Processamento de Petróleo e Gás

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sÉRIE PETRÓLEO E GÁs
Processamento 
do Petróleo e 
gás
sÉRIE PETRÓLEO E GÁs
Processamento 
do Petróleo e 
gás
CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNI
Robson Braga de Andrade
Presidente
DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA – DIRET
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor de Educação e Tecnologia
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI
Conselho Nacional
Robson Braga de Andrade
Presidente
SENAI – Departamento Nacional
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor Geral 
Gustavo Leal Sales Filho
Diretor de Operações
Processamento 
do Petróleo e 
gás
sÉRIE PETRÓLEO E GÁs
© 2014. SENAI – Departamento Nacional
© 2014. SENAI – Departamento Regional do Rio de Janeiro
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SENAI – Departamento Nacional
Unidade de Educação Profissional e Tecnológica – UNIEP
SENAI – Departamento Regional do Rio de Janeiro
Núcleo de Educação a Distância – NUCED
Ficha catalográFica
Catalogação-na-Publicação (CIP) – Brasil 
Biblioteca Artes Gráficas – SENAI-RJ
SENAI/DN.
Processamento do petróleo e gás / SENAI/DN [e] SENAI/RJ. – Brasília : 
SENAI/DN, 2014.
132 p. : il. ; 29,7 cm. – (Série Petróleo e Gás).
ISBN 978-85-7519-729-5
1. Indústria petroquímica. 2. Petróleo. I. SENAI/RJ. II. Serviço Nacional de 
Aprendizagem Industrial. III. Título. IV. Série.
CDD: 665.5
 S491p
Sede
Setor Bancário Norte • Quadra 1 • Bloco C • Edifício Roberto 
Simonsen • 70040-903 • Brasília – DF • Tel.: (0xx61) 3317-9001
Fax: (0xx61) 3317-9190 • http://www.senai.br
SENAI
Serviço Nacional de 
Aprendizagem Industrial
Departamento Nacional
Lista de ilustrações
Figura 1 – Plataforma em operação no Campo de Marlim – Bacia de Campos ..........................................13
Figura 2 – Sistema petrolífero .......................................................................................................................................17
Figura 3 – Bacia de Campos: histórico e previsão de produção e injeção. ...................................................18
Figura 4 – Unidade de destilação da Refinaria de Paulínia – REPLAN ............................................................19
Figura 5 – Exemplo de um separador eletrostático ..............................................................................................20
Figura 6 – Mecanismo de coalescência das gotas d’água dispersas no óleo ..............................................20
Figura 7 – Ilustração mostrando o comportamento das gotas
d’água dispersas no óleo submetido a um campo elétrico ..........................................................21
Figura 8 – Esquema de refino........................................................................................................................................27
Figura 9 – Exemplos de hidrocarbonetos .................................................................................................................29
Figura 10 – Classificação do petróleo.........................................................................................................................30
Figura 11 – Curva de destilação do petróleo ...........................................................................................................31
Figura 12 – Tipos de vaporização de uma mistura líquida .................................................................................35
Figura 13 – Torre de destilação a vácuo ....................................................................................................................37
Figura 14 – Destilação a vácuo para produção de lubrificantes .......................................................................38
Figura 15 – Torre debutanizadora ou estabilizadora ............................................................................................39
Figura 16 – Torre extratora .............................................................................................................................................40
Figura 17 – Torre retificadora de solvente ................................................................................................................41
Figura 18 – Desasfaltação a propano .........................................................................................................................42
Figura 19 – Furfural e fenol ............................................................................................................................................43
Figura 20 – Sistema de extração ..................................................................................................................................43
Figura 21 – Sistemas de recuperação .........................................................................................................................43
Figura 22 – Fluxograma do processo de desparafinação ...................................................................................44
Figura 23 – Fluxograma típico de refinaria de petróleo ......................................................................................46
Figura 24 – Torre de fracionamento do petróleo ...................................................................................................47
Figura 25 – Exemplo de uma refinaria e seus derivados .....................................................................................48
Figura 26 – Unidades da uma refinaria ......................................................................................................................49
Figura 27 – Exemplo de uma torre de destilação ..................................................................................................50
Figura 28 – Processo de craqueamento térmico....................................................................................................50
Figura 29 – Craqueamento catalítico .........................................................................................................................52
Figura 30 – Hidrocraqueamento ..................................................................................................................................54
Figura 31 – Hidrocraqueamento catalítico brando ...............................................................................................55
Figura 32 – Processo de reforma catalítica ...............................................................................................................56
Figura 33 – Unidade de reformação catalítica ........................................................................................................57
Figura 34 – Processo de viscorredução .....................................................................................................................58
Figura 35 – Processo de alquilação catalítica ..........................................................................................................60
Figura 36 – Processo de coqueamento retardado ................................................................................................61
Figura 37 – Reações do tratamento cáustico ..........................................................................................................64
Figura 38 – Tratamento Merox ......................................................................................................................................65
Figura 39 – Processo de tratamento DEA/MEA ......................................................................................................65
Figura 40 – Descrição detalhada do processode tratamento DEA/MEA .....................................................66
Figura 41 – Processo de hidrotratamento ................................................................................................................68
Figura 42 – Enxofre ...........................................................................................................................................................70
Figura 43 – Fluxograma do processo de recuperação de enxofre – Processo Claus .................................71
Figura 44 – Unidade de geração de vapor ...............................................................................................................72
Figura 45 – Importância da água .................................................................................................................................73
Figura 46 – Uso do indicador universal de pH ........................................................................................................75
Figura 47 – Esquema de tratamento de água .........................................................................................................77
Figura 48 – Tratamento externo de água..................................................................................................................77
Figura 49 – Tratamento de água de reinjeção ........................................................................................................80
Figura 50 – Fluxo líquido/vapor ...................................................................................................................................82
Figura 51 – Torre disposta de pratos com borbulhadores ..................................................................................82
Figura 52 – Torre disposta de pratos com válvulas ...............................................................................................83
Figura 53 – Elementos dos recheios randômicos ..................................................................................................83
Figura 54 – Torre de destilação atmosférica ............................................................................................................84
Figura 55 – Tipos de materiais refratários .................................................................................................................87
Figura 56 – Base em tijolo refratário ...........................................................................................................................87
Figura 57 – Tipos de forno quanto à finalidade ......................................................................................................88
Figura 58 – Forno horizontal .........................................................................................................................................89
Figura 59 – Forno vertical ...............................................................................................................................................89
Figura 60 – Forno misto ..................................................................................................................................................90
Figura 61 – Classificação dos trocadores de calor .................................................................................................91
Figura 62 – Tipos de fluxos ............................................................................................................................................92
Figura 63 – Trocador de calor cascos e tubos ..........................................................................................................93
Figura 64 – Trocador bitubular .....................................................................................................................................93
Figura 65 – Trocador de placa .......................................................................................................................................94
Figura 66 – Resfriadores ..................................................................................................................................................94
Figura 67 – Simbologia conforme Norma ABNT (NBR 8190) .......................................................................... 101
Figura 68 – Identificação dos instrumentos ......................................................................................................... 102
Figura 69 – Simbologia geral em instrumentação ............................................................................................. 103
Figura 70 – Simbologia de válvulas de controle ................................................................................................. 103
Figura 71 – Abastecimento com gasolina ............................................................................................................. 104
Figura 72 – Tipos de gasolina ..................................................................................................................................... 105
Figura 73 – GLP................................................................................................................................................................ 106
Figura 74 – Na frota de ônibus, a utilização do diesel ....................................................................................... 107
Figura 75 – Classificação do óleo diesel ................................................................................................................. 107
Figura 76 – Nas estradas, a presença do asfalto .................................................................................................. 108
Figura 77 – O querosene é também utilizado em tarefas domésticas ........................................................ 108
Figura 78 – Triângulo do fogo .................................................................................................................................... 111
Figura 79 – Sinalização de inflamável ..................................................................................................................... 114
Figura 80 – Ponto de fulgor ........................................................................................................................................ 117
Figura 81 – Queimador ................................................................................................................................................. 121
Figura 82 – Tipos de combustíveis para queimadores ...................................................................................... 122
Figura 83 – Tipos de pulverização ............................................................................................................................ 122
1. Introdução .......................................................................................................................................................................13
2. Processamento primário ............................................................................................................................................17
2.1 Tratamento do óleo ....................................................................................................................................18
3. Refino ................................................................................................................................................................................27
3.1 Esquemas de refino ....................................................................................................................................27
3.1.1 Introdução ...................................................................................................................................27
3.1.2 Caracterização do petróleo ...................................................................................................28
3.2 Processos de separação............................................................................................................................33
3.2.1 Introdução ...................................................................................................................................33
3.2.2 Destilação ....................................................................................................................................34
3.2.3 Estabilização de naftas ............................................................................................................39
3.2.4 Extração de aromáticos ..........................................................................................................40
3.2.5 Desasfaltação a propano ........................................................................................................41
3.2.6 Desaromatização a furfural ...................................................................................................42
3.2.7 Desparafinação a solvente .....................................................................................................44
3.2.8 Desoleificação a solvente .......................................................................................................45
3.2.9 Adsorção de n-parafinas .........................................................................................................45
3.3 Processos de conversão ............................................................................................................................45
3.3.1 Introdução ...................................................................................................................................45
3.3.2 Craqueamento térmico...........................................................................................................49
3.3.3 Craqueamento catalítico ........................................................................................................52
3.3.4 Hidrocraqueamento ................................................................................................................54
3.3.5 Reformação catalítica ..............................................................................................................56
3.3.6 Viscorredução .............................................................................................................................58
3.3.7 Alquilação catalítica .................................................................................................................59
3.3.8 Coqueamento retardado .......................................................................................................60
3.4 Processos de tratamento ..........................................................................................................................62
3.4.1 Introdução ...................................................................................................................................62
3.4.2 Dessalgação eletrostática ......................................................................................................63
3.4.3 Tratamento cáustico ................................................................................................................63
 sumário
3.4.4 Tratamento Merox ....................................................................................................................64
3.4.5 Tratamento DEA/MEA ..............................................................................................................65
3.4.6 Hidrotratamento .......................................................................................................................67
3.5 Processos auxiliares ....................................................................................................................................69
3.5.1 Introdução ...................................................................................................................................69
3.5.2 Geração de hidrogênio ...........................................................................................................69
3.5.3 Recuperação de enxofre .........................................................................................................70
3.5.4 Geração de vapor e de energia ............................................................................................72
3.5.5 Tratamento de água .................................................................................................................73
3.6 Máquinas e equipamentos utilizados em esquemas de refino ..................................................81
3.6.1 Torres de fracionamento ........................................................................................................82
3.6.2 Fornos............................................................................................................................................86
3.6.3 Trocadores de calor ..................................................................................................................90
3.6.4 Instrumentos de medição e controle ................................................................................95
3.7 Principais derivados produzidos nas refinarias ............................................................................. 104
4. Combustão ................................................................................................................................................................... 111
4.1 Introdução .................................................................................................................................................. 111
4.2 Composição dos combustíveis ............................................................................................................ 112
4.3 Caracterização ........................................................................................................................................... 115
4.3.1 Poder calorífico ...................................................................................................................... 115
4.3.2 Ponto de fulgor ....................................................................................................................... 117
4.3.3 Limite de inflamabilidade ................................................................................................... 118
4.3.4 Ponto de ignição ou temperatura de autoignição ..................................................... 118
4.3.5 Ponto de fluidez ..................................................................................................................... 118
4.3.6 Viscosidade ............................................................................................................................... 118
4.4 Estequiometria .......................................................................................................................................... 119
4.5 Queimadores ............................................................................................................................................. 121
4.6 Normas e legislação ................................................................................................................................. 123
Referências ........................................................................................................................................................................ 127
Introdução
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Figura 1 – Plataforma em operação no Campo de Marlim – Bacia de Campos
1
Estamos rodeados de produtos e derivados oriundos do petróleo, mas como pode um flui-
do conhecido como ouro negro dar origem a mais de 300 produtos, muitos deles matéria-pri-
ma para fabricação de tantos outros? A resposta para essa pergunta é o que estudaremos nesse 
livro: Processamento do Petróleo e Gás.Como esse fluido tão valioso se transforma em produtos 
tão diferentes, como o gás que utilizamos em nosso fogão, a gasolina que utilizamos em nossos 
veículos ou mesmo o asfalto presente nas ruas e estradas onde passamos.
Veremos o que é levado em consideração na hora da obtenção de produtos, assim como quais 
são os processos existentes para a obtenção de cada um deles, quais os mais rentáveis, os mais efi-
cientes, ou mesmo quais os mais comuns presentes nas refinarias existentes ao redor do mundo.
No capítulo 1, a abordagem apresentará o processamento do petróleo antes mesmo de sua 
chegada à refinaria, a relação do óleo e a água nos processos de emulsão, assim como a retira-
da de metais.
Processamento do Petróleo e gás14
O capítulo 2 é direcionado para os tratamentos químicos, físicos e auxiliares 
para nossa compreensão de situações como a do óleo diesel que, como produto 
final, precisa estar dentro de parâmetros permitidos pela legislação. Máquinas e 
equipamentos são abordados dando ênfase às variáveis de processo e suas formas 
de controle em torres de destilação, craqueamento e demais aqui abordados.
O capítulo 3 está especialmente voltado na caracterização dos combustíveis e su-
as formas de controle como poder calorífico, índice wobbe, ponto de fulgor, limite de 
inflamabilidade e outros parâmetros de acordo com normas da ABNT (Associação 
Brasileira de Normas Técnicas), e parâmetros exigidos pela ANP (Agência Nacional de 
Petróleo) com o objetivo de controle da qualidade e caracterização para seu uso.
Tudo isso fará parte de nossos estudos. O processamento e refino de hidrocar-
bonetos, como se realiza, quais equipamentos são utilizados e quais produtos e 
derivados podem ser obtidos. Segue a matriz curricular do curso para facilitar seu 
entendimento sobre o percurso que terá que realizar. 
Processamento do Petróleo e Gás
COMPONENTES CURRICULARES CARGA HORáRIA
Módulo Básico
Módulo 
Específico 
Profissional 
(1ª Etapa)
Módulo 
Específico 
Profissional 
(2ª Etapa)
CARGA HORáRIA TOTAL: TéCNICO EM PETRóLEO E GáS: 1.200H
Fundamentos Técnicos e Científicos de Petróleo e Gás
Comunicação e Informática – 32h
Fundamentos da Indústria de Petróleo e Gás – 60h
QSMS – Qualidade, Saúde, Meio Ambiente e 
Segurança Aplicados a Petróleo e Gás – 24h
Metrologia e Instrumentação Aplicadas a Petróleo e Gás – 80h
Química Aplicada a Petróleo e Gás – 80h
Física e Matemática Aplicadas a Petróleo e Gás – 80h
Operação de Sistema Produtivo na Cadeia de Petróleo e Gás
Exploração Onshore e Offshore – 160h
Tecnologias do Sistema Produtivo Onshore e Offshore – 160h
Processamento do Petróleo e Gás – 100h
Logística e Manutenção da Cadeia de Petróleo e Gás – 64h
Planejamento e Atividade na Cadeia de Petróleo e Gás
Gestão de Pessoas – 40h
Gestão da Produção – 80h
Controle da Qualidade de Insumos, Produtos e Processos 
na Cadeia de Petróleo e Gás
Ensaios Analíticos na Cadeia de Petróleo e Gás – 80h
Avaliação de Desempenho de Insumos, 
Produtos e Processos – 60h
Manutenção em Sistemas Produtivos na 
Cadeia de Petróleo e Gás
Manutenção Industrial – 100h
356h
484h
360h
15
Anotações:
1 Introdução
No interior do reservatório as fases água, óleo e gás encontram-se separadas. A emulsão é 
formada pela agitação, com quebra da tensão superficial da água, causada no processo de eleva-
ção e pela despressurização. No início da produção de um reservatório, o percentual de água no 
petróleo produzido é normalmente zero ou próximo disso. Com a continuidade da produção, 
normalmente este percentual tende a aumentar para 50%, podendo se aproximar a 100% à me-
dida que o poço chega ao fim de sua vida produtiva (Figura 2). 
Processamento primário
2
Figura 2 – Sistema petrolífero
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Quando a produção de petróleo é acompanhada de elevados percentuais 
de água e sedimentos (BSW – Basement Sediment Water) denominamos 
este campo de maduro. 
VOCÊ
SABIA?
A água presente nos fluidos produzidos pode ter duas origens:
Proveniente do próprio reservatório (água de formação).
�Introduzida no reservatório na utilização do processo de recuperação secundária (injeção 
de água ou vapor).
18 Processamento do Petróleo e gás
2.1 TRaTamEnTO dO ÓLEO
O tratamento das emulsões água-óleo nas indústrias do petróleo é um dos pro-
blemas do processamento encontrados tanto em sistema de produção como em 
refinarias (Figura 3). 
Em sistema de produção, em que a emulsão é gerada, ou em refinarias onde 
esta emulsão é criada devido ao processo, os fatores econômicos forçam para que 
se criem mecanismos de eliminação dessas emulsões, consequentemente levan-
do a uma maximização da separação óleo-água.
Figura 3 – Bacia de Campos: histórico e previsão de produção e injeção
A remoção de água e sais no petróleo se torna 
necessária pelos seguintes motivos:
�Aumentam os problemas de corrosão.
�Incrustações em oleodutos, tanques e equipamentos de processo.
�Perda de produção.
�Altos custos de manutenção.
�Transporte de grandes volumes de água.
�Aumento do custo de projeto de oleodutos e bombas de transferência.
�Grandes volumes de água ocupando espaços em oleodutos, tanques 
de navios e tanques de estocagem.
�Problemas nas baterias de aquecimento, fornos e torre de destilação 
atmosférica.
4.000.000
2.000.000
3.000.000
1.000.000
3.500.000
1.500.000
2.500.000
500.000
1977 20171997 20371987 20272007 2047
0
 Produção de água
 Produção de óleo
 Injeção de água
In
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2 Processamento Primário 19
A composição e a concentração dos sais dissolvidos na água de formação va-
riam enormemente de campo para campo. No entanto, os sais mais comumente 
encontrados são os sais de sódio, magnésio e cálcio, especialmente sob a forma 
de cloretos e em menor intensidade como sulfatos.
Os cloretos são os principais elementos causadores de corrosão que constituem 
a água de formação. O seu efeito corrosivo está associado a sua dissociação quan-
do em solução aquosa e submetidos a altas temperaturas, formando compostos 
oxidantes que, quando condensados e absorvidos na fase aquosa, promovem rá-
pida corrosão nos equipamentos, tubulações e torres das refinarias.
 A corrosão provocada pelos cloretos está, principalmente, associada à disso-
ciação do cloreto de magnésio e em menor escala do cloreto de cálcio.
 O cloreto de sódio, praticamente, não sofre dissociação nas condições de ope-
ração das refinarias. Além da temperatura, a presença de ácidos orgânicos e gás 
sulfídrico podem colaborar consideravelmente para a corrosão ácida dos equipa-
mentos, principalmente no topo das torres de destilação (Figura 4).
As emulsões de petróleo normalmente contêm em sua interface óleo-água, 
compostos organometálicos constituídos por hidrocarbonetos ligados a metais 
tais como: 
Vanádio 
Níquel 
Cobre
Ferro
Figura 4 – Unidade de destilação da Refinaria de Paulínia – REPLAN
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20 Processamento do Petróleo e gás
O processo de tratamento eletrostático também pode ser utilizado para pro-
mover uma sensível redução na concentração de arsênio e ferro (Figura 5).
O processo de separação eletrostática aplica-se à separação de um líquido con-
dutor disperso em um meio não condutor. No caso específico da emulsão óleo-
-água, o líquido condutor é a água e o meio não condutor é o óleo. Para que haja 
um processo de separação desta emulsão, é necessária a ruptura do filme que cir-
cula as gotículas de água dispersas no óleo e colisão, de tais gotículas, formando 
gotas maiores progressivamente até que se atinja um tamanho suficiente para 
ocorrer a segregação gravitacional, como mostrado nas Figuras 6 e 7.
Neste processo, deverão ser promovidos os seguintes mecanismos básicos:
Sedimentação ou desestabilização
Floculação
Coalescência
Figura 5 – Exemplo de um separador eletrostático
Figura 6 – Mecanismo de coalescência das gotas d’água dispersas no óleo
Saídade água
Saída 
de água
Entrada 
do petróleo
Entrada 
do óleo
Reator Transformador
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Floculação Rompimento do 
filme circulante
Agrupamento 
entre as gotas
Aumento do 
tamanho da gota
2 Processamento Primário 21
Uma emulsão é desestabilizada adicionando-se calor e/ou produtos químicos 
de ação desemulsificante, promovendo a quebra ou o enfraquecimento do filme 
que circunda as gotículas de água.
O princípio da aplicação de um campo elétrico em uma emulsão água-óleo tan-
to de uma Unidade de Produção como de uma refinaria é essencialmente o mes-
mo. As forças que atuam sobre as gotículas de uma emulsão quando submetidas 
à ação de um campo elétrico são:
Forças viscosas
Forças gravitacionais
Forças eletrostáticas
Forças tipo dipolo-dipolo
Quando um campo elétrico é aplicado sobre uma emulsão de água em óleo, as 
gotículas de água se polarizam e tendem a passar da forma esférica para a forma 
elíptica com o aumento do gradiente do campo elétrico.
Uma vez polarizadas, as gotículas tenderão a alinhar-se com as linhas de força 
do campo elétrico e surgirão então as interações dipolo-dipolo entre as gotículas. 
O uso do tratamento eletrostático apresenta limitações. Comumente, o processo 
eletrostático não consegue resolver uma emulsão sem o auxílio de calor e de um 
produto desemulsificante. 
Figura 7 – Ilustração mostrando o comportamento das gotas 
d’água dispersas no óleo submetido a um campo elétrico
In
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Floculação Coalescência
22 Processamento do Petróleo e gás
É na sedimentação onde ocorre a separação das fases através do aumento do 
volume das gotas de água e consequentemente do campo gravitacional. A velo-
cidade de sedimentação de uma gota pode ser calculada pela equação de Stokes:
(pa – po) . d2g
18 . ηovg =
. g
Em que:
vg – Velocidade de sedimentação da gota (cm/s)
pa – Massa específica da água (g/cm³)
po – Massa específica do óleo (g/cm³)
ηo – Viscosidade absoluta do óleo (g/cm.s)
dg – Diâmetro da gota (cm)
 g – Aceleração da gravidade (cm/s²)
Com relação a esta equação podemos considerar:
1. Quanto menor a diferença entre as massas específicas das fases (pa – po), me-
nor é a velocidade de sedimentação da gota de água. (As emulsões com petró-
leos mais leves são mais fáceis de serem tratadas por segregação gravitacional). 
2. Quanto menor a viscosidade da fase externa (ηo), maior é a velocidade de se-
dimentação das gotas de água. Normalmente, os petróleos mais leves exibem 
menor viscosidade, apresentando menor dificuldade em separar água. Como 
o aumento da temperatura promove a redução da viscosidade do óleo, os pe-
tróleos pesados requerem o uso de maiores temperaturas no processo.
3. Quanto maior o diâmetro da gota de água (dg), maior é sua velocidade de 
sedimentação. No entanto, deve-se evitar que as emulsões sejam submeti-
das a intensas taxas de cisalhamento. A preferência dos métodos de eleva-
ção que atribuam menores taxas de cisalhamento é de extrema importância 
para a separação da água no petróleo.
4. Quanto maior a intensidade do campo gravitacional, maior será a velocida-
de de segregação das gotas de água.
Um volume de água muito grande na entrada do tratador 
pode levar a um curto nas placas eletrostáticas. Para evitar 
isto, a adição de desemulsificante, a maior quantidade possí-
vel na entrada do separador e a aplicação de um tempo de 
residência adequado no separador de produção são funda-
mentais para evitar estes problemas.
FIque
AlertA
2 Processamento Primário 23
A estabilidade de uma emulsão de petróleo depende muito da natureza e da 
quantidade de emulsificantes naturais existentes no petróleo. Pois, quanto maior 
a quantidade de emulsificantes naturais, mais estáveis serão as emulsões, assim, 
maiores quantidades desses emulsificantes irão se concentrar nas gotas de água, 
dificultando sua remoção. O envelhecimento da emulsão é outro fator que contri-
bui com a estabilidade da emulsão. 
Quanto maior o tempo de permanência da emulsão, mais emulsificantes natu-
rais irão se assentar na interface, fazendo com que o filme circulante seja mais re-
sistente e consequentemente mais estável a emulsão. Os petróleos que apresen-
tam maiores °API (Óleos leves) apresentam menores quantidades de emulsifican-
tes naturais. 
O desemulsificante é um produto químico que desloca os emulsificantes natu-
rais das gotas d’água, desestabilizando a emulsão, permitindo a ocorrência da co-
alescência das gotas em gotas de maior volume e peso, e consequentemente a co-
alescência. E finalmente ocorre a sedimentação, separando as fases água e óleo por 
segregação gravitacional. Cada petróleo requer o uso de uma formulação peculiar 
de desemulsificante que é escolhida pelo fabricante junto à unidade de produção. 
O modelo proposto por Stokes não considera as interações físico-químicas en-
volvidas e o fenômeno de coalescência que altera o volume das gotas de água.
George Gabriel Stokes foi um matemático e físico que se 
caracterizou pelas suas contribuições na dinâmica de fluidos 
(Teorema de Stokes).
Stokes nasceu em 13 de agosto de 1819 em Skreen, Condado 
de Sligo, na Irlanda e faleceu em 01 de Fevereiro de 1903).
Fonte: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/566981/
Sir-George-Gabriel-Stokes-1st-Baronet
SAIBA 
mAIS
Para que uma emulsão seja homogênea e apresente uma 
maior eficiência, o ponto de injeção deve ser localizado o 
mais afastado possível da planta de processamento primário.
FIque
AlertA
In
-F
ól
io
/P
au
la
 M
ou
ra
O ponto de injeção de desemulsificante é de muita 
importância para sua atuação eficaz. Comumente a 
injeção de desemulsificante é realizada em linha, 
numa região de fluxo turbulento em quantidade 
relacionada ao sistema de tratamento, promovendo 
uma perfeita mistura na emulsão.
24 Processamento do Petróleo e gás
No interior do reservatório, as fases água, óleo e gás encontram-se nos poros 
da rocha-reservatório separadamente, formando interfases. A mistura destas 
fases é causada devido ao processo de explotação, promovida pela despres-
surização e turbulências em equipamentos tubulares e válvulas. Vimos tam-
bém que a água sem tratamento é uma grande inimiga dos equipamentos e 
das tubulações, tanto no processo de produção quanto nas refinarias. Os me-
canismos utilizados no processo de remoção da água produzida estão asso-
ciados a um campo gravitacional, promovido pelo auxilio de temperaturas, 
campo elétrico e produtos químico.
reCApItulAndO
 A prática de injetar o desemulsificante no interior do poço está sendo usada 
nos novos projetos de óleos pesados, pois melhora a ação de desestabilização das 
emulsões ao impedir que os emulsificantes naturais migrem para a interface das 
gotas de água geradas durante o escoamento do petróleo. (Fonte – Petrobras)
25
Anotações:
2 Processamento Primário
3.1 EsquEmas dE REfInO
3.1.1 InTROduçãO
O processamento do petróleo nas refinarias tem como objetivo, transformar o óleo bruto em 
produtos e derivados, buscando sempre obter a maior quantidade de produtos que contenham 
maior valor, gastando-se o mínimo de recursos para essa obtenção. Isso também não pode ser co-
locado como uma regra, pois existem mais fatores que influenciam na decisão de quais derivados 
serão obtidos, um deles é a demanda do mercado consumidor por algum tipo de produto, outro é 
o próprio esquema de refino e as unidades de processamento presentes naquela refinaria (Figura 8).
Quando uma refinaria é projetada, o projeto é feito visando a um tipo de óleo bruto que será 
processado, assim como os tipos de produtos e derivados a serem obtidos. Assim, o esquema de 
refino é montado, interligando as unidades de processamento, unidades de tratamento, tanques 
e demais equipamentos necessários ao processo. Devido a isso, não existem duas refinarias com 
a mesma planta de processos. Para adequação do tipo de óleo que cada refinaria deve receber, é 
feita muitas vezes umamistura de óleos crus para adequação da carga inicial indicada para ela.
Refino
3
Figura 8 – Esquema de refino
In
-F
ól
io
/C
ris
 M
ar
ce
la
28 Processamento do Petróleo e gás
3.1.2 CaRaCTERIzaçãO dO PETRÓLEO
O grau API do óleo e sua composição química são fatores muito importantes 
para o refino. Pois de acordo com a composição do óleo, ele é mais indicado para 
a obtenção de tipos e quantidades de produtos finais diferentes.
Basicamente qualquer tipo de óleo pode gerar qualquer tipo de produto, mas 
nem sempre o gasto necessário e a quantidade de unidades de processamento e 
equipamentos envolvidos para a obtenção dos produtos requeridos torna o pro-
cesso economicamente viável. Isso faz com que toda refinaria, embora projetada 
para operar de uma determinada maneira, possua um pequeno grau de flexibili-
dade na obtenção de produtos, até mesmo porque, ao longo do tempo, pode ser 
que mudem alguns fatores que influenciam no refino, como demanda do merca-
do por certo produto ou técnicas mais modernas de refino.
Mesmo que um país produza mais petróleo do que conso-
me, ainda pode haver a necessidade de continuar impor-
tando petróleo de outros países, com qualidades mais 
adequadas ao seu parque de refinarias. Assim como, 
de continuar exportando excesso de petróleo com 
características não interessantes para o processamento.
O tipo e a quantidade de produtos obtidos com determi-
nado tipo de óleo também regulam esse parâmetro de 
importação e exportação.
VOCÊ
SABIA?
São várias as classificações criadas para definir o tipo de petróleo, quase sem-
pre levando em consideração suas características físico-químicas. Isso porquê as 
características do óleo que interessam aos geólogos são diferentes das caracterís-
ticas que interessam aos refinadores, assim sendo também para outros grupos. 
Uma das classificações mais utilizadas é pela quantidade de hidrocarbonetos sa-
turados, hidrocarbonetos aromáticos, e a quantidade de resinas e asfaltenos pre-
sentes no tipo de óleo analisado. Outras levam em consideração o grau API, a vis-
cosidade cinemática, teor de enxofre presente etc. 
Classificações mais usuais do petróleo
Quanto aos hidrocarbonetos constituintes predominantes, o petróleo pode ser 
classificado em parafínicos, parafínicos-naftênicos, naftênicos, aromáticos inter-
mediários, aromáticos naftênicos e aromáticos asfálticos. Essa classificação foi cria-
da por Tissot e Welte, que levam em consideração os cortes de hidrocarbonetos 
constituintes a uma temperatura de 210°C. 
Para a criação das classes, eles utilizaram uma variedade de mais de 500 tipos 
de óleo e também levaram em consideração o teor de enxofre presente.
3 REFINO 29
Classificação dos petróleos de acordo com Tissot e Welte
TIPO DE PETRóLEO CONCENTRAÇÃO NO PETRóLEO 
(>10ºC)
TEOR DE ENxOFRE 
NO óLEO
Parafínicos S > 50% P > N e P > 40% < 1%
Parafínicos-naftênicos AA < 50% P ≤ 40% e N ≤ 40%
Naftênicos N > P e N > 40%
Aromáticos intermediários S ≤ 50% P > 10% > 1%
Aromáticos asfáticos AA ≥ 50% P ≤ 10% e N ≤ 25%
Aromáticos naftênicos P ≤ 10% e N ≥ 25% Geralmente <1%
S = Saturados P = parafinas N = naftênicos AA = aromáticos + resinas + asfaltenos
AROMáTICOS NAFTêNICOS OU CICLOALCANOS
H H
H H
H C C H
H H H
H H H
H C C C H
H H H
H
H
H
H C C C H
H C H
H H H H
H H H H
H C C C C H
H
H C H
H H H H
H H H
H C C C C H
H H HH H
H H HH H
H C C C C C H
H
H
H C H
C
CH H
H H
H H
H H
H
H
H
H
C C
C C
C
H H
H H
H H
HH
C C
C
H H
C
H
H
HH
HH
C
C
C C
C C
H H
H H
HH
HH
C C
C C
C C C
C C C
Metano
CH4
Etano
C2H6
Propano
C3H8
Butano
C4H10
Pentano
C5H12
Benzeno
C6H6
Naftaleno
C10H8
Ciclopentano
C5H10
Ciclohexano
C6H12
Isobutano
C4H10
Isopentano
C5H12
PARAFíNICOS
Figura 9 – Exemplos de hidrocarbonetos
In
-F
ól
io
/C
ris
 M
ar
ce
la
Fique ligado!
Observe na Figura 9, 
a seguir, alguns 
hidrocarbonetos
�Parafínicos
Aromáticos
�Naftênicos
30 Processamento do Petróleo e gás
Outra classificação bastante utilizada é a do American Petroleum Institute (API) 
que utiliza uma escala baseada na densidade do petróleo em relação à densidade 
da água a uma temperatura de 60° Fahrenheit (°F). Observe que a medida em graus 
API é inversamente relativa à densidade do óleo, ou seja, quanto maior o grau API, 
mais leve será o óleo, como podemos observar na Figura 10.
Densidade inferior a 
870kg/m3 ou API superior 
a 31,1.
Petróleos leves
Densidade entre 
1.000kg/m3 – 920kg/m3 
ou API entre 10,0 – 22,3.
Petróleos pesados
Densidade entre 
920kg/m3 – 870kg/m3 
ou API entre 22,3 – 31,1.
Petróleos médios
Densidade superior 
a 1.000kg/m3 ou API 
inferior a 10,0.
Petróleos extra-pesados
141,5
Densidade específica
ºAPI = – 131,5
Asfalto 11ºAPI
Óleo bruto pesado 18ºAPI
Óleo bruto leve 36ºAPI
Nafta 50ºAPI
Gasolina 60ºAPI
Figura 10 – Classificação do petróleo
Mais um tipo de classificação é o fator de caracterização KUOP, muito utilizada 
pelos refinadores, e leva em consideração o teor de parafinas presentes e o índice 
de viscosidade do óleo. Valores iguais ou superiores a 12,00 indicam a predomi-
nância de parafinas, valores iguais ou inferiores a 10,00 indicam uma quantidade 
maior de aromáticos. Para petróleos naftênicos o índice fica em torno de 11,80. Es-
se índice foi criado pelo Universal Oil Products (UOP).
Em que:
TB – Ponto de ebulição médio molar 
em graus rankine (F + 460)
d – Densidade 60/60ºF
Kuop = TB
d
3
In
-F
ól
io
/C
ris
 M
ar
ce
la
3 REFINO 31
Podemos citar ainda outros tipos de classificações utilizados, são eles:
Curvas de destilação PEV (Ponto de Ebulição Verdadeiro)
Indica o rendimento previsto para os óleos crus, a partir de dados obtidos em 
destilações com condições controladas. São feitas destilações em pressões e tem-
peraturas diferentes, e a partir daí verificadas e analisadas as frações e retiradas 
seus pontos de ebulição. As frações são pesadas e servirão para construção do 
gráfico. Veja a Figura 11.
Figura 11 – Curva de destilação do petróleo
1.000
Temperatura de ebulição ºF
700
800
900
600
Percentual volumétrico acumulado
400
100
500
200
300
10 5030 70 9020 6040 80 100
Fo
nt
e:
 L
eff
te
r. 
19
85
 a
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Sz
kl
o,
 2
00
5
In
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ól
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/C
ris
 M
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ce
la
 C l2 a C4 – (butano e mais leves)
 Gasolina
 Nafta
 Querosene
 Gasóleo
 Resíduo
32 Processamento do Petróleo e gás
Teor de enxofre
Podemos dizer que um petróleo possui um alto teor de enxofre quando ele ul-
trapassa 1% de sua composição. Quanto ao teor de enxofre, os petróleos são ba-
sicamente divididos em doces ou ácidos. Os doces possuem porcentagens de en-
xofres inferiores a 0,5% em sua constituição, acima disso, são considerados ácidos. 
Também é chamado de azedo quando o petróleo tem o teor de enxofre que ultra-
passa 2,5% de sua composição.
Basicamente, o óleo pode seguir para dois processos de refino distintos, um vi-
sando à obtenção de combustíveis e matéria-prima petroquímica, e o outro, visan-
do à produção de lubrificantes e parafinas. Sabemos que são mais lucrativos os de-
rivados mais leves como combustíveis e matéria-prima petroquímica. Algumas re-
finarias são dotadas de uma planta de produção de lubrificantes, não necessaria-
mente sendo toda a refinaria voltada para obtenção desses tipos de produtos.
Na refinaria são realizados diversos processos, os quais podem ser divididos em 
quatro grandes grupos:
Processos de separação ou físicos
Processos de conversão ou químicos
Processos de tratamento
Processos auxiliares
 Processos de refinação
SEPARAÇÃO CONVERSÃO TRATAMENTO PROCESSOS AUxILIARES
Destilação 
automática
Viscorredução Dessalgação 
eletrostática
Geração de hidrogênio
Destilação a 
vácuo
Craqueamento 
térmico
Tratamento 
cáustico
Recuperação 
de enxofre
Estabilização de 
naftas
Coqueamento 
retardado
Tratamento 
Merox
Utilidades
Extração de 
aromáticos
Craqueamento 
catalítico
Tratamento 
Bender
–
Desasfaltaçãoa 
propano
Hidrocraqueamento 
(severo, moderado)
Tratamento 
DEA/MEA
–
Desamoratização 
a furfural
Reformação 
catalítica
Hidrotratamento –
Desparafinação a 
solvente
Isomerização 
catalítica
– –
Desoleificação a 
solvente
Alquilação catalítica – –
Adsorção de 
N-parafinas
Polimerização 
catalítica
– –
In
-F
ól
io
/C
ris
 M
ar
ce
la
3 REFINO 33
Classificação dos processos existentes na refinaria
3.2 PROCEssOs dE sEPaRaçãO
3.2.1 InTROduçãO
São conhecidos por não alterarem a natureza molecular dos compostos, uma vez 
que se misturarmos todos os produtos obtidos, reconstituiremos o composto inicial.
Cabe aqui ressaltar que no refino, obtemos a partir da entrada de um compos-
to em uma unidade de processo, dois ou mais compostos como resultado de saí-
da. Os compostos de entrada são chamados de carga, e os de saída denominados 
produtos. Nem sempre esse produto será já o produto final passível de venda, ele 
será apenas parte de uma mistura para formar a carga para a próxima unidade de 
processo. Todo esse fluxo de fluido, ora líquido, ora gasoso, que circula dentro da 
refinaria é conhecido como corrente.
Podemos classificar os produtos finais em três grandes grupos:
Combustíveis
Gasolina, óleo diesel, gasolina de aviação, gás liquefeito de petróleo (GLP), gás 
combustível, querosene de aviação (QAV) etc.
Não combustíveis
Solventes, graxas, óleos lubrificantes, asfalto etc.
Destinados a indústria petroquímica
Nafta petroquímica, etileno, propileno etc.
FíSICO CONVERSÃO QUíMICA TRATAMENTO AUxILIARES
Destilação do 
petróleo
Craqueamento Dessalgação Geração de 
hidrogênio
Desasfaltação Hidrocraqueamento 
catalítico
Cáustico Tratamento d'água
Desamoratização Reformação Cáustico 
regenerativo
Geração vapor e 
energia
Desparafinação Alquilação catalítica Tratamento Bender Tratamento de 
efluentes
Desoleificação Viscorredução Tratamento DEA/MEA
Recuperação do 
enxofre
Extração de 
aromáticos
Coqueamento 
retardado Hidrotratamento –
Adsorção – – –
In
-F
ól
io
/C
ris
 M
ar
ce
la
34 Processamento do Petróleo e gás
3.2.2 dEsTILaçãO
Destilação atmosférica
Destilação pode ser considerada o processo mais importante da refinaria. Está 
presente em todas elas, e foi praticamente o primeiro a ser usado para refinar o pe-
tróleo. As primeiras refinarias existentes eram praticante destilarias e muitas vezes 
funcionavam com processo em “batelada”, onde não se tinha um fluxo contínuo 
de fluido, e o processo era carregado em partes. 
A destilação baseia-se no princípio da volatilidade e do equilíbrio líquido-va-
por. Dentro de uma mistura de vários componentes com diferentes pontos de ebu-
lição, se aquecermos a mistura, uma substância tende a passar para o estado de 
vapor antes de outra, diz-se então que ela é mais volátil. Observe que a tendência 
é a de substância com moléculas pequenas serem mais voláteis do que substân-
cias com moléculas maiores. Junto a isso, temos também a pressão de vapor que 
é a tendência das moléculas presentes em um líquido passarem para o estado de 
vapor por absorção de energia.
A destilação é o único processo que recebe o óleo cru como carga de entrada. 
Antes da entrada na torre, o petróleo passa pela dessalgadora (ou dessanilizado-
ra) onde são retirados sais, metais e sedimentos ainda presentes no óleo. Esse equi-
pamento será analisado separadamente em um capítulo adiante.
Antes da entrada na torre de destilação, o petróleo é aquecido em fornos com 
temperatura controlada para que atinja em torno de 350 a 400°C, pois caso o pe-
tróleo seja muito aquecido, ocorre a degradação das moléculas, levando à forma-
ção de coque, efeito não desejado no processo, pois leva à obstrução do fluxo de 
fluido, além de pontos de aquecimento desigual no processo.
A primeira torre de destilação faz uma primeira separação básica entre gás e lí-
quido, podendo o processo ser adiabático ou não. Essa primeira torre é conhecida 
como torre de pré-flash ou torre de pré-fracionamento. As frações mais leves são 
retiradas pelo topo (GLP e nafta leve), enquanto o restante sai pela base, servindo 
de carga para a torre de destilação atmosférica. Esse processo é conhecido como 
destilação por expansão brusca ou destilação em um único estágio (Figura 12).
A torre de destilação atmosférica, também conhecida como coluna de destila-
ção, é dividida em seu interior em diversos compartimentos ao longo de seu com-
primento, denominados estágios, eles são separados por dispositivos denomina-
dos bandejas ou pratos, que, além do acúmulo de certa quantidade de líquido, 
também permitem a passagem do vapor. O líquido acumula-se na bandeja, até 
que ocorre o seu derramamento para o estágio inferior, vertendo-se geralmente 
por uma chapa lateral ou tubos.
3 REFINO 35
Dessalinação e 
pré-aquecimento
Petróleo
Carga para torre 
atmosférica
GLP e nafta 
leve
Pré-flash
In
-F
ól
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/C
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ar
ce
la
Figura 12 – Tipos de vaporização de uma mistura líquida
fLASH ADIABáTICO
fLASH NÃO ADIABáTICO
36 Processamento do Petróleo e gás
Destilação a vácuo
A torre de destilação a vácuo (Figura 13) funciona com mesmo princípio de des-
tilação da torre atmosférica, sendo que nela é aplicada uma queda na pressão in-
terna por meio de bombas de vácuo, o que abaixa o ponto de ebulição das frações, 
facilitando a vaporização. Assim, a temperatura do fundo da torre é mantida a cer-
ca de 350°C como na torre de destilação, evitando assim a desagregação das mo-
léculas e consequentemente a formação de coque. A pressão na zona de flash on-
de entra a carga é de 20 a 100mmHg ( lembrando que 1 atm = 760mmHg ) e no to-
po da torre é de 3 a 25mmHg. O diâmetro da torre de vácuo é muito maior se com-
parado à torre de destilação atmosférica, porque a vazão volumétrica é bem maior.
Dentro da torre de vácuo, é injetado também o vapor superaquecido d’água, 
como na torre de destilação. Observe que nesse processo são utilizados alguns 
equipamentos diferentes da destilação atmosférica, como é o caso dos condensa-
dores barométricos, devido à baixa pressão de trabalho da torre.
O gasóleo leve de vácuo é uma corrente que geralmente é adicionada à corren-
te de gasóleo leve da torre atmosférica, por não servir para a fabricação de lubri-
ficantes (Figura 14).
Algumas refinarias possuem um avançado processo de craqueamento catalíti-
co que pega como carga o resíduo atmosférico da torre de destilação (RAT), dis-
pensando assim a necessidade de ter a torre de destilação a vácuo.
Os produtos obtidos nesse processo 
geralmente são:
Gasóleo leve de vácuo (GOL)
Gasóleo pesado de vácuo (GOP)
Resíduo de vácuo (RV)
 
Caso o objetivo seja a produção de 
lubrificantes, o refino é mais elabo-
rado, produzindo-se além do gasó-
leo leve de vácuo (GOL) mais quatro 
produtos conhecidos como óleos 
destilados e são eles:
Spindle
Neutro leve
Neutro médio
Neutro pesado
3 REFINO 37
Figura 13 – Torre de destilação a vácuo
1
3
2
4
5
6
AR
AR
AR
VA
VA
Petróleo
1 Resíduo atmosférico (RAT)
2 Forno de vácuo
3 Gasóleo leve de vácuo (GOL)
4 Gasóleo pesado de vácuo (GOP)
5 Gasóleo residual ou de circulação (GOR)
6 Resíduo de vácuo (RV)
In
-F
ól
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ce
la
38 Processamento do Petróleo e gás
Figura 14 – Destilação a vácuo para produção de lubrificantes
In
-F
ól
io
/C
ris
 M
ar
ce
la
Gasóleo leve
Spindle
Neutro leve
Neutro médio
Slop cut
Resíduo de vácuo
Forno secundário
Forno primário
Água
Água
Gasóleo
Gasóleo
Gás residual
VA
VA
VA
VA
VA
VA
VA
VA
RAT
Gás residual
Neutro pesado
3 REFINO 39
3.2.3 EsTabILIzaçãO dE nafTas
Para estabilização de nafta, precisamos retirar dela o máximo de GLP (gás lique-
feito de petróleo) possível, a unidade de refino utilizada é uma torre conhecida co-
mo debunatizadora de nafta, e também é chamada de torre estabilizadora de nafta. 
Essa torre serve ainda para enquadrar o produto nafta leve, as especificações neces-
sárias para venda, pois a nafta leve tem incorporada a sua estrutura partedo GLP, mas 
não ultrapassando a pressão de vapor Reid (PVR) acima de 69 KPa (Figura 15).
Quando o objetivo é a maximização da retirada de GLP, ela é chamada de desbu-
tanizadora. Essa escolha geralmente é feita de acordo com a demanda do mercado 
por gasolina ou GLP, sendo um pouco difícil à maximização de GLP em torres que ti-
nham como projeto inicial serem estabilizadoras, visando à maximização de nafta pa-
ra a produção de gasolina. Há casos em que são feitas modificações no projeto e nos 
sistemas de controle da torre para adequação à crescente demanda do mercado por 
GLP. Essa torre trabalha com pressões elevadas, na ordem de 10kg/cm2, para liquefa-
zer os hidrocarbonetos leves de alta volatilidade, e permitir o seu fracionamento.
Cabe ressaltar que além dessa torre que separa GLP da nafta estabilizada, po-
demos ter também torres de fracionamento, onde retiramos além do GLP, dois ti-
pos de nafta, sendo a mais pesada conhecida como intermediária. Dessas torres 
são retiradas as naftas que servem de matéria-prima para a produção de gás en-
canado e para produção de solventes.
Figura 15 – Torre debutanizadora ou estabilizadora
In
-F
ól
io
/C
ris
 M
ar
ce
la
Gás P/FCC ou 
Gás combustível
Água ácida
GLP
Nafta leve 
instabilizada
Nafta leve
Diesel 
leve
Refluxo 
circulante 
inferior
Refluxo 
de topo
AR
AR
40 Processamento do Petróleo e gás
3.2.4 ExTRaçãO dE aROmÁTICOs
Outro processo físico de separação é a extração de aromáticos, que tem co-
mo objetivo a obtenção de aromáticos leves, conhecidos como BTX. Utiliza co-
mo carga as naftas aromáticas provenientes do processo de reforma catalítica. 
A reforma catalítica é um processo químico que veremos mais adiante. Os pro-
dutos provenientes desse processo são o Benzeno, o Tolueno e o Xileno (BTX), 
além de também saírem do processo os aromáticos pesados e os rafinados (com-
postos não aromáticos). 
A unidade trabalha a cerca de 80°C e a uma pressão de 506 a 1.013 KPa. Os aro-
máticos pesados e os rafinados são incorporados ao pool para fabricação de gaso-
lina. Já os BTXs são vendidos para a indústria petroquímica. O processo de extra-
ção é líquido-líquido, formando um extrato que pode utilizar o tetra-etilenoglicol 
(processo TEG) ou o mono-etileno glicol (processo MEG), que será destilado em 
um conjunto de torres, separando o Benzeno, o Tolueno e o Xileno (Figura 16).
Figura 16 – Torre extratora
Se
na
i-R
J
3 REFINO 41
3.2.5 dEsasfaLTaçãO a PROPanO
A torre de desasfaltação a propano utiliza como carga o resíduo de vácuo (RV) 
das torres de destilação e visa à obtenção de um óleo desasfaltado com algumas 
características não possíveis de serem obtidas na torre de destilação a vácuo. A de-
sasfaltação também é um processo de extração líquido-líquido e o solvente utili-
zado é o propano. O óleo desasfaltado tem como característica principal a visco-
sidade bastante alta.
O oléo desasfaltado misturado com o solvente (propano) sai pelo topo da tor-
re, e após passar por uma unidade recuperadora do solvente (que retira o propa-
no) vai para armazenamento. Como produto no fundo da torre temos o Resíduo 
Asfáltico (RASF) com solvente que deve também ser recuperado. Ambos são recu-
perados por aquecimento e vaporização do propano, que é mais leve. Dentro da 
torre, é colocada a carga de RV e Propano, mas também temos o propano injeta-
do na base da torre para fazer o carreamento das frações desejadas. O produto da 
desasfaltação é conhecido como óleo residual e é chamado de óleo de cilindro ou 
óleo básico Brightstocke (Figura 17).
Figura 17 – Torre retificadora de solvente
Se
na
i-R
J
42 Processamento do Petróleo e gás
Figura 18 – Desasfaltação a propano
3.2.6 dEsaROmaTIzaçãO a fuRfuRaL
O processo de desaromatização, ou extração de aromáticos, tem o objetivo de 
melhorar a viscosidade dos produtos, com a retirada dos compostos aromáticos. 
No processo, é melhorada a característica de menor variação da viscosidade con-
forme se varia a temperatura, característica essa de extrema importância para os 
óleos lubrificantes. Peguemos como exemplo um motor que dá partida a frio, a 
temperatura nesse momento não é a mesma quando em pleno funcionamento, 
e a viscosidade do óleo varia de acordo com a temperatura, reduzindo-se a cada 
aumento de temperatura. Busca-se com a desaromatização, uma menor variação 
da viscosidade em condições de variações como essa. Busca-se também nesse 
processo, uma melhor estabilidade a oxidação, conseguida pela redução de com-
postos polares no produto (Figuras 18 e 19).
O processo de desaromatização é bastante parecido com o de desasfaltação, 
onde a carga de entrada é misturada a um solvente, nesse caso o furfural, forman-
do então um extrato de onde vai ser colocado em torre para separação dos dois 
produtos. O solvente depois, também é encaminhado para uma unidade de recupe-
ração para sua retirada, assim como o rafinado. Existe ainda presente no processo 
uma unidade de purificação do solvente, onde é retirada a água que estiver em 
meio ao solvente (Figuras 20 e 21).
Pode ser usado como solvente também o fenol, mas devido às suas caracterís-
ticas de alta toxidade, tem sido substituído gradativamente pelo furfural.
In
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Vapor
Condensado
Vapor
Propano
Propano
Resíduo asfáltico 
+ propano
Propano 
para processo
Água
Acumulador 
de C3 (AP)
RESíDuo DE 
VÁCuo DE 
TANquE
oDES + C3
Acumulador 
de C3 (AP)
M
3 REFINO 43
Figura 19 – Furfural e fenol
Figura 20 – Sistema de extração
C
CC
C
CC
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H
H
H
H
C
o H
HC
HC
C o
C
Furfural Fenol
Figura 21 – Sistemas de recuperação
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Vapor
atm
Poço
SoLução DE RAFiNADo
DESTiLADo/
oDES
SoLução 
DE ExTRATo
Decantador
Furfural
Vapor
Água
RAFiNADo 
PARA 
TANquE
SoLução 
DE 
RAFiNADo
Furfural
Furfural para 
processo
Água para SAo
Vapor
Azeótropo
Vapor
Azeótropo 
do sistema 
de extrato
Furfural para 
processo
atm
Vácuo sistema ext.
44 Processamento do Petróleo e gás
3.2.7 dEsPaRafInaçãO a sOLvEnTE
A desparafinação tem como objetivo a remoção dos compostos parafínicos. 
Esses compostos são conhecidos como n-parafinas e têm como característica um 
alto índice de resistência a fluidez, principalmente em baixas temperaturas, carac-
terística não desejada para um óleo lubrificante, que deve conter um bom índice 
de fluidez, por exemplo, para agir em um motor no momento da partida a frio e 
escoar para todos os pontos necessários (Figura 22).
O processo também é conhecido como desparafinação a MEK-tolueno, devido 
ao tipo de solvente utilizado, que é composto pela mistura de metil-etil-cetona 
(MEK) e tolueno. A metil-etil-cetona na realidade é conhecida como um anti-sol-
vente e deve ter seu uso equilibrado junto com o Tolueno para chegar a um sol-
vente com características de diluir o óleo e precipitar as parafinas, sem dissolvê-las. 
A dissolução das parafinas é indesejada por serem retiradas por um processo de 
filtração, após se cristalizarem. O processo ocorre numa temperatura de –18 a –4°C 
dependendo do tipo de óleo em que é feita a desparafinação. O óleo só é aqueci-
do no começo do processo, ao ser misturado com o solvente, para facilitar a mis-
tura e o equilíbrio entre os dois. É utilizado como carga, o óleo desaromatizado, e 
dependendo do tipo, formam-se cristais diferentes, por isso que são variados a 
temperatura do processo de resfriamento e o método de filtração. Os produtos 
desse processo são o óleo desparafinado e a parafina oleosa. Pode ser utilizado co-
mo solvente também o metil-isobutil-cetona (MIBC).
Figura 22 – Fluxograma do processo de desparafinação
sistema de 
refrigeração 
a propano
Respiradores
solvente
filtro 
rotativo
Parafina oleosa
Tambor de 
acúmulo do filtradoÓleo desparafinado e solvente
Óleo 
desaromatizado vapor
flash a baixa 
temperatura
flash a alta 
temperatura
Retificação
Óleo 
desparafinado
vapor
solventeúmido 
para recuperação
solvente 
seco para 
recuperação
solvente 
seco para 
recuperação
Tambor de 
carga para 
os filtros
In
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3 REFINO 45
3.2.8 dEsOLEIfICaçãO a sOLvEnTE
A desoleificação é praticamente uma extensão da unidade de desparafinação, 
cuja função é a recuperação das parafinas da parafina oleosa. O processo é com-
posto de resfriamento e filtração, sendo similar ao anterior só que com resfriamen-
to mais rápido, de modo a reduzir ainda mais o teor de óleo presente na parafina. 
Como produtos resultantes desse processo, teremos a parafina dura e a parafina 
mole, chamadas assim devido a sua consistência a temperatura ambiente. A tem-
peratura de resfriamento utilizada nesse processo é de aproximadamente 12°C, de 
modo a serem retiradas apenas as parafinas que se solidificam e cristalizam mais 
rápido, elaborando assim uma parafina mais pura. O solvente utilizado continua 
sendo o MEK-tolueno.
3.2.9 adsORçãO dE n-PaRafInas
Esse processo visa à remoção das parafinas lineares com cadeias de 10 a 13 áto-
mos presentes no querosene. O processo visa a dois objetivos de uma só vez, além 
de retirar as parafinas altamente importantes para posterior fabricação de deter-
gentes pela indústria petroquímica, ele também enquadra o querosene dentro das 
especificações necessárias para venda. 
O processo de adsorção é feito pela passagem do produto em fase gasosa por 
uma rede molecular que captura as n-parafinas, saindo pela coluna de destilação 
junto ao solvente. Esse diluente depois sofre um processo de separação além de 
outros processos como retirada de aromáticos e enxofre.
3.3 PROCEssOs dE COnvERsãO
3.3.1 InTROduçãO
Nas refinarias de petróleo, os processos de conversão dizem respeito aos pro-
cessos de geração de novos produtos por meio de processos químicos de quebra, 
reagrupamento ou reestruturação das moléculas de hidrocarbonetos (Figura 23). 
A adsorção de parafinas é um 
processo muito complexo e é 
formado por diversos equipamentos 
e unidades de processo. In
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46 Processamento do Petróleo e gás
Figura 23 – Fluxograma típico de refinaria de petróleo
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3 REFINO 47
Assim, os processos químicos têm como objetivo a transformação de uma fra-
ção (parte) do petróleo em outra(s) ou então alterar significativamente a constitui-
ção molecular de uma dada fração, com o objetivo de melhorar sua qualidade e au-
mentar seu valor. As reações químicas específicas de cada processo, são obtidas pe-
la ação conjunta dos fatores pressão e temperatura aplicados as frações (Figura 24).
Figura 24 – Torre de fracionamento do petróleo
Em boa parte das reações, é frequente a presença de um agente que altera a 
velocidade da reação, este agente chama-se catalisador. Conforme a presença ou 
ausência deste agente, os processos de conversão podem ser classificados em dois 
subgrupos:
1. Catalíticos (com catalisador).
2. Não catalíticos (sem catalisador).
É importante ressaltar duas características dos processos de conversão:
1. Que os produtos resultantes desses processos, caso misturados, não recons-
tituem mais o produto original, isto devido às alterações químicas que são 
processadas.
2. Que os processos de conversão possuem elevada rentabilidade, quando 
transformam frações de baixo valor comercial em outras de maiores valores, 
como é o caso da transformação de gasóleos e resíduos em GLP, naftas, que-
rosenes e diesel.
In
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 M
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Gás 20ºC
Gasolina
querosene
Óleo diesel
Óleo combustível
Óleo lubrificante, 
parafina, asfalto
Petróleo 
bruto
Forno/fornalha
48 Processamento do Petróleo e gás
Assim como os processos de separação, os processos de conversão apresentam 
elevado investimento para suas implantações. Em compensação, alguns proces-
sos apresentam rápido tempo de retorno do capital investido, como é o caso dos 
processos catalíticos (Figura 25):
Craqueamento térmico
Hidrocraqueamento
Hidrocraqueamento brando
Alcoilação
Reformação
Isomerização
Dentre os não catalíticos, podemos citar os processos térmicos tais como:
Viscorredução
Coqueamento retardado
Coqueamento fluido
Figura 25 – Exemplo de uma refinaria e seus derivados
indústrias 
petroquímicas
Recuperação 
aromática
Reformado
Pirólise 
catalítica
GraxasAsfalto
ARMAzENAMENTo
PETRÓLEo 
bRuTo
Combustível 
de avião
betume
Ceras
Combustíveis 
industriais
Gasolina, 
querosene
Lubrificantes
CALDEiRA Extracção 
por 
solventes
Cristalização
Recuperação 
de vaporAlquilaçãoGasolina
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3 REFINO 49
3.3.2 CRaquEamEnTO TÉRmICO
O craqueamento térmico, também conhecido como pirólise, é o processo mais 
antigo dos processos de conversão. Suas primeiras utilizações foram nos Estados 
Unidos no início do século XX, tendo tido uma importância significativa até o iní-
cio dos anos cinquenta, quando acabou ficando obsoleto e foi substituído pelo 
craqueamento catalítico. A Figura 26 representa esquematicamente um processo 
de craqueamento térmico.
O craqueamento é realizado num reator tubular, na forma de serpentina, den-
tro de uma fornalha com aquecimento por fogo direto. As reações de craqueamen-
to ocorrem com pressões e temperaturas elevadas (550 e 600ºC), características 
das próprias reações que são endotérmicas.
 O craqueamento foi a solução encontrada, apesar de todo o esforço inicial fei-
to na coluna atmosférica e na coluna de vácuo, no sentido de produzir os combus-
tíveis brancos, gasolina e diesel sem a quebra das moléculas, as produções desses 
combustíveis só ocorrem na coluna atmosférica, o que é muito pouco para aten-
der o consumo. Assim, para aumentar as produções destes combustíveis só tem 
um jeito, quebrar as moléculas.
Figura 26 – Unidades da uma refinaria
Tratamento 
cáustico
Tratamento 
cáustico
unidade 
de HDT
u-Desasfaltação
u-Coque
u-CC
Reforma catalítica
unidade de 
destilação
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RESíDuoS DE VÁCuo
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50 Processamento do Petróleo e gás
A finalidade do craqueamento é quebrar as moléculas de hidrocarbonetos presen-
tes nas frações de gasóleo de vácuo ou resíduo atmosférico, através do aquecimento 
dessas substâncias na ausência de ar ou oxigênio e utilizando pressão e temperatura 
elevados, formando uma mistura de compostos químicos, com propriedades muito 
semelhantes às do diesel de petróleo. Ou seja, utilizando o craqueamento, é possível a 
transformação das frações mais pesadas do petróleo em outras mais leves (Figura 27).
Uma das consequências do craqueamento das moléculas é a produção de olefinas. 
Não existem olefinas no petróleo, elas são produzidas nas refinarias. A sua presença 
numa fração do petróleo enriquece a qualidade da fração, pois aumenta a sua octana-
gem, o inconveniente é sua tendência a polimerizar. A Figura 28 a seguir representa 
esquematicamente o que ocorre na fornalha do processo de craqueamento térmico.
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Figura 27 – Exemplo de uma torre de destilação
Figura 28 – Processo de craqueamento térmico
GásPetróleo
Retorta
Fornalha
Nafta
Gasolina
querosene
Óleo diesel
Óleo lubrificante
Óleo combustível
Asfalto
Etano, propano, 
butano, GLP ou 
nafta leve para 
fracionadoras
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3 REFINO 51
In
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O objetivo do craqueamento térmico 
principal é obter principalmente 
gasolina e GLP (gás liquefeito de 
petróleo), mas também são obtidos 
outros produtos como:
Gás combustível
Óleo leve (diesel de craqueamento) 
Óleo residual
�Formação de coque
Olefinas são hidrocarbonetos de cadeia aberta, apresentando pelo menos 
uma ligação dupla entre os carbonos. É a denominação dada aos hidrocarbone-
tos alcenos, devido à propriedade que apresenta o eteno, primeiro membro des-
ta série, de reagir com o cloro ou o bromo e produzir líquidos compostos, oleo-
sos e insolúveis na água. A palavra olefina significa “gerador de óleo”. Por isso, as 
frações que contêm olefinas passam pelo processo de hidrogenação para elimi-
nar as duplas ligações.
Hoje o craqueamento térmico é realizado exclusivamente para a produção de 
olefinas ou óleo. As principais olefinas são: etileno, propileno, buteno e butadie-
no. Quase todos com destinação principal para produção de plásticos importan-
tes. A distribuição das olefinas no produto craqueado depende da matéria-pri-
ma usada. O craqueamento do etano produz muito etileno e quantidades me-
nores das outras olefinas. O craqueamento do propano e do butano aumenta a 
produção em favor das olefinas mais pesadas. O craqueamento da nafta leve pro-
duz um conjunto de olefinas com octanagem alta, mas com o inconveniente de 
produzir gomas. Assim, a seleção do material a ser craqueado é determinada pela 
demanda do mercado.
O coque é o principal problema do processo de craqueamento, como o co-
que se forma continuamente e não é removido dos equipamentos da mesma 
forma, o coque vai se acumulando, provocando entupimentos dos canos por de-
posição de carvão. O outro problema é o elevado gradiente térmico nas paredes 
das tubulações. O coqueamento pode ser reduzido pela injeção de vapor na mis-
tura. A exigência de um gradiente de temperatura elevado impõe restrições ao 
diâmetro do tubo que pode ser usado e na seleção do seu material de constru-
ção, aumentando os custos do empreendimento. De qualquer forma, as neces-
sárias paradas de produção para descoqueificação reduzem em muito a eficiên-
cia operacional.
52 Processamento do Petróleo e gás
3.3.3 CRaquEamEnTO CaTaLíTICO
O craqueamento catalítico também é conhecido como FCC (fluid catalytic 
cracking) ou craqueamento catalítico em leito fluidizado, é um processo de gran-
de versatilidade e de elevada rentabilidade no quadro atual do refino, tendo em 
vista todos os produtos que podem ser obtidos, por outro lado, é também uma 
unidade de alto investimento para sua implantação (Figura 29).
Diferente do craqueamento térmico, onde as reações ocorrem devido ao calor 
que é fornecido, no craqueamento catalítico as reações ocorrem devido à presen-
ça do elemento catalisador. 
O craqueamento catalítico é um processo de conversão, que se utiliza da reação 
química entre gasóleo de vácuo (produto proveniente da destilação a vácuo do pe-
tróleo e que seria utilizado como óleo combustível), resíduos e por fim catalisadores 
sólidos, que durante a reação geram um leito fluidizado possibilitando a quebra das 
moléculas dos hidrocarbonetos de cadeias mais longas para cadeias mais curtas.
Figura 29 – Craqueamento catalítico
In
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vapor HCn para 
armazenamento
alimentação/
abastecimento 
de óleo
LCO para 
armazenamento
HCO para 
armazenamento
vapor
Água 
residual
Gases residuais
Gasolina 
desestabilizada
Para caldeira 
de CO
Catalisador
ar
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FV-9 FE-6 FE-9
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M
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FV-12 
FV-10
FV-13
FE-17
FE-21
FE-24
FE-10
FE-22
FE-4
3 REFINO 53
Sua carga é uma mistura de gasóleo de vácuo, resíduos como o óleo desfaltado, 
em menor percentagem (resíduo atmosférico de determinada qualidade segregado 
para este fim) e que ao entrar em contato com catalisadores sólidos, submetidos à con-
dições bastante severas de temperatura e pressão, provoca a quebra das cadeias mo-
leculares ou cracking dando origem a várias outras frações mais leves do petróleo. Por-
tanto, o objetivo do craqueamento é a transformação das frações mais pesadas do pe-
tróleo em outras mais leves. Alguns dos produtos obtidos neste processo são:
Gás combustível
Gás liquefeito
Nafta
Gasóleo leve ou óleo leve ou diesel de craqueamento
Gasóleo pesado de craqueamento, óleo combustível ou óleo decantado
O processo de craqueamento catalítico surgiu um pouco antes da segunda 
grande guerra, tomando um impulso notável com a duração do conflito. Com o 
término da guerra, o craqueamento catalítico firmou-se, devido à grande produ-
ção de nafta, em maior quantidade, melhor qualidade e com custos de produção 
bem menores que os preços praticados pelos outros processos existentes.
Entre os produtos obtidos pelo processo de craqueamento catalítico podemos 
ter em % do volume da carga processada:
A nafta de alta octanagem: de 50% a 65%
O GLP (gás liquefeito de petróleo): de 25% a 40%
Óleo diesel de craqueamento (LCO)
Óleo combustível de craqueamento (óleo decantado/clarificado)
Gás combustível
Gás ácido (H2S)
Um outro os produto produzido pelas reações químicas de craqueamento é o 
coque que se precipita e é queimado quando na regeneração gasóleo pesado, ge-
rando gás de combustão, de alto conteúdo energético e que é utilizado na gera-
ção de vapor d’água de alta pressão.
Devido aos processos de craqueamento do petróleo bruto, são retirados certos 
produtos em muito maior proporção do que aquela fornecida pela própria natu-
reza. Se tivéssemos que depender da quantidade de gasolina extraída do petró-
leo bruto, jamais obteríamos o rendimento necessário do precioso combustível 
para a movimentação dos nossos carros. O craqueamento soluciona o problema, 
permitindo a obtenção do produto em maior escala.
54 Processamento do Petróleo e gás
3.3.4 HIdROCRaquEamEnTO
O hidrocraqueamento catalítico, também conhecido como HCC (Hidro Catalytic 
Cracking), é um processo de conversão que também consiste na quebra de molé-
culas existentes na carga de gasóleo. O hidrocraqueamento se utiliza da ação con-
jugada de pressões e temperaturas elevadas e grandes volumes de hidrogênio 
além é claro do catalisador (Figura 30).
No hidrocraqueamento, ao mesmo tempo em que ocorrem as quebras mole-
culares que é o craqueamento, apoiado por uma elevada pressão parcial de gás 
hidrogênio, ocorrem as reações de hidrogenação do material produzido. Seme-
lhante ao que ocorre no hidrotratamento, a função do hidrogênio é a purificação 
da corrente