Refino_do_Petroleo
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Refino_do_Petroleo

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produtos,
comparando o ponto final (PFE) de determinado produto e o ponto inicial (PIE) do
respectivo produto retirado imediatamente abaixo na torre.

Um detalhe interessante é que todos os tipos de ensaios de destilação são
realizados em bateladas, e a sua destilação é a mais completa possível.

Dois tipos de curvas de destilação são utilizadas no programa de
inferências da REPAR [ 1 ] [ 5 ].

4.1.1: Curvas ASTM (American Society For Testing And Materials)

Neste método, os vapores formados em decorrência do aquecimento do
balão de destilação são continuamente removidos do aparelho e condensados,
sem refluxos externos para a coluna. Por causa das perdas de calor do
equipamento para o exterior, existe uma pequena condensação de vapores

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formados, gerando gotas de condensado que retornam ao balão, vindo dai o
pequeno e grosseiro fracionamento deste método (comparando com a PEV).

Ao decorrer do ensaio, se vão registrando progressivamente o volume de
destilado e a temperatura correspondente.

A curva obtida com a metodologia ASTM é a mais fácil de ser obtida em
laboratório, tendo como desvantagem não fornecer grande precisão nos
resultados, em grande parte devido ao fracionamento pobre que é obtido. A curva
ASTM fornece basicamente porcentagens vaporizadas de volume de 5% em 5%,
e é utilizada basicamente para controle de qualidade das frações de petróleo.

Existem vários tipos de padronizações diferentes, conforme o produto e a
pressão utilizados.

O método ASTM D-86 é para produtos com PFE até 400°C, sendo
realizado na pressão atmosférica, enquanto o ASTM D-1160 é para produtos com
PFE acima deste valor, sendo realizado o teste em uma coluna a vácuo.

Na figura 18 vê-se o comportamento da curva de destilação ASTM.

Figura 18: Curva de Destilação ASTM.

4.1.2: Curva PEV (Ponto de Ebulição Verdadeiro)

Esta curva de destilação é levantada em uma coluna especial, dotada de
um grande numero de estágios ideais de equilíbrio e trabalhando com uma razão
de refluxo elevada. Tem como objetivo se aproximar da condição que cada ponto
da curva represente o ponto de ebulição de seus componentes na pressão da

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destilação. É necessário para isto operar com um volume razoável de amostra
(por exemplo, cem litros), além de recolher o destilado em frações reduzidas de
volume, para se estreitar a faixa dos componentes obtidos.

Este ensaio se inicia pela debutanização (remoção de hidrocarbonetos mais
leves que o butano) a uma temperatura constante de -20°C no condensador, além
da pesagem e análise dos gases em cromatografia gasosa. Depois se parte para
a destilação, ajustando a retirada do produto de acordo com critérios pré-
estabelecidos. Caso sejam necessárias altas temperaturas por causa de
componentes pesados, se continua a destilação a pressões menores que a
pressão atmosférica, evitando assim o craqueamento.

Na hora de montar a curva, caso necessário, se corrige as temperaturas
obtidas em pressões sub-atmosféricas para a pressão atmosférica.

A destilação PEV fornece uma separação mais precisa dos componentes
do petróleo ou de uma fração de petróleo, com isso se obtendo uma alta precisão
e exatidão de seus resultados. Em contrapartida, é uma análise muito demorada,
além de ser de alto custo e difícil execução, com isso sendo raramente realizada,
a não ser para avaliação do petróleo e suas frações, para determinar sua
qualidade e possíveis rendimentos.

Este método permite separar porcentagens vaporizadas em faixas bem
estreitas, por exemplo, 1%, 2%, 3%, etc.

Na figura 19 vê-se o comportamento da curva de destilação PEV.

Figura 19: Curva de Destilação PEV.

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4.1.3: Comparação Entre as Curvas ASTM e PEV

Figura 20: Comparação Entre as Duas Curvas.

A figura 20 mostra de forma comparativa as curvas ASTM e PEV obtidas na
destilação de uma mesma fração de petróleo.

4.2: Nível de Fracionamento

O nível de fracionamento entre dois cortes destilados é um dos parâmetros
mais importantes de otimização na operação de uma torre [ 1 ] [ 5 ].

O fracionamento entre dois cortes destilados é dito perfeito quando não
existem componentes comuns entre os destilados. Isso acontece quando o ponto
final do corte da fração mais leve coincidir com o ponto inicial do corte da fração
mais pesada, na curva PEV.

Nestas condições, o ponto final da curva de destilação ASTM da fração
mais leve seria inferior ao ponto inicial da curva de destilação ASTM da fração
mais pesada.

Este fracionamento perfeito é mostrado na figura 21.

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Figura 21: Fracionamento Perfeito.

Esse acontecimento é indicado nas curvas de destilação ASTM pelo
chamado GAP, que serve como uma indicação de ótima qualidade de
fracionamento.

O caso diretamente oposto, quando a separação não é boa, é quando as
frações sucessivas possuem elementos em comum, acarretando em que os
pontos finais das curvas PEV e ASTM da fração leve são superiores aos pontos
iniciais das curvas PEV e ASTM da fração pesada, conforme mostrado na figura
22.

Figura 22: Fracionamento Ruim.

A disposição das curvas mostradas pode ser chamada de overlap, sendo
que o valor de overlap é diretamente correspondente ao quanto pior esta sendo a

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separação, ou seja, quanto maior o overlap, pior a separação. Como os pontos
finais e iniciais da curva de destilação ASTM não podem ser determinados com
muita precisão, se considerar para a separação os pontos 5% ASTM e 95% ASTM
para se estimar a seletividade do fracionamento em uma determinada seção.

Assim, definem-se:
• “GAP”: Temp. 5% do prod. pesado – Temp. 95% do prod. leve > 0;
• “OVERLAP”: Temp. 5% do prod. pesado – Temp. 95% do prod. leve < 0.

A tabela 2 mostra um exemplo de uma mistura com pontos das curvas de
nafta leve e pesada e querosene:

Destilação Nafta Leve Nafta Pesada Querosene
PIE (°C) 35 73 194
5% (°C) 48 110 198
10% (°C) 51 116 201
30% (°C) 61 129 208
50% (°C) 74 137 214
70% (°C) 91 145 221
90% (°C) 109 155 235
95% (°C) 116 159 241
PFE (°C) 122 168 255

Tabela 2: Pontos de Destilação ASTM.

A partir da análise realizada e da tabela 2 obtém-se:
• Nafta Pesada (110ºC) - Nafta Leve (116ºC) = Overlap de 6ºC;
• Querosene (198ºC) - Nafta Pesada (159ºC) = Gap de 39ºC.

Com esses dois fatos, se pode afirmar que a separação entre as Naftas não
é satisfatório, por apresentar um overlap de 6ºC, e que a separação entre a Nafta
Pesada e o Querosene é satisfatória, por apresentar um gap de 39ºC.

Vale citar também que, para se melhorar o fracionamento entre dois
produtos laterais adjacentes, se deve aumentar o refluxo líquido nos pratos entre
eles. Esse aumento pode ser alcançado tanto pela redução dos refluxos
circulantes, quanto pela redução da retirada do corte superior (leve) e um igual
aumento na retirada do corte inferior (pesado), sempre cuidando para que os
produtos não saiam da especificação.

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4.3: Conclusões do Capítulo

Neste capítulo analisou-se a importância das curvas de destilação para
caracterização das frações obtidas do petróleo, e também o conceito de nível de
fracionamento, um parâmetro importante para a otimização da unidade
atmosférica.

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Capítulo 5: Torre de Destilação Atmosférica (T-2103)

O programa de inferências estudado neste trabalho utiliza dado da torre T-
2103. Assim, neste capítulo, analisam-se com detalhes as principais partes da
torre de destilação atmosférica (T-2103), os seus refluxos da torre e as correntes
de produtos que saem da mesma.

Na T-2103, o petróleo pré-fracionado na torre pré-flash (T-2101) sofre novo
fracionamento, fornecendo Nafta Pesada como produto de topo, Resíduo
Atmosférico como produto de fundo, e Querosene, Diesel Leve e Diesel Pesado
como produtos laterais [ 5 ].

Conforme visto anteriormente, esta torre é dividida em duas seções, uma
de absorção, que se situa acima da zona de vaporização, e a outra de
esgotamento, que se situa abaixo da zona