refino tratamentos 1
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GESTÃO PETROQUÍMICA
REFINO DO PETRÓLEO
TRATAMENTOS
Professor Lázaro Santos
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Lavagem Cáustica de GLP e Nafta
• O processo de lavagem cáustica tem com objetivo remover o ácido sulfidrico e mercaptans( SH) do GLP, nafta leve e nafta pesada, através da extração com uma solução aquosa de soda cáustica.
• Onde o produto tratado é submetido à lavagem cáustica (solução de NaOH 15% a 20%) para a remoção dos ácidos naftênicos e ácido sulfidrico (H2S).
• O tratamento cáustico é usado como pré-tratamento em outros processos, como o MEROX
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Mercaptans• Os mercaptanos, mercaptans ou mercaptanas são os tióis. • Em química orgânica, são compostos que possuem um grupo
funcional formado por enxofre e hidrogênio (-SH).• Este grupo funcional é chamado de grupo tiol ou grupo
sulfidrila.• É encontrado naturalmente no petróleo cru. • O processo pelo qual sua atividade é reduzida ou eliminada é
chamado adoçamento, realizada em produtos finais, como nafta de craqueamento.
• Os de menor massa molar, voláteis, também são conhecidos pelo cheiro extremamente desagradável, como se fosse algo podre.
• São corrosivos.
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Lavagem Caustica de GLP e Nafta
• Reações:
2NaOH + H2S Na2S + 2H2O
NaOH + RSH NaSR + H2O
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Tratamento MEROX
• Também conhecido como tratamento cáustico regenerativo, tem a vantagem de possibilitar a regeneração da soda cáustica consumida no processo, reduzindo consideravelmente seu custo operacional.
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Tratamento MEROX
O processo ocorre em duas etapas:
• Extração de mercaptans
• Regeneração da soda
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Reações do Tratamento MEROX
• Extração de mercaptans:
RSH + NaOH NaSR + H2O
• Regeneração da soda:
2NaSR + ½ O2 2 NaOH + RSSR
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Tratamento MEROX
• Permite a produção de dissulfetos, podendo ser operado como processo de dessulfurização ou adoçamento.
• Pode ser aplicado a frações leves (GLP e nafta) e intermediárias (querose e diesel).
• O processo se baseia na capacidade de certos catalisadores do tipo complexo quelante metálico, acelerarem a oxidação de mercaptans a dissulfetos.
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Tratamento MEROX
• Este processo de tratamento, designado Merox, tem como objetivo remover os mercaptans presentes nas correntes de GPL e nafta leve, através da extração com uma solução aquosa de soda cáustica.
• Onde o produto tratado é submetido à lavagem cáustica (solução de NaOH 15% a 20%) para a remoção dos ácidos naftênicos e ácido sulfidrico (H2S).
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Tratamento MEROX
• Os mercaptitos de sódio formados são depois removidos da solução de soda cáustica (regeneração da soda) por oxidação com ar na presença de um catalisador.
• Convertendo-se em dissulfuretos orgânicos insolúveis na solução aquosa, separando-se por decantação.
• O GLP tratado é enviado para a Unidade de Recuperação de Gases.
• A gasolina leve tratada, segue para a armazenagem.
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COQUEAMENTO
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COQUEAMENTO
É um processo para obtenção de coque. Produto sólido, negro e brilhante, obtido por craqueamento de resíduos pesados, essencialmente constituído por carbono (90 a 95%), e que queima sem deixar cinzas. Bom combustível para metalurgia e indústria de cerâmica.
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COQUEAMENTO
Os resíduos da torre de destilação são aquecidos a temperaturas acima de 482°C até que se quebrem em óleo pesado, gasolina e nafta. Ao final do processo, sobra um resíduo pesado, quase puro, de carbono (coque). O coque é limpo e vendido.
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COQUEAMENTO
• Craqueamento térmico severo.
• “ Fundo do Barril”
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Tipos de Coque
• Há vários tipos de coque,dependendo do:– Processo utilizado– Condições operacionais– Carga usada
• Tipos:– Esponja– Favo-de-mel ou shot– agulha
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Coque Esponja
• É o coque que possui mais baixa qualidade
• Apresenta poros pequenos e paredes espessas
• Não são úteis para fabricação de eletrodos
• Provém de cargas com elevado percentual de resinas e asfaltenos.
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Coque Favo-de-mel
• É o coque de qualidade intermediária
• Apresenta poros em forma elipsoidal
• Tem tendência a aglomeração
• Provém de cargas com baixo percentual de resinas e asfaltenos.
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Coque Agulha
• É o coque que possui maior qualidade
• Apresenta poros finos elípticos e unidirecionais
• É o mais indicado para fabricação de eletrodos
• Provém de cargas muito aromáticas.
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COQUE
Principais usos do petróleo de coque:• Combustível;• Anodo eletrolítico para redução da alumina;• Uso direto como fonte de carbono;• Eletrodos para redução em fornos do dióxido de
titânio, fósforo elementar;• Grafite.
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HIDROPROCESSAMENTO
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HIDROPROCESSAMENTO
Embora os processos de hidroprocessamento tenham alguma similaridade, existem diferenças principalmente com relação aos objetivos e tipo de carga que processam
Carga + H2 Reação Separação Recuperação
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HIDROPROCESSAMENTO
Existem dois tipos– Hidrotratamento (HDT)– Hidroconversão (HDC)
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HIDROPROCESSAMENTO
Ocorrem as seguintes reações no hidroprocessamento:
• Hidrodessulfurização– Compostos de S + H2 H2S
• Hidrodesnitrogenação– Compostos de N + H2 N2S
• Hidrodesoxigenação– Compostos de O + H2 O2S
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Reações:
• Saturação de olefinas– C=C + H2 CH-CH
• Saturação de aromáticos– C6H6 +3H2 C6H12
• Hidrocraqueamento– C-C +H2 CH + CH
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Hidrotratamento
• As unidades de hidrotratamento têm como finalidade melhorar as propriedades de um produto, ou remover contaminantes, tais como enxofre, nitrogênio, oxigênio e metais.
• O hidrotratamento aplica-se praticamente a qualquer carga: nafta, querosene, óleo diesel e gasóleos.
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Hidroconversão
• As unidades de hidroconversão têm por objetivo a produção de derivados mais leves.
• A hidroconversão aplica-se praticamente ao resíduo de vácuo.
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Hidrocraqueamento
• Semelhante ao craqueamento catalítico fluído, mas usa um catalisador diferente, temperaturas menores, pressão maior e gás hidrogênio.
• Ele craqueia o óleo pesado em gasolina e querosene
• Após vários hidrocarbonetos terem sido craqueados em outros menores, os produtos passam por mais uma coluna de destilação fracionada para separá-los.
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HIDROPROCESSAMENTO• O hidroprocessamento de óleo pesado consiste
basicamente de unidades de hidrocraqueamento catalítico (HCC) e hidrotratamento (HDT). Estes processos ocorrem utilizando hidrogênio atuando sobre catalisadores bifuncionais, ou seja, contendo sítios ácidos e metálicos.
• A acidez provoca a quebra da ligação C-C do óleo, enquanto que o metal atual como espécie hidrogenante.
• A interação destas duas funções resulta no hidroprocessamento, que aplicando-se a óleos pesados, sob determinadas condições de temperatura, pressão e velocidade, permite a obtenção de hidrocarbonetos leves, com baixos índices de contaminantes sulfurados e nitrogenados, atendendo a legislações ambientais.
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REFORMA
CATALÍTICA
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Reforma Catalítica
• A demanda atual por gasolina automotiva de alta octanagem tem estimulado o uso da reforma catalítica.
• A reforma gera a partir da nafta direta da destilação uma corrente com alto teor de aromáticos que possuem um alto poder antidetonante.
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Reforma Catalítica
• A reforma catalítica utiliza um catalisador (platina, mistura platina-rênio) para transformar nafta de baixo peso molecular em compostos aromáticos, usados na fabricação de produtos químicos e para misturar na gasolina.
• Um subproduto importante dessa reação é o gás hidrogênio, usado para o hidrocraqueamento ou vendido.
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Reforma Catalítica
NaftaBenzeno
Tolueno
Xileno
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LUBRIFICANTES
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LUBRIFICANTES
• Os Óleos Lubrificantes são obtidos por misturas de óleos básicos com o intuito de se obter a viscosidade desejada.
• A separação dos óleos básicos por faixa de viscosidade é obtida por destilação a vácuo do resíduo atmosférico.
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LUBRIFICANTES
• São substâncias utilizadas para reduzir o atrito, lubrificando e aumentando a vida útil das máquinas.
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LUBRIFICANTES
Quanto a origem os lubrificantes líquidos podem ser:
• animal ou vegetal (óleos graxos)
• derivados de petróleo (óleos minerais)
• produzidos em laboratório (óleos sintéticos)
• mistura de dois ou mais tipos(óleos compostos)
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LUBRIFICANTES
Aplicações:
• setor automotivo;
• setor industrial;
• setor marítimo;
• setor ferroviário.
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Óleos Minerais
• Esses óleos são quimicamente constituídos por hidrocarbonetos parafínicos e naftênicos, podendo conter quantidades menores de hidrocarbonetos aromáticos e, raramente, traços de hidrocarbonetos olefínicos.
• Sua principal característica é a viscosidade que deve variar o mínimo possível em altas temperaturas.
• De acordo com o tipo de hidrocarbonetos que prevalece na sua composição são denominados como:– Óleos lubrificantes básicos naftênicos ou– Óleos lubrificantes básicos parafínicos.
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LUBRIFICANTES
• A viscosidade mede a dificuldade com que o óleo escorre (escoa); quanto mais viscoso for um lubrificante (mais grosso), mais difícil de escorrer, portanto será maior a sua capacidade de manter-se entre duas peças móveis fazendo a lubrificação das mesmas.
• A viscosidade dos lubrificantes não é constante, ela varia com a temperatura. Quando esta aumenta a viscosidade diminui e o óleo escoa com mais facilidade.
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Aditivos
• São produtos químicos que são adicionados aos óleos lubrificantes, para melhorar as propriedades.
• Os principais tipos de aditivos são: – anti-oxidantes;– anti-corrosivos;– anti-ferrugem;– anti-espumantes; – detergente-dispersante.
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LUBRIFICANTES
• Óleos lubrificantes são obtidos por misturas de óleos básicos com o intuito de se obter a viscosidade desejada, e depois sendo aditivado para melhorar ou adicionar características de desempenho.
• Óleos básicos são produzidos através de uma seqüência de processos que lhe visam conferir as propriedades desejadas no óleo para uma lubrificação adequada dos componentes do motor.
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LUBRIFICANTES
• A unidade de destilação voltada para produção de lubrificante é um pouco diferente da unidade convencional que se destina a produção de combustíveis.
• Essa diferença é mais acentuada na seção da destilação a vácuo.
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LUBRIFICANTES
Res Dest Atm
Gasóleo Leve
Spindle
Neutro Leve
Neutro Pesado
Resíduo de Vácuo
Gasóleo
Neutro Pesado
Slop Cut
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ESQUEMA DE UMA REFINARIA
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PetróleoDessal
Dest
Deb
GLP
Nafta LeveGLP
AlquilaçãoCatalítica
GasolPremiumAviação
NaftaFracNafta
N Leve
N Pes
Reforma Catalítica
BenzenToluenoXilenoQuerosene
DestA
Vácuo
Coqueamento
Coque
GLPNaftaÓleo Pes
Craqueamento Catalítico
Gasóleo
Lubrificantes
Gás Natural
RAT
Gasóleo
GLP
Nafta
Óleo l
Hidrotratamento
Qu
DEA
Merox
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FIM