top.gif Home Planck E English Version RSS Blogger Linked In Twitter Facebook menu_bar.gif Petróleo - Redenergia

Petróleo

Petróleo e seus derivados

Gás de refinaria

GLP e correntes C3 e C4

GLP - Gás Liqüefeito de Petróleo

Gasolina

Gasóleos

Coque

Querosene Iluminante

QAV-1 - Querosene de aviação

Nafta

Propano

Butano

Gás de nafta

Óleo Diesel

T.O.-202

T.A.R. - Óleo residual de asfalto

Resíduo aromático de pirólise

Borra Neutra

Frações leves de Rerrefino

BAN MC-2

Zero2Nature

 

Petróleo e seus derivados

O processo de fracionamento do petróleo objetiva o máximo aproveitamento de seu potencial energético. Partindo-se do princípio que os pontos de ebulição dos hidrocarbonetos aumentam conforme os pesos moleculares, a variação das condições de aquecimento do petróleo possibilita a vaporização de compostos leves, intermediários e pesados, que são separados quando condensam. O que resta é uma borra constituída basicamente de hidrocarbonetos de pesos moleculares elevados. Outrossim, como o ponto de ebulição de um líquido é função da pressão que lhe é aplicada, são dois os estalões que permitem a completa destilação do petróleo: temperatura e pressão.

Fundamentalmente, são três as seções que compõem uma unidade de refino de petróleo: pré-vaporização, destilação atmosférica e destilação a vácuo.

Inicialmente o petróleo é bombeado a uma bateria de trocadores de calor por onde estão passando os produtos acabados a serem resfriados. Uma vez aquecido, o petróleo passa pela dessalinizadora, onde é removida a água, os sais e as partículas sólidas em suspensão. Após a dessalinização, o petróleo passa por um segundo pré-aquecimento, onde a troca térmica realizada com os produtos que deixam a unidade tem por fito otimizar o sistema, diminuindo o lapso entre as temperaturas inicial e ideal ao fracionamento do petróleo, que será alcançada através de fornos tubulares. A temperatura máxima de aquecimento do petróleo é de 7000F (3710C). A partir daí, ocorre o craqueamento térmico e conseqüente deposição do coque nos tubos dos fornos e regiões inferiores das torres, prejudicando a operacionalidade do sistema.

Na saída dos fornos, grande parte do petróleo já está vaporizada e a carga é introduzida na torre. Na zona de vaporização ou "zona de flash", o petróleo que já se encontra vaporizado sobe ao topo da torre e sua parte líquida, desce ao fundo. As torres possuem em seu interior bandejas que permitem a separação do cru pelos seus pontos de ebulição, uma vez que quanto mais próximos do topo, menores as temperaturas. Ou seja, ao contato de cada bandeja, o vapor ascendente condensa parte de seus componentes. As frações mais leves saem pelo topo da torre e são condensadas em trocadores externos.

Uma torre de destilação que trabalhe próximo às CNTPs, tem como produtos laterais o óleo diesel, o querosene e a nafta pesada; pelo topo, o GLP e a nafta leve. O resíduo da destilação atmosférica, obtido no fundo da coluna, é conhecido como cru reduzido e caracteriza-se por seu alto peso molecular; assim, só poderia ser utilizado como óleo combustível. Entretanto, o cru reduzido contém frações de significativos potenciais econômicos, que não podem ser fracionados através da destilação atmosférica em função de seus elevados pontos de ebulição. Portanto, aplica-se o segundo estalão do refino de petróleo; a pressão.

À saída da torre de destilação atmosférica, o cru reduzido é bombeado aos fornos da seção de vácuo, onde será aquecido à temperatura máxima de 7000F (3710C). À seguir, a carga é enviada à zona de flash da torre de vácuo, onde a pressão gira em torno de 100mmHg e boa parte da carga é vaporizada. Da mesma forma que na destilação atmosférica, os hidrocarbonetos passam por bandejas de fracionamento, originado o gasóleo leve (GOL) e o gasóleo pesado (GOP). O resíduo do processo é uma borra de elevadíssimo peso molecular, com razoável concentração de impurezas que pode, conforme sua composição, ser utilizado como óleo combustível ou asfalto.

Quando, ao gasóleo proveniente da destilação a vácuo que seria utilizado como óleo combustível, é adicionado um catalisador FCC (Fluid Catalytic Cracking) a alta temperatura, ocorre uma ruptura das cadeias moleculares, originando uma nova mistura de hidrocarbonetos a ser fracionada. Este processo, conhecido como craqueamento catalítico, tem por finalidade a produção de gasolina e/ou GLP.

São produtos do craqueamento catalítico:

Gás de refinaria

é composto de H1, C1, C2 e C2=. Antes de sair da unidade, esta mistura gasosa é tratada com DEA (Di-Etanol-Amina), que remove o H2S, que é utilizado como matéria-prima no processamento do enxofre. O FCC é o principal produtor desse gás.

GLP e correntes C3 e C4

A unidade de craqueamento catalítico é a principal fonte de obtenção do GLP. Este gás, pode ser decompostos em correntes C3 e C4 para utilização das indústrias petroquímicas. O C4 é a base do butadieno que é a matéria-prima para a produção da borracha sintética SBR. O propeno (C3=), da corrente C3, é utilizado para produção de fibras acrílicas e poipropileno. Nos EUA, a corrente de GLP é utilizada no processo de alcoilação, para produção de gasolina de alta octanagem (I.O.~100).
 
 

GLP - Gás Liqüefeito de Petróleo - PCS=11.900kcal/kg

No processo de refino de petróleo, o GLP não é condensado em nenhum dos pratos da torre de destilação, sai pelo topo da coluna e é condensado em trocadores de calor externos. É um produto que pode ser separado das frações mais leves do petróleo ou das mais pesadas do gás natural, Como todos os derivados de petróleo, compõe-se basicamente de hidrocarbonetos com três e quatro átomos de carbono. Nas CNTPs, é um produto gasoso e inodoro. Para facilitar sua armazenagem e transporte, é liqüidificado. Para segurança dos usuários, são-lhe adicionados odorantes a base de enxofre, o que permite a identificação de vazamentos.


 
 

Gasolina - PCS=8.200kcal/m3

Possui alto teor de olefinas, isoparafinas e aromáticos que lhes conferem um alto índice de octana (~80), o que permite uma redução no uso de CTE (Chumbo-Tetra-Etila).

No mundo inteiro, o estalão para caracterização das gasolinas são as suas octanagens. 

A octanagem mede a resistência da gasolina à detonação que, além da perda de potência, pode causar sérios danos ao motor. 

As octanagens das gasolinas comercializadas no Brasil estão dentro dos padrões internacionais. A gasolina Comum brasileira é equivalente às gasolinas "regular" americana e européia, da mesma forma que as gasolinas 'premium" brasileiras, norte-americanas e européias têm o mesmo nível de octanagem. 

A gasolina Premium possui maior octanagem que a gasolina Comum e deve ser utilizada em veículos cujos motores foram desenvolvidos para uma gasolina de alta octanagem, cujas principais características são: alto desempenho, elevada taxa de compressão, sensor de detonação, etc. Apesar de servir para qualquer tipo de veículo, o desempenho só será superior nos motores que exigirem este tipo de combustível.


 
 

Gasóleos

São oriundos das moléculas não convertidas da carga original da unidade. Possuem razoável teor de cadeias aromáticas de alto peso molecular, devido à dificuldade do catalisador em romper os anéis benzênicos. São separados em três frações, conforme suas faixas de destilação. A fração mais leve é conhecida como Óleo Leve de Reciclo ou "Light Cycle Oil" (LCO). Sua faixa de destilação é compatível com a do óleo diesel e a ele é adicionado, desde que seu teor de enxofre o permita. Quando isso não ocorre, o LCO é utilizado para acerto das viscosidades de óleos combustíveis.

A fração intermediária é conhecida como Óleo Pesado de Reciclo ou "Heavy Cycle Oil" (HCO). Sua faixa de destilação enquadra-se com um óleo combustível de baixa viscosidade, entretanto, não é a ele adicionado, sendo toda sua vazão reciclada ao conversor, objetivando uma nova oportunidade das moléculas craquearem.

A fração mais pesada, residual, é conhecida como Óleo Clarificado, Óleo Decantado ou "Clarified Oil" (ClO). Devido à sua alta concentração de núcleos aromáticos policondensados, o ClO pode ser utilizado como matéria-prima para obtenção de negro de fumo (carga para borracha) ou coque de petróleo (produção de eletrodos de grafite). Quando não, o ClO é adicionado aos óleos combustíveis.

Coque

São cadeias polímeras de altos pesos moleculares e elevadas concentrações de carbono que depositam-se na superfície do catalisador, diminuindo sua eficiência. Para que a atividade do mesmo seja restabelecida, o coque é queimado no regenerador, originado todo o calor necessário ao processo.

Dentro do processo de refino de petróleo, obtém-se também lubrificantes básicos, parafinas e a geração de hidrogênio.

Querosene Iluminante - PCS=8.633kcal/m3

No processo de refinação do petróleo, o querosene iluminante é obtido através da destilação atmosférica. Como o óleo diesel e a nafta pesada, é um hidrocarboneto intermediário.

 

QAV-1 - Querosene de aviação - PCS=18.000kcal/m3

No processo de refino do petróleo, o QAV-1 é obtido na faixa da coluna de destilação que opera entre 150ºC e 300ºC. Por ter elevado poder calorífico, resistência física e química a variações de temperatura e pressão e ter boas características lubrificantes, é adequado à geração de energia, por combustão, em motores turbinados de aeronaves.

É fundamental que ele permanecer líquido e homogêneo até a zona de combustão das aeronaves. O QAV-1 é produzido por fracionamento do petróleo através de destilação à pressão atmosférica. Passa também por tratamentos e acabamentos afim de eliminar os problemas advindos de compostos sulfurados, nitrogenados e oxigenados.


 

Nafta - PCS=11.050kcal/kg

No processo de refino o petróleo, a nafta pesada é obtida lateralmente na torre de fracionamento atmosférico. A nafta leve, bem como o GLP, saem pelo topo da coluna e são condensadas em trocadores de calor externos. Usada na indústria petroquímica como matéria-prima, a nafta tem diversas aplicações.
 
 
 

Propano - PCS=11.950kcal/kg

No processo de refino do petróleo, o propano pode ser obtido na unidade de alquilação catalítica e através do hidrocraqueamento da nafta(30% da carga), do gasóleo leve FCC (3,4% da carga) e do gasóleo de vácuo (4,5% da carga). Na presença de hidrogênio há redução dos depósitos de coque sobre o catalisador, os compostos polinucleados hidrogenados são facilmente decompostos e os olefinas e diolefinas hidrogenadas formadas, aumentam a estabilidade química dos produtos finais. É do hidrocraqueamento que obtém-se o propano especial, que é uma mistura de hidrocarbonetos contendo no mínimo 90% de propano e no máximo 5% de propeno por volume.

Butano - PCS=11.000kcal/kg

No processo de refino do petróleo, o butano pode ser obtido na unidade de alquilação catalítica e através do hidrocraqueamento da nafta(15,3% da carga), do gasóleo leve FCC (4,5% da carga) e do gasóleo de vácuo (3,9% da carga). Na presença de hidrogênio há redução dos depósitos de coque sobre o catalisador, os compostos polinucleados hidrogenados são facilmente decompostos e os olefinas e diolefinas hidrogenadas formadas, aumentam a estabilidade química dos produtos finais. O isobutano é obtido do hidrocraqueamento da nafta (46,1% da carga), do gasóleo leve FCC (9,1% da carga), do gasóleo de vácuo (8,4% da carga) e do resíduo de vácuo(4,5% da carga).

Gás de nafta - PCS=4.300kcal/m3

No processo de refino do petróleo, a nafta petroquímica é obtida tanto na destilação atmosférica como no craqueamento catalítico. O gás de nafta é produzido através de termocraqueamento. O gás de nafta, também conhecido como gás de rua, tem peso molecular=16; poder calorífico superior=4300kcal/kg; densidade relativa=0,55; compõe-se basicamente de hidrogênio, metano, nitrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e é utilizado, principalmente, para abastecimento residencial e comercial.

Gás de refinaria - PCS=12.500kcal/m3

No processo de refino de petróleo, o gás de refinaria pode ser obtido no craqueamento catalítico, nas destilações atmosférica e vácuo, através de reformação e no coqueamento retardado. tem peso molecular=24; poder calorífico superior=10.000kcal/kg; densidade relativa=0,82; compõe-se basicamente de hidrogênio, metano, etano,nitrogênio e é utilizado como combustível industrial.


 

Coque verde de petróleo - PCS=8.500kcal/kg

O coque é produto do craqueamento catalítico do petróleo, formado por cadeias polímeras de altos pesos moleculares e teores de carbono. No Brasil não existem especificações oficiais para o coque. As propriedades que caracterizam o coque dependem do tipo de aplicação a que se destina. Como qualquer outro combustível são importantes o poder calorífico, o teor de enxofre, o teor de cinzas, teor de voláteis e umidade. Quando utilizado para geração de vapor em termelétricas, o teor de metais também é importante.

Existem dois tipos de coque cuja obtenção depende da matéria-prima: coque esponja ou coque agulha. 

O Coque Esponja responde por cerca de 96% da produção mundial .O Coque Anodo ou Coque Regular grau anodo é a denominação dada ao coque esponja calcinado de melhor qualidade. No Brasil, a Petrobrás hoje produz o tipo esponja, classificado como "anode grade". Isto se deve à excelente qualidade de nossas matérias-primas, destacando-se os baixos teores de enxofre ( menores que 1%) .


 

Óleo Diesel

No processo de refinação do petróleo, o óleo diesel é obtido através de destilação atmosférica. É um hidrocarboneto de série parafínica, intermediário, de fórmula geral C12H16. Utilizado em motores de combustão interna, o óleo diesel possui as seguintes características:







No Brasil, as especificações para o óleo diesel, reguladas pela ANP, são as seguintes:


 

Derivados de Petróleo comercializados sazonalmente pela Petrobrás:

T.O.-202 - PCS=7.965kcal/kg

T.A.R. - Óleo residual de asfalto - PCS=9.000kcal/kg

Resíduo aromático de pirólise - PCS=10.700kcal/kg

Borra Neutra - PCS=8.200kcal/kg

Frações leves de Rerrefino - PCS=10.750kcal/kg

BAN MC-2 - PCS=9.500kcal/kg
 
 
 

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