação e mistura são operações comuns a vários processos. Reatores “batelada” 
possuem misturadores. 
Os processos de separação compreendem a maior parte das operações unitárias. Por 
razões diversas, as matérias-primas, intermediários e produtos (inclusive resíduos) 
muitas vezes necessitam passar por processos de fracionamento e purificação. Os 
principais processos de separação são: Filtração, Decantação, Flotação, Centrifugação, 
Absorção, Adsorção, Evaporação, Destilação, Cristalização, etc. 
Finalmente, as operações de manuseio de sólidos envolvem processos tais como 
peneiramento, moagem e a fluidização. 
Os processos unitários envolvem os diferentes tipos de reações químicas que 
acontecem nos reatores químicos. Assim, os engenheiros químicos estudam processos 
tais como hidrogenação, craqueamento, alquilação, nitração, etc. 
 
FILTRAÇÃO 
Um filtro é um instrumento destinado à filtração, ou seja, retençãode partículas 
maiores em uma superfície porosa por ação de obstrução, na qual o corpo sólido é 
retido e a fase líquida flui através do filtro. Assim, as partículas poluentes, de maior 
diâmetro, são retidas nos poros, separando-se da água líquida. 
O processo pode ser realizado sob pressão ambiente, chamada de filtração 
gravitacional ou filtração comum, ou sob a utilização de vácuo no recipiente que se 
pretende recolher o filtrado, a filtração à vácuo, para acelerar o processo. Para isso, 
conecta-se uma bomba de vácuo ou uma trompa d’água ao sistema. 
Na indústria, os sistemas de filtração são usados em maior escala, e assumem uma 
maior importância, e assim também uma maior diversidade. A partir de seu 
funcionamento, podem ser classificados em filtros de pressão positiva ou de pressão 
negativa. Já de acordo com sua finalidade, os filtros podem ser classificados como 
clarificadores, purificadores ou concentradores. 
Nos sistemas de filtros sob pressão, o líquido flui através do meio filtrante devido à 
diferença de pressão gerada. A filtração de pressão positiva pode ser realizada apenas 
a partir de força gravitacional, a qual age sobre uma coluna de líquidos ou por bombas 
ou força centrífuga. Já nos sistemas de filtros de pressão negativa, estas são obtidas 
geralmente por meio de bombas de vácuo. Os clarificadores são empregados para 
remoção de pequenas quantidades de sólidos, deixando os líquidos límpidos. Os 
purificadores são processos que se destinam a retirar impurezas de gases, ar 
comprimido ou vapores. Já os concentradores atuam promovendo a separação parcial 
de borras fluidas em uma suspensão de sólidos contidos no líquido. 
 
 
http://www.infoescola.com/quimica/filtracao/
http://www.infoescola.com/tecnologia/bomba-de-vacuo/
 
 
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DECANTAÇÃO 
A decantação é um processo de separação de misturas heterogêneas, principalmente 
de misturas compostas por líquidos, imiscíveis ou não (que não se misturam). O 
recipiente contendo as substâncias é inclinado, derramando a substância mais leve 
(que fica em cima), em outro recipiente. 
 
FLOTAÇÃO 
A flotação ou flutuação é um processo de separação de misturas sólidas que funciona 
da seguinte maneira: coloque a mistura dentro de um recipiente e adicione a ela um 
líquido de densidade intermediária e que não dissolve nenhum dos componentes, após 
este processo o menos denso irá flutuar e o mais denso ficará no fundo do recipiente. 
 
CENTRIFUGAÇÃO 
A centrifugação é um processo de separação de misturas utilizado para acelerar a 
decantação ou sedimentação, onde o corpo mais denso da mistura sólido-líquida se 
deposita no fundo do recipiente devido à ação da gravidade. 
Este processo é ocorrido em um aparelho chamado centrífuga, que gira em alta 
velocidade, fazendo com que a substância mais densa seja “forçada” a sedimentar 
(decantar) devido à ação da força centrífuga. 
 
ABSORÇÃO 
Considere um soluto na forma de vapor (por exemplo, amônia), misturado com um 
gás, a ser chamado de "inerte" (por exemplo, ar). Chamamos de inerte devido a que 
ele permanecerá sempre na fase gasosa, não será transportado. Deseja-se remover o 
soluto da mistura gasosa. 
A retirada do soluto (amônia) será feita através de um "solvente físico" (por exemplo, 
água) ou um "reagente químico" (por exemplo, uma solução ácida). A absorção é o 
processo que realiza este trabalho, ou seja, realiza a absorção de um gás misturado em 
outro. 
 
ADSORÇÃO 
http://www.infoescola.com/quimica/misturas-heterogeneas/
http://www.infoescola.com/quimica/separacao-de-substancias-misturas/
http://www.infoescola.com/quimica/decantacao/
http://www.infoescola.com/quimica/sedimentacao/
http://www.infoescola.com/quimica/centrifugacao-e-flotacao/
http://www.infoescola.com/quimica/centrifugacao-e-flotacao/
http://www.infoescola.com/fisica/forca-centripeta-e-centrifuga/
 
 
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Adsorção é a adesão de moléculas de um fluido (o adsorvido) a uma superfície sólida 
(o adsorvente); o grau de adsorção depende da temperatura, da pressão e da área da 
superfície - os sólidos porosos como o carvão ativado são ótimos adsorventes. 
 
EVAPORAÇÃO 
É usado para separação de misturas homogêneas constituída de um componente 
sólido e o outro líquido. A evaporação é usada para separar misturas, quando apenas a 
fase sólida é de interesse. O sal de cozinha é extraído da água do mar por evaporação. 
 
DESTILAÇÃO 
A destilação é o modo de separação baseado no fenômeno de equilíbrio líquido-vapor 
de misturas. Em termos práticos, quando temos duas ou mais substâncias formando 
uma mistura líquida, a destilação pode ser um método para separá-las. Basta apenas 
que tenham volatilidades razoavelmente diferentes entre si. 
Um exemplo de destilação que remonta à antiguidade é a destilação de bebidas 
alcoólicas. A bebida é feita pela condensação dos vapores de álcool que escapam 
mediante o aquecimento de um mosto fermentado. Como o ponto de ebulição do 
álcool é menor que o da água presente no mosto, o álcool evapora, dando-se assim a 
separação da água e o álcool. Um exemplo disto também é a aguardente, com 
compostos de cana de açúcar, possibilitando a separação devido aos diferentes pontos 
de ebulição. Outros exemplos são o vinho, o uísque, o conhaque, etc. O vapor que 
escapa da mistura aquecida é capturado por uma serpentina refrigerada que o devolve 
ao estado líquido. 
O petróleo é um exemplo moderno de mistura que deve passar por várias etapas de 
destilação antes de resultar em produtos realmente úteis ao homem: gases (um 
exemplo é o gás liquefeito de petróleo ou GLP), gasolina, óleo diesel, querosene, 
asfalto e outros. Sobre a destilação do petróleo veremos maiores detalhes 
posteriormente. 
O uso da destilação como método de separação disseminou-se pela indústria química 
moderna. Pode-se encontrá-la em quase todos os processos químicos industriais em 
fase líquida na qual seja necessária uma purificação. 
 
CRISTALIZAÇÃO 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culas
http://pt.wikipedia.org/wiki/Agente_adsorvente
http://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura
http://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o
http://pt.wikipedia.org/wiki/Porosidade
http://pt.wikipedia.org/wiki/Carv%C3%A3o
http://pt.wikipedia.org/wiki/Equil%C3%ADbrio_l%C3%ADquido-vapor
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mistura
http://pt.wikipedia.org/wiki/Volatilidade_%28qu%C3%ADmica%29
http://pt.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo
http://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_liquefeito_de_petr%C3%B3leo
http://pt.wikipedia.org/wiki/GLP
http://pt.wikipedia.org/wiki/Gasolina
http://pt.wikipedia.org/wiki/Diesel
http://pt.wikipedia.org/wiki/Querosene
http://pt.wikipedia.org/wiki/Asfalto
 
 
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Quando se deseja separar um componente sólido de uma solução líquido-sólida, pode 
se deixar evaporar o líquido até que a solução fique saturada. A partir desse momento, 
o sólido irá se separando em cristais. Pode-se acelerar este processo aumentando a 
temperatura e o contato com o ar. Os cristais úmidos podem ser secados com um 
papel de filtro ou numa estufa, ou por filtragem ou decantação, quando a quantidade 
de líquido for muito grande. 
 
PROCESSAMENTO QUÍMICO NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO 
Substâncias encontradas na natureza ou produzidas pelo homem sempre são obtidas 
com determinado teor de impurezas. Para sua utilização geral, torna-se necessário sua 
purificação e ajuste a determinadas especificações padronizadas. Sabemos que o 
petróleo bruto enquadra-se nesse conjunto. Chamamos refinação ou refino ao 
conjunto de processos e operações unitárias aos quais o petróleo, o gásnatural e seus 
derivados são submetidos a fim de obter os produtos dentro das especificações 
desejadas. O estudo da refinação do petróleo é um prato cheio para o aprendizado de 
processos químicos, e a partir deste momento nosso estudo de Processamento 
Químico estará focado nos processos de refino deste bem. 
O petróleo e o gás natural oriundos dos poços são enviados através de dutos e navios 
para as refinarias, onde serão processados. Nestas, serão obtidos os principais 
derivados – os combustíveis e os lubrificantes. Chama-se petroquímica à indústria 
química que recebe correntes obtidas no refino para obter novos produtos, com 
finalidades diferentes daquelas duas. Na verdade, quase toda refinaria de petróleo de 
porte apresenta processos petroquímicos no seu esquema de refino. 
Vários filmes, como "Assim Caminha a Humanidade", "Armageddon" e "A Família 
Buscapé", mostram imagens do petróleo como um líquido espesso e escuro jorrando 
para o alto ou fluindo de uma plataforma de perfuração. Mas quando você coloca 
gasolina no carro, já deve ter percebido que ela é clara. Além disso, há muitos outros 
produtos que derivam do petróleo, incluindo giz de cera, plásticos, óleo para 
aquecimento, combustível de jato, querosene, fibras sintéticas e pneus. Como é 
possível obter gasolina e todos esses outros produtos a partir do petróleo bruto? Você 
vai entender como isso é possível após conhecer os principais processos de refinação. 
Os principais processos de refinação podem ser divididos nos seguintes grupos 
principais: 
 SEPARAÇÃO → Onde ocorre apenas a separação física dos seus constituintes, 
não havendo reações químicas. Os processos de separação que iremos estudar 
são: 
 
 
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o Destilação Atmosférica 
o Destilação à Vácuo 
o Seção de Pré-Aquecimento e Dessalgação 
o Desasfaltação a Propano 
o Processamento de Gás natural 
 CONVERSÃO → Empregados quando a separação física é inviável ou ineficaz. 
Estes processos se baseiam em reações químicas de quebra, rearranjo ou união 
de cadeias carbônicas. Os processos de conversão que iremos estudar são: 
o Térmicos 
o Coqueamento Retardado 
o Craqueamento Catalítico 
o Reforma Catalítica 
 ACABAMENTO → Concebidos com a finalidade de tratamento, são os processos 
que promovem a remoção, por meios físicos ou químicos, de impurezas de um 
dado produto, ou o acerto de propriedades, de modo a conferir-lhe as 
características necessárias à comercialização, reaproveitamento ou descarte. 
Os processos de acabamento que iremos estudar são: 
o Hidroprocessamento 
o Hidrotratamento 
o Hidrocraqueamento 
o Geração de Hidrogênio 
o Tratamento de Água Acres 
o Tratamento com Aminas 
 
A NATUREZA DO PETRÓLEO 
Como dito anteriormente, os processos de refinação podem transformar o petróleo 
em vários outros produtos, mas antes de estudarmos estes processos é importante 
conhecer a natureza do petróleo bruto. 
Petróleo bruto é o termo para o óleo não processado. Ele também é conhecido 
apenas como petróleo. O petróleo bruto é um combustível fóssil, o que significa que 
ele é formado pelo processo de decomposição de matéria orgânica, restos vegetais, 
algas, alguns tipos de plâncton e restos de animais marinhos - ocorrido durante 
centenas de milhões de anos na história geológica da Terra. Os tipos de petróleo bruto 
podem apresentar cores diferentes, de claros a negro, assim como viscosidades 
diferentes, que podem ser semelhantes à água ou quase sólidas. 
 
 
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O petróleo bruto é o ponto de partida para muitas substâncias diferentes porque 
contém hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos são moléculas que contém hidrogênio e 
carbono e existem em diferentes tamanhos e estruturas, com cadeias ramificadas e 
não ramificadas e anéis. 
Duas características são importantes nos hidrocarbonetos: 
 eles contêm muita energia. Muitos dos produtos derivados de petróleo bruto 
como a gasolina, óleo diesel, parafina sólida e assim por diante são úteis graças 
a essa energia; 
 eles podem ter formas diferentes. O menor hidrocarboneto é o metano 
(CH4), um gás mais leve do que o ar. Cadeias mais longas contêm cinco 
carbonos ou mais e são líquidos; já nas cadeias muito longas há 
hidrocarbonetos sólidos, como a cera. Ao ligar quimicamente cadeias de 
hidrocarbonetos artificialmente, obtemos vários produtos, que vão da borracha 
sintética até o náilon e o plástico de potes para alimentos. 
As principais classes de hidrocarbonetos em petróleo bruto incluem: 
 Parafinas 
 fórmula geral: CnH2n+2 (n é um número inteiro, geralmente de 1 a 20) 
 as moléculas são cadeias ramificadas ou não 
 em temperatura ambiente podem ser gases ou líquidos, dependendo da 
molécula 
 exemplos: metano, etano, propano, butano, isobutano, pentano, 
hexano 
 Aromáticos 
 fórmula geral: C6H5 - Y (Y é uma molécula mais longa e não ramificada 
que se conecta a anéis benzênicos) 
 estruturas em anel, com um ou mais anéis 
 os anéis contêm seis átomos de carbono, com ligações duplas e simples 
alternando-se entre os carbonos 
 geralmente são líquidos 
 exemplos: benzeno, naftaleno 
 Naftenos ou cicloalcanos 
 fórmula geral: CnH2n (n é um número inteiro, geralmente de 1 a 20) 
 estruturas em anel, com um ou mais anéis 
 os anéis contêm apenas ligações simples entre os átomos de carbono 
 em temperatura ambiente, geralmente são líquidos 
 exemplos: ciclohexano, metilciclopentano 
 Outros hidrocarbonetos 
 Alcenos 
 fórmula geral: CnH2n (n é um número inteiro, geralmente de 1 a 
20) 
 
 
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 moléculas de cadeias ramificadas ou não que contêm uma 
ligação dupla carbono-carbono 
 podem apresentar-se nos estados líquido ou gasoso 
 exemplos: etileno, buteno, isobuteno 
 Dienos e Alcinos 
 fórmula geral: CnH2n-2 (n é um número inteiro, geralmente de 1 a 
20) 
 moléculas de cadeias ramificadas ou não que contêm duas 
ligações duplas carbono-carbono 
 podem apresentar-se nos estados líquido ou gasoso 
 exemplos: acetileno, butadieno 
 
PRODUTOS DERIVADOS DO PETRÓLEO BRUTO 
Ainda antes de entrarmos em detalhes sobre o processo de refino, vamos saber mais 
sobre os derivados do peróleo. 
O petróleo bruto contém centenas de diferentes tipos de hidrocarbonetos misturados 
e, para separá-los, é necessário refinar o petróleo 
As cadeias de hidrocarbonetos de diferentes tamanhos têm pontos de ebulição que 
vão aumentando progressivamente, o que possibilita separá-las por meio do processo 
de destilação. É isso o que acontece em uma refinaria de petróleo. Na etapa inicial do 
refino, o petróleo bruto é aquecido e as diferentes cadeias são separadas de acordo 
com suas temperaturas de evaporação. Cada comprimento de cadeia diferente tem 
uma propriedade diferente que a torna útil de uma maneira específica. 
Para entender a diversidade contida no petróleo bruto e o motivo pelo qual o seu 
refino é tão importante, veja uma lista de produtos que obtemos a partir do petróleo 
bruto: 
 gás de petróleo: usado para aquecer, cozinhar, fabricar plásticos 
 alcanos com cadeias curtas (de 1 a 4 átomos de carbono) 
 normalmente conhecidos pelos nomes de metano, etano, propano, 
butano 
 faixa de ebulição: menos de 40°C 
 são liquefeitos sob pressão para criar o GLP (gás liquefeito de petróleo) 
 nafta: intermediário que irá passar por mais processamento para produzir 
gasolina 
 mistura de alcanos de 5 a 9 átomos de carbono 
 faixa de ebulição: de 60 a 100°C 
 gasolina: combustível de motores 
 líquido 
 
 
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 mistura de alcanos e cicloalcanos (de 5 a 12 átomos de carbono) 
 faixa de ebulição: de 40 a 205°C 
 querosene: combustível para motores de jatos e tratores, além de ser material 
inicial para a fabricação de outros produtos 
 líquido 
 mistura de alcanos (de 10 a 18 carbonos) e aromáticos 
 faixa de ebulição: de 175 a 325°C 
 gasóleo ou diesel destilado: usado como diesel e óleo combustível, além de ser 
um intermediário para fabricação de outros produtos 
 líquido 
 alcanos contendo 12 ou mais átomos de carbono 
 faixa de ebulição: de 250 a 350°C 
 óleo lubrificante: usado para óleo de motor, graxa e outros lubrificantes 
 líquido 
 alcanos, cicloalnos e aromáticos de cadeias longas (de 20 a 50 átomos 
de carbono) 
 faixa de ebulição: de 300 a 370°C 
 petróleo pesado ou óleo combustível: usado como combustível industrial, 
também serve como intermediário na fabricação de outros produtos 
 líquido 
 alcanos, cicloalcanos e aromáticos de cadeia longa (de 20 a 70 átomos 
de carbono) 
 faixa de ebulição: de 370 a 600°C 
 resíduos: coque, asfalto, alcatrão, breu, ceras, além de ser material inicial para 
fabricação de outros produtos 
 sólido 
 compostos com vários anéis com 70 átomos de carbono ou mais 
 faixa de ebulição: mais de 600°C 
Você pode ter notado que todos esses produtos têm tamanhos e faixas de ebulição 
diferentes. Os químicos tiram vantagem dessas propriedades ao refinar o petróleo. 
 
DESTILAÇÃO ATMOSFÉRICA E A VÁCUO 
A destilação é baseada na diferença dos pontos de ebulição entre compostos 
presentes numa mistura líquida. O petróleo é constituído por hidrocarbonetos, cujos 
pontos de ebulição aumentam com suas massas moleculares. Desta forma, variando-
se as condições de aquecimento de um petróleo, é possível vaporizar e depois 
condensar separadamente compostos leves, intermediários e pesados. Forma-se 
também um resíduo pesado, contendo hidrocarbonetos de elevados pesos 
moleculares que, nas condições de temperatura e pressão na qual a destilação é 
realizada, não se vaporizam. 
Outro fator importante no processo de destilação, além da temperatura, é a pressão a 
que o sistema está submetido. Sabe-se que o ponto de ebulição de um determinado 
 
 
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17 
líquido é função da pressão que o meio ambiente está exercendo sobre ele. Quanto 
maior for a pressão, maior será a temperatura de ebulição do líquido. A conjugação 
destes dois parâmetros, temperatura e pressão, permite que o petróleo seja separado 
em suas diversas frações. 
 
SEÇÃO DE PRÉ-AQUECIMENTO E DESSALGAÇÃO 
O processo de destilação inicia-se com o bombeamento contínuo de petróleo do 
tanque de carga através da primeira bateria de pré-aquecimento, que é uma sequência 
de trocadores de calor dispostos em série ou em paralelo, onde o óleo é 
progressivamente aquecido com os refluxos circulantes e produtos provenientes das 
torres atmosféricas e de vácuo. Ao final desta bateria, o petróleo atinge a temperatura 
necessária à etapa de dessalgação, na faixa de 120 a 160°C. 
A água que chega à refinaria junto com o petróleo, contendo sais dissolvidos, 
sedimentos e impurezas, está emulsionada, dispersa na forma de milhões de gotículas 
finamente divididas e envolvidas por uma película de compostos emulsificantes que 
oferece grande resistência à coalescência, estabilizando-as. Estes contaminantes, se 
não forem removidos, podem causar sérios danos aos equipamentos. 
Os cloretos, principalmente os de cálcio e de magnésio, à medida que o óleo é 
aquecido, se hidrolisam liberando cloreto de hidrogênio (HCl) que, ao se dissolver na 
água proveniente da condensação do vapor usado no processo, forma o ácido 
clorídrico, que causa corrosão acentuada na região de topo da torre. Os sais e sólidos 
podem depositar-se nos trocadores de calor causando entupimento e redução da 
eficiência de troca térmica, além de atuarem como catalisadores da reação de 
formação de coque no interior dos tubos dos fornos, o que reduz a transferência de 
calor e possibilita o superaquecimento localizado. 
A dessalgadora tem como objetivo a remoção da água, sais e sedimentos nela 
presentes através da coalescência e posterior separação por diferença de densidade, 
das gotículas de água presentes no óleo. A ação de um forte campo elétrico promove a 
desestabilização da emulsão pelo enfraquecimento da película de agentes 
emulsificantes. Para se conseguir a dessalgação é necessária, além da temperatura 
adequada, a injeção de água antes da dessalgadora. Quando necessário, também pode 
ser injetado um desemulsificante antes da válvula misturadora, principalmente 
durante o reprocessamento de resíduo. 
O petróleo que deixa a dessalgadora passa pela segunda bateria de pré-aquecimento, 
onde sua temperatura é elevada ao máximo valor possível por troca térmica, graças a 
produtos tais como o gasóleo pesado e o resíduo de vácuo. 
 
DESTILAÇÃO ATMOSFÉRICA 
 
 
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Ao final da bateria de pré-aquecimento o petróleo é enviado ao forno atmosférico 
para que atinja a temperatura necessária à vaporização dos produtos que serão 
retirados na torre de destilação atmosférica. Na verdade, a pressão de operação nesta 
torre é ligeiramente superior à atmosférica, controlada em torno de 1kgf/cm². 
Normalmente, a temperatura limite, além da qual se tem o início da decomposição 
térmica das frações pesadas presentes no óleo bruto (craqueamento térmico), é em 
torno de 370°C. Esta ocorrência é indesejável, pois provoca a deposição de coque nos 
tubos do forno reduzindo a vida dos tubos e a transferência de calor, aumentando o 
consumo de combustível. À saída dos fornos, boa parte do petróleo encontra-se 
vaporizado e é introduzido na torre atmosférica. 
 
Modelo de torre atmosférica em funcionamento e informações sobre as frações 
 
A carga entra na torre parcialmente vaporizada no local conhecido como zona de 
vaporização ou “flash”. A parte líquida, contendo as frações mais pesadas, desce para 
o fundo e a parte vaporizada ascende. A parte da torre embaixo da zona de “flash” 
chama-se seção de retificação ou esgotamento, e a parte de cima, seção de 
enriquecimento ou absorção. 
A seção de esgotamento possui, normalmente, 4 ou 5 bandejas que tem por finalidade 
remover compostos leves do resíduo atmosférico que descem nesta seção devido ao 
equilíbrio líquido-vapor. Esta remoção é feita por retificação com vapor d’água 
superaquecido. A seção de enriquecimento possui, em geral, de 30 a 46 bandejas 
contando com aquelas existentes nas torres retificadoras laterais. 
Bandejas ou pratos são dispositivos de contato líquido-vapor que permitem a 
separação dos componentes em cortes ou frações de acordo com seus pontos de 
 
 
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ebulição. Isto ocorre através de um processo de transferência de calor e massa entre 
as correntes de líquido e de vapor que chegam até um determinado prato. Como o 
líquido existente em cada prato está no seu ponto de bolha e existe sempre uma 
diferença de temperatura entre dois pratos adjacentes, podemos concluir que a 
composição do líquido varia de prato a prato, tornando-se mais pesado à medida que 
se aproxima do fundo e a do vapor, mais leve à medida que se aproxima do topo. À 
proporção que os vapores vão se condensando, o nível de cada bandeja vai 
aumentando e o excesso é derramado no prato inferior. Ao atingir este prato, que 
possui temperatura mais alta, as frações mais leves pertencentes ao pratosuperior, 
porventura arrastadas, são revaporizadas. Este sistema permite fazer a destilação 
fracionada, ou seja, não se retira apenas um produto de fundo e um de topo. Os cortes 
laterais fornecerão os principais produtos da destilação atmosférica, a gasolina, o 
querosene e o diesel. 
O líquido que transborda de prato a prato é conhecido como refluxo interno, sendo 
essencial ao bom fracionamento. Sem ele, não haveria gradiente térmico ao longo da 
torre, logo não haveria separação. Em determinados pratos da coluna, os produtos são 
retirados segundo as temperaturas limites de destilação das frações desejadas. Os 
componentes mais leves da carga, que não se condensaram em nenhum prato, saem 
pelo topo e são condensados em trocadores de calor fora da torre. O líquido é 
recolhido em um vaso acumulador. Parte retorna à torre como refluxo de topo e a 
outra parte é enviada para alimentação de outro sistema ou para armazenamento. 
A gasolina de destilação ainda possui um teor elevado de hidrocarbonetos leves, sendo 
levada à seção de estabilização, onde é destilada a pressões mais altas (cerca de 
10kgf/cm²), sendo obtido como produto de topo o GLP (mistura principalmente de 
propano e butano) e de fundo a nafta estabilizada. Por esse motivo, a torre 
estabilizadora é também conhecida como debutanizadora. 
Em um esquema de passo a passo, podemos resumir assim a destilação fracionada: 
1) Aquecer o petróleo a alta temperatura. O aquecimento costuma ser 
feito com vapor de alta pressão para temperaturas de cerca de 600°C. 
2) A mistura entra em ebulição formando vapor (gases). A maior parte das 
substâncias passa para a fase de vapor. 
3) O vapor entra no fundo de uma coluna longa (coluna de destilação 
fracionada) cheia de bandejas ou placas. 
 Elas possuem muitos orifícios ou proteções para bolhas a fim de 
permitir a passagem do vapor; 
 As placas aumentam o tempo de contato entre o vapor e os 
líquidos na coluna; 
 
 
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 Elas ajudam a coletar os líquidos que se formam nos diferentes 
pontos da coluna; 
 Há uma diferença de temperatura pela coluna (mais quente 
embaixo, mais frio em cima) 
4) O vapor sobe pela coluna. 
5) Conforme o vapor sobe pelas placas da coluna, ele esfria. 
6) Quando uma substância na forma de vapor atinge uma altura em que a 
temperatura da coluna é igual ao ponto de ebulição da substância, ela 
condensa e forma um líquido. A substância com o menor ponto de 
ebulição irá se condensar no ponto mais alto da coluna. Já as 
substâncias com pontos de ebulição maiores condensarão em partes 
inferiores da coluna. 
7) As placas recolhem as diferentes frações líquidas. 
8) As frações líquidas recolhidas podem: 
 Passar por condensadores, onde serão resfriadas ainda mais, e 
depois ir para tanques de armazenamento; 
 Ir para outras áreas para passar por outros processos químicos, 
térmicos ou catalíticos. 
A destilação fracionada é útil para separar uma mistura de substâncias com diferenças 
pequenas em seus pontos de ebulição sendo uma etapa muito importante no processo 
de refino. 
 
DESTILAÇÃO A VÁCUO 
O resíduo atmosférico, subproduto da destilação atmosférica do petróleo, possui 
elevado peso molecular e baixo valor comercial. Sua única aplicação prática é como 
óleo combustível. Contudo, acham-se nele contidas frações de elevado potencial 
econômico, como os gasóleos, que não podem ser separados por meio da destilação 
atmosférica frente aos elevados pontos de ebulição dos seus componentes. Porém, se 
trabalharmos com pressões subatmosféricas será possível a vaporização dos gasóleos 
presentes no resíduo, sem o inconveniente da decomposição térmica dos seus 
componentes. A destilação a vácuo é empregada, usualmente, na produção de óleos 
 
 
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lubrificantes e na geração de carga para as unidades de craqueamento catalítico e 
coqueamento retardado. 
O resíduo atmosférico é bombeado para outro 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 carga parcialmente vaporizada, ao 
deixar o forno, vai para a zona de “flash” da torre de vácuo, cuja pressão se situa na 
faixa de 50 mmHg. Os hidrocarbonetos vaporizados atravessam bandejas de 
fracionamento e são coletados em duas retiradas laterais: gasóleo leve (GOL) e gasóleo 
pesado (GOP). O primeiro é um produto ligeiramente mais pesado do que o óleo diesel 
e, dependendo do seu ponto final de ebulição, pode ser incorporado ao “pool” de 
diesel da refinaria. O gasóleo pesado compõe a carga para a unidade de craqueamento 
catalítico. 
Não existe retirada de produto de topo, saindo, neste local, vapor d’água, gases leves e 
uma pequena quantidade de ar proveniente de ligeiros vazamentos nos 
equipamentos. Esses gases são continuamente extraídos da torre pelo sistema de 
vácuo. 
O abaixamento da pressão é feito por intermédio de uma série de ejetores e 
condensadores, que geram o vácuo necessário. Após o último estágio de ejetores e 
condensadores, os incondensáveis são descartados para a atmosfera ou alimentam 
queimadores de gás residual nos fornos. 
 
DESASFALTAÇÃO A PROPANO 
O produto de fundo da torre de vácuo é o resíduo de vácuo. Ele é constituído de 
hidrocarbonetos de elevados pesos moleculares, além de contar com uma razoável 
concentração de impurezas. Pode ser utilizado como óleo combustível ou na produção 
de lubrificantes ultraviscosos e asfalto. Estes dois últimos são obtidos numa unidade 
de separação por extração, chamada de desasfaltação, onde o propano é usado como 
solvente. 
Numa extração líquido-líquido, o solvente empregado é seletivo, retirando somente o 
componente desejado da carga. O solvente entra em contato com a carga em 
contracorrente. A fase rica em solvente que sai da torre (normalmente pelo fundo), 
contendo o soluto, é chamada de extrato (neste caso, a mistura de propano e óleo 
desasfaltado). A outra fase, com o que restou da carga e algum solvente (aqui, asfalto 
e propano) é chamada de rafinado. 
Processo semelhante à desasfaltação a propano é a desaromatização a furfural, onde 
se busca remover hidrocarbonetos aromáticos de óleos lubrificantes básicos. 
Embora os processos de extração por solventes sejam relativamente simples, sua 
maior complexidade reside nas seções de recuperação do solvente, que respondem 
por cerca de 70% dos equipamentos de uma unidade desse tipo. 
 
 
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22 
 
PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL 
O gás natural é o equivalente gasoso do petróleo, podendo ser encontrado na 
natureza associado ou não a este. É comprimido e encaminhado a estações de 
processamento avulsas ou refinarias, onde é processado. É muito menos poluente do 
que qualquer derivado do petróleo, porque sua combustão é praticamente ideal (todo 
o carbono é oxidado a CO
2
) e, ao menos no Brasil, apresenta baixíssimo teor de 
enxofre. 
A compressão permite liquefazer os gases mais pesados que o etano (C
2
+
), que 
constituirão o Líquido de Gás Natural (LGN). Este é fracionado para se obter GLP e 
nafta leve. A corrente C1-C2 constitui o gás natural processado, que será utilizado 
como combustível nas indústrias, automóveis e residências. 
As UPGNs podem ser dos tipos, em ordem crescente de severidade: Refrigeração 
Simples, Expansão Joule-Thomson, Absorção Refrigerada ou Turbo-Expansão. 
Na Absorção Refrigerada vemos algo semelhante à seção de Recuperação de Gases de 
um Craqueamento Catalítico, onde é usada nafta como óleo de absorção em 
contracorrente com o gás. As correntesabsorvidas são posteriormente separadas do 
óleo de absorção por aquecimento e o gás residual efluente da absorvedora sai como 
produto acabado. A refrigeração do óleo de absorção é obtida por troca de calor com 
propano em expansão. 
No processo por Turbo-Expansão, o gás é refrigerado, seco e sofre expansão, então as 
frações mais pesadas são condensadas e posteriormente separadas em torres de 
fracionamento. 
 
PROCESSOS TÉRMICOS 
Os processos térmicos de conversão são aqueles em que frações pesadas do petróleo 
são convertidas em produtos mais leves por ação conjugada de temperatura e de 
pressão. Paralelamente, parte da carga é convertida em coque. Nestes processos 
enquadram-se o craqueamento térmico, a viscorredução e o coqueamento retardado 
(que será visto à parte). Estes processos diferem fundamentalmente no interesse do 
produto final. 
 
Altas temperaturas e pressão quebrando grandes cadeias de hidrocarbonetos em cadeias menores 
 
 
 
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O craqueamento térmico foi o primeiro processo a ser desenvolvido (1912) e a sua 
principal finalidade é a produção de gasolina e gases a partir de uma carga de gasóleos 
ou cru reduzido. Neste processo grandes cadeias de hidrocarbonetos são aquecidas a 
altas temperaturas (e algumas vezes a altas pressões também) até que elas se 
quebrem (craqueiem). 
A viscorredução foi desenvolvida um pouco mais tarde e a finalidade é, como o nome 
sugere, a redução da viscosidade de óleos residuais, de modo que sejam aproveitados 
como óleo combustível. Neste processo os resíduos da torre de destilação são 
aquecidos (482°C), resfriados com gasóleo e rapidamente colocados em uma torre de 
destilação. Este processo reduz a viscosidade de óleos pesados e produz o alcatrão. 
Tanto o craqueamento térmico quanto a viscorredução atualmente são considerados 
processos obsoletos, suplantados pelo craqueamento catalítico, que é, sem sombra de 
dúvidas, um processo mais econômico e de mais fácil operação. 
 
COQUEAMENTO RETARDADO 
O coqueamento retardado (CR) é um processo mais moderno que gera, além de coque 
de alta qualidade, nafta, diesel e carga para o Craqueamento Catalítico. A recuperação 
do coque formado nas reações de decomposição é o principal fator que torna o 
processo econômico. Existe um quarto processo, conhecido como coqueamento 
fluido, desenvolvido pela EXXON, que compete com o coqueamento retardado. Ambos 
podem ser mais competitivos que o Craqueamento Catalítico quando são processados 
petróleos ultrapesados. 
O processo tem início com o aquecimento e introdução da carga diretamente no fundo 
da fracionadora, onde o material mais leve sofre um “flash”. Os pesados se misturam 
com o reciclo e seguem do fundo da torre para a fornalha, onde recebem uma injeção 
de vapor d’água de alta pressão e são rapidamente aquecidos até cerca de 490°C. Daí, 
passam ao tambor de coque, onde este se forma. A temperatura no tambor oscila, 
normalmente, entre 460 e 490°C. Quando o tambor fica cheio, o efluente da fornalha é 
desviado para outro tambor, para que o primeiro possa ser descarregado e 
condicionado para um novo ciclo. 
O equipamento crítico da unidade é a fornalha, pois a carga vai ser aquecida acima da 
temperatura de craqueamento incipiente e é preciso evitar a deposição de coque nas 
paredes da serpentina. Se a temperatura do óleo ultrapassar esta temperatura, estiver 
no estado líquido e com uma velocidade linear relativamente baixa, então, sob a 
influência da temperatura, a camada em escoamento laminar tenderá a se polimerizar 
e a depositar coque na serpentina. Para que isto não ocorra, injeta-se vapor d’água, o 
que provoca aumento da turbulência do escoamento no interior da serpentina 
evitando a deposição do coque. O coqueamento não se dá na fornallha, mas é 
“retardado” para que ocorra no tambor. Esta é a origem do nome do processo. 
 
 
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CRAQUEAMENTO CATALÍTICO 
Conhecido pela sigla FCC (Fluid Catalytic Cracking), o craqueamento catalítico é um 
processo de refino que visa aumentar a produção de GLP, gasolina e petroquímicos, 
através da conversão de cortes pesados provenientes da destilação, desasfaltação e 
coqueamento, além de resíduos de outros processos e produtos fora de especificação 
(“slop”). Como o nome sugere, o processo usa um catalisador para aumentar 
a velocidade da reação de craqueamento. Os catalisadores incluem a zeólita, 
hidrossilicato de alumínio, bauxita e alumino-silicatos. 
Paralelamente são produzidos, além do gás combustível, produtos mais pesados que a 
gasolina e um resíduo de alto teor de carbono que se deposita na superfície do 
catalisador. Os rendimentos de gasolina e GLP de um Craqueamento Catalítico são 
muito maiores que os de qualquer outro processo. 
Originalmente, os processos de craqueamento surgiram da necessidade de produção 
de gasolina com qualidade e em quantidade suficiente para atender a crescente 
demanda deste combustível, diante do crescimento da indústria automobilística e da 
demanda provocada pela II Guerra Mundial. Iniciado com o craqueamento térmico, o 
processo, mais adiante, evoluiu para a versão catalítica, em leito fixo, móvel e 
fluidizado, desenvolvendo-se de maneira notável esta última concepção até atingir o 
estágio atual, onde o craqueamento catalítico fluido é um processo de alta 
rentabilidade, por transformar frações residuais de baixo valor comercial em derivados 
com alto valor agregado. 
Uma unidade de Craqueamento Catalítico é composta das seguintes seções: 
Pré-Aquecimento → À semelhança de outras unidades, utiliza permutadores de calor e 
um forno para levar a temperatura da carga a um patamar adequado para ingressar na 
seção de Conversão. 
Reação ou Conversão → Onde acontecem as reações do processo, sendo composta de 
equipamentos de reação e de regeneração do catalisador, além do sistema de gás de 
combustão. 
Fracionamento → Recebe o efluente do reator e o destila em diversos produtos, à 
semelhança da destilação atmosférica. Permite a reciclagem de frações recuperadas 
para o Conversor. 
Recuperação de Gases → Processa as frações convertidas (produtos leves da seção de 
Fracionamento) e as fraciona em nafta de craqueamento, GLP e gás combustível. O 
GLP pode ainda ser desdobrado em propeno (matéria-prima para processos 
petroquímicos), propano e butanos. 
Tratamentos → Trata o gás combustível, GLP e nafta de modo a torná-los produtos 
comercializáveis ou aptos para posterior transformação em outros produtos. Nela, o 
teor de enxofre dos produtos acima citados é sensivelmente reduzido. 
 
 
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Catalisador quebrando grandes cadeias de hidrocarbonetos em cadeias menores 
 
Descrição do Processo 
A carga é pré-aquecida em um forno com correntes quentes que deixam o processo e, 
opcionalmente, é encaminhada ao Reator, que consiste num tubular vertical, 
conhecido como “Riser”. Neste ponto, recebe uma grande quantidade de vapor d’água 
e catalisador a alta temperatura (~730°C), o que provoca a instantânea vaporização do 
óleo e mantém o catalisador fluidizado. Aqui ocorrem praticamente todas as reações 
de craqueamento. 
No Vaso Separador, também conhecido impropriamente como Reator, podem ocorrer 
reações complementares de craqueamento e é onde são separados o catalisador dos 
gases provenientes do craqueamento. Esta separação é feita por centrifugação em 
equipamentos internos chamados de ciclones. A temperatura dos gases é 
aproximadamente a mesma da saída do “Riser”, cerca de 540°C, conforme o tipo de 
carga, catalisador e o interesse na maximização de umdeterminado produto. O 
catalisador acumula-se na seção inferior do Vaso Separador, conhecida como 
Retificador ou “Stripper”, onde recebe nova injeção de vapor d’água para retirar 
hidrocarbonetos leves que possam estar retidos nos seus poros e escoa para o 
Regenerador. O efluente gasoso do Vaso Separador, constituído de hidrocarbonetos 
craqueados e não craqueados, vapor d’água, contaminantes e gases inertes é enviado, 
após sair dos ciclones, à seção de Fracionamento. 
No Regenerador, o coque depositado na superfície do catalisador é queimado com ar 
injetado por um Soprador (“Blower”) através de um Distribuidor (“Pipe-Grid”) 
localizado na base do mesmo, gerando uma grande quantidade de calor que, devido à 
circulação do catalisador, é a principal fonte de energia necessária para aquecimento, 
vaporização e conversão da carga. O catalisador é fluidizado pela corrente de ar e de 
gases de combustão formando a fase densa. Na fase diluída, acima da anterior, ocorre 
a separação sólido-gás. 
Partículas finas de catalisador arrastadas pela corrente gasosa são recuperadas pelo 
conjunto de ciclones de dois estágios localizados no topo do Regenerador. Os gases de 
combustão, inertes e finos de catalisador não recuperados deixam o segundo estágio 
dos ciclones e alcançam a câmara plena do topo do regenerador que também serve 
como ponto de sustentação dos ciclones. Esses gases ainda serão submetidos a novos 
processos de separação (estágios extras de ciclones ou separação eletrostática) e 
servirão como fonte de energia para geração de vapor (Caldeira ou Recuperador) e 
energia elétrica (Turbo-Expansor). 
 
 
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Um Aquecedor de Ar (“forninho”), que é parte integrante do alinhamento de injeção 
de ar para o Distribuidor, é usado durante a partida para aquecer o Conversor e 
fornecer o calor necessário para se elevar a temperatura do leito do regenerador ao 
ponto em que a combustão do coque possa se iniciar. 
Na seção de Fracionamento, os produtos formados são separados pelas suas faixas de 
ebulição em uma torre de destilação atmosférica, chamada de Fracionadora Principal. 
O produto de topo contém as frações mais leves, Gás Combustível, GLP e Nafta de 
Craqueamento que, após serem resfriadas, são coletadas no Vaso Acumulador, onde 
coexistem três fases: uma gasosa, constituída de hidrocarbonetos de até quatro 
átomos de carbono e impurezas; uma líquida e orgânica, composta de nafta contendo 
razoável quantidade de GLP dissolvido, a nafta instabilizada; uma aquosa, proveniente 
das injeções de vapor que são feitas no Reator e na Fracionadora. As duas correntes de 
hidrocarbonetos são encaminhadas à seção de Recuperação de Gases para posterior 
separação. Alguns FCCs produzem uma Nafta Pesada, oriunda dos pratos superiores da 
torre, que atualmente é aproveitada para compor o “pool” de diesel. 
Como produtos laterais da fracionadora, temos os óleos de refluxo leve (LCO) e pesado 
(HCO). Esses dois cortes são constituídos de moléculas médias e pesadas que foram 
parcialmente craqueadas. Parte dessas correntes era retirada da unidade e o restante 
reciclado à carga, para que houvesse uma nova oportunidade de as moléculas serem 
craqueadas. Atualmente, por razões econômicas, todo o HCO é recirculado para 
diluição do produto de fundo, enquanto que para o LCO é retirado e pode ser usado 
como diluente de óleo combustível ou hidrotratado para servir como dísel. O produto 
de fundo da fracionadora é constituído de frações pesadas residuais e de partículas de 
catalisador que foram arrastadas pela corrente gasosa que deixou o Separador. Este 
resíduo pode ser decantado ou clarificado, para produção de um óleo conhecido como 
resíduo aromático (Raro), matéria-prima para produção de negro de fumo, ou 
reciclado para o Reator. 
A seção de Recuperação de Gases tem por objetivo separar a nafta de craqueamento, 
o GLP e o gás combustível entre si e de seus contaminantes. Os leves da seção de 
Fracionamento são comprimidos e resfriados, de modo que os hidrocarbonetos da 
faixa C
3
-C
4 
se liquefazem e os mais leves, C
1
-C
2
, permanecem na corrente gasosa. Esta 
corrente vai ao fundo da Absorvedora Primária, onde pelo topo é injetada nafta para a 
absorção de algum C
3 
ou C
4 
remanescente. 
Com o intuito de se recuperar frações de nafta de absorção arrastadas pelo gás 
combustível, esta corrente passa por uma Absorvedora Secundária, onde o fluido de 
absorção é o refluxo circulante frio de LCO, que, após a absorção, retorna à torre 
fracionadora. O gás combustível é enviado a seção de tratamento com DEA para a 
remoção do gás ácido (H
2
S e CO
2
). 
A nafta instabilizada proveniente do fundo da absorvedora primária se junta com a 
descarga do compressor, passa pelos Resfriadores de Alta Pressão e vai ao Tambor de 
 
 
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Alta Pressão. É possível que, no contato com os gases do compressor, algum composto 
leve seja também absorvido. Para que estes compostos sejam removidos, a nafta que 
deixa o fundo do tambor de alta pressão passa por uma torre Retificadora, onde 
recebe um ligeiro aquecimento. Os leves são vaporizados e pelo fundo desta torre sai a 
nafta em condições de ser enviada à torre Debutanizadora. A operação da 
debutanização é semelhante à de estabilização, porém em condições mais severas. 
Pelo fundo desta torre obtém-se a Nafta Estabilizada, pronta para ser submetida aos 
tratamentos para redução do teor de enxofre. Pelo topo saem vapores de GLP, que 
após resfriados, são liquefeitos. O GLP contém uma razoável concentração de 
compostos de enxofre, sendo enviado à seção de tratamento para a eliminação destes 
contaminantes. Dependendo do mercado local e do interesse da refinaria, o GLP pode 
ser fracionado para a obtenção de uma corrente rica em C
3
s e outra rica em C
4
s. 
Normalmente, esta operação é feita quando existem indústrias petroquímicas 
interessadas em uma das duas correntes. 
 
REFORMA CATALÍTICA 
Algumas vezes, é preciso combinar hidrocarbonetos menores para fazer outros 
maiores. Este processo é chamado de reforma. O principal processo é a reforma 
catalítica, que utiliza um catalisador (platina, mistura platina-rênio) para transformar 
nafta de baixo peso molecular em compostos aromáticos, usados na fabricação de 
produtos químicos e para misturar na gasolina. Um subproduto importante dessa 
reação é o gás hidrogênio. 
O processo consiste no rearranjo da estrutura molecular dos hidrocarbonetos contidos 
em certas frações de petróleo, com a finalidade de obter um produto com maior 
qualidade e valor agregado. Pode ser orientado para se alcançar, fundamentalmente, 
um dos dois objetivos: obter um produto de elevado índice de octanagem, próprio 
para motores de alta taxa de compressão, ou um produto rico em hidrocarbonetos 
aromáticos nobres (benzeno, tolueno e xilenos), que são posteriormente recuperados 
e fracionados, obtendo-se isoladamente cada componente com elevado grau de 
pureza. Tais sentidos de orientação dependem, de forma primordial, das frações de 
nafta selecionadas, sendo a faixa de destilação a característica principal. Além desta, a 
origem do petróleo e o processo anterior ao que a nafta foi submetida são outras 
características importantes. 
O processo de reforma consiste em passar sobre um catalisador, geralmente de platina 
e mais modernamente de platina com outro metal (rênio ou germânio), uma mistura 
de hidrocarbonetos e hidrogênio mantidos a uma temperatura próxima de 500°C e 
uma pressão entre 10 e 40kgf/cm
2
. Produz-se, então, uma série de reações que 
conduzem a formação de um reformado rico em hidrocarbonetos aromáticos e 
isoparafínicos, produtos leves (GLP) e hidrogênio. Como na maioria dos processosCURSO DE FORMAÇÃO DE INSPETOR DE EQUIPAMENTOS 
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catalíticos, diferentemente do FCC, neste caso o leito é fixo. Sua regeneração é feita 
periodicamente e precisa de interrupção do processo. 
 
HIDROPROCESSAMENTO 
As unidades de Hidrorrefino ou Hidroprocessamento vêm se tornando cada vez mais 
importantes, pelo rigor cada vez maior da legislação ambiental e pela necessidade de conferir 
propriedades não alcançadas a certos derivados pelas rotas de Separação e Conversão. O 
esquema básico consiste em reagir hidrocarbonetos com H
2 
na presença de um catalisador a 
alta temperatura e pressão. Após o reator, a mistura passa por etapas de fracionamento e 
recuperação, inclusive do hidrogênio. 
 
HIDROTRATAMENTO 
O hidrotratamento é um processo de refino com hidrogênio cuja finalidade é estabilizar um 
determinado corte de petróleo ou eliminar compostos indesejáveis dos mesmos. A 
estabilização de frações de petróleo é conseguida por meio da hidrogenação de compostos 
reativos presentes, como, por exemplo, alquenos e dienos (hidroacabamento, HDA). Os 
elementos indesejáveis removidos por hidrogenação incluem: enxofre (HDS), nitrogênio 
(HDN), oxigênio, halogênios e metais. O hidrotratamento pode ser empregado em todos os 
cortes de petróleo, tais como gases, nafta, querosene, diesel, gasóleos para craqueamento, 
lubrificantes, parafinas, resíduos atmosféricos e de vácuo, etc. 
 
HIDROCRAQUEAMENTO (HCC) 
Processo ainda em fase de implantação no Brasil, também conhecido como 
Hidroconversão, promove craqueamento catalítico da carga ao mesmo tempo em que 
estabiliza determinados componentes e remove contaminantes, unindo características 
de Hidrotratamento e Craqueamento Catalítico. Opera em leito fixo e utiliza altíssimas 
pressões e temperaturas, exigindo equipamentos de porte gigantesco. O primeiro HCC 
brasileiro está com sua partida prevista para 2012, na REDUC. 
 
GERAÇÃO DE HIDROGÊNIO 
O desenvolvimento da indústria de refino e da petroquímica trouxe consigo novos 
processos, onde o hidrogênio é largamente utilizado. A indústria petroquímica lança 
mão de hidrogênio em vários processos, dentre os quais, os mais importantes são a 
síntese do metanol e da amônia. As modernas refinarias precisam de hidrogênio para 
processos de hidroprocessamento. Muitas refinarias produzem uma quantidade de 
hidrogênio suficiente para pequenas unidades de hidrotratamento, utilizando o gás 
residual oriundo da operação de reforma catalítica de nafta. Ocorre, entretanto, que 
 
 
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nem todas as refinarias dispõem de reforma catalítica ou, se dispõem , nem sempre o 
gás produzido é suficiente ou adequado para o consumo, principalmente se as 
unidades de hidroprocessamento são de grande porte. 
Esta quantidade suplementar de hidrogênio pode ser obtida através de dois processos: 
oxidação parcial de frações pesadas, como óleo combustível, ou reforma com vapor de 
frações leves como gás natural, gás combustível, gás liquefeito e nafta. O processo de 
oxidação parcial consiste na queima de hidrocarbonetos pesados por uma corrente de 
oxigênio de alta pureza, porém, numa vazão de cerca de 30 a 40% da relação 
estequiométrica ideal. 
A reforma com vapor consiste na reestruturação de moléculas de hidrocarbonetos em 
presença de vapor d’água e catalisadores, produzindo o gás de síntese. 
Posteriormente, os gases formados reagem com o excesso de vapor d’água, em 
presença de outros catalisadores, gerando uma quantidade adicional de hidrogênio. 
Uma característica muito interessante dessas unidades, que as distinguem de outros 
processos em leito fixo, é que o Forno e o Reator são o mesmo equipamento. O 
catalisador fica contido nos tubos da fornalha, conhecidos como colunas, por serem 
verticais e de passo único. Como última etapa, o CO
2 
é absorvido em uma solução de 
MEA (monoetanolamina), gerando-se uma corrente de hidrogênio de alta pureza. 
 
TRATAMENTO DE ÁGUA ACRES 
Chamadas equivocadamente de águas ácidas, águas acres são as correntes aquosas 
que tiveram contato íntimo com as correntes de processo. Não podendo ser 
descartadas no ambiente, devem ser tratadas para remoção de seus principais 
contaminantes, dentre os quais se destacam os gases sulfídrico (H
2
S) e amoníaco 
(NH
3
). Também são encontrados, dentre outros, o CO
2
, fenóis, cloretos, metais e 
outras substâncias nocivas. Não devem ser confundidas com as águas oleosas, que 
sofrem tratamento à parte. 
Basicamente, o processo consiste na retificação dessas águas com vapor d’água, em 
uma ou duas torres. O H
2
S separado é enviado para uma Unidade de Recuperação de 
Enxofre (URE) e o NH
3 
para conversão a N
2 
ou queima em incineradores. A água 
retificada é reaproveitada nos processos como água de lavagem. 
 
 
TRATAMENTO COM AMINAS (MEA, DEA) 
As aminas são compostos orgânicos de característica básica, sendo úteis para absorção 
de gases ácidos contaminantes de algum produto. O gás de síntese efluente da 
reforma com vapor já foi mencionado acima e é separado do CO2 pela absorção com 
uma solução aquosa de monoetanolamina (MEA). Gases ácidos oriundos de outros 
processos são normalmente tratados com dietanolamina (DEA). 
 
 
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Nestes processos, a solução de amina passa em contracorrente com o produto a ser 
tratado (numa torre extratora ou absorvedora, dependendo da fase deste), a baixas 
temperaturas e pressões relativamente altas. A seguir, a amina rica é retificada em 
condições opostas (temperatura mais alta e pressão baixa), liberando o gás ácido e 
regenerando a amina, que passa a se chamar amina pobre e reinicia outro ciclo de 
tratamento.