Seminrio de Processos Industriais II
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INTRODUO
HISTRICO PETRLEO
INTRODUO
PERSPECTIVA BRASIL - PETRLEO
1980 e 2007 Aumento no investimento em explorao e produo acompanha as descobertas de reserva.
Investimentos pela predominncia de reservas em guas profundas.
INTRODUO
PERSPECTIVA BRASIL - PETRLEO
Brasil vem diminuindo sua exposio a variaes nos preos internacionais com fontes alternativas, etanol e leo vegetal, e aumentando a disponibilidade de leo nacional.
INTRODUO
PERSPECTIVA BRASIL - PETRLEO
Reservas globais de petrleo 1.668,9 bilhes de barris final de 2012 (Dados BP)
1 Venezuela Participao mundial: 17,8% 2 rabia Saudita 15.9% 3 Canad 10.4% 4 Ir 9,4% 5 Iraque 9.0% 15 Brasil 0.9%
INTRODUO
Poucas aplicaes no estado que extrado
Composto por hidrocarbonetos, impurezas como metais e principalmente enxofre.
Para aproveitamento energtico (separao, converso e tratamentos)
Complexa composio, no existe dois petrleos idnticos
PETRLEO
INTRODUO
Composio HC fraes leves gases fraes pesadas leo cru
O tipo depende da relao gases/leo cru Parafnicos: predominncia de HC
parafnicos (combustveis pesados de alta qualidade)
Naftnicos: predominncia de HC Naftnicos (gasolina octanagem)
Mistos: propriedades intermdias Aromticos: tipo Raro
(excelente gasolina)
TIPOS DE PETRLEO
INTRODUO
GLP
Composio butano e propano Fraes de etano, etileno, propileno,
butileno, isobutano e isobutileno
Ebulio -42 a -1C
Elevado rendimento energtico Combusto muito eficiente No produz resduos txicos
Propriedades Fsico-QumicasAspecto: Gasoso e incolor.Odor: Caracterstico.Inflamabilidade: InflamvelLimite inflamabilidade ou explosividade:
(LIE) Butano:1,9% e Propano:2,2% (LSE) Butano:8,5% e Propano:9,5%
Presso de vapor: 15 kgf/cm2 (mximo) @37,8 C.
Densidade: 0,5 0,6.
Solubilidade: Na gua: insolvel.
solventes orgnicos: bastante solvelTemperatura de auto-ignio:
Butano: 405 C Propano: 466 C
PODER CALORIFICO INFERIOR Propano 11.000 Kcal/Kg = 21.100 Kcal/m3n-Butano 11.000 Kcal/Kg = 26.500 Kcal/m3
GASOLINA
Mistura de ismeros de HC de C5 a C9 Classificada de acordo com a octanagem (ref. C8 )
Gasolina regular 87 Premium 89 93% Super-premium acima de 93 %
Basicamente utilizada em automveisPorm existe a gasolina para aviao contm tetraetilchumbo para aumentar octanagem, proibida em automoves.
INTRODUO
Propriedades Fsico-QumicasDensidade: 0,7200,775 kg/L (15 C)Ponto de fulgor: < 0 C.Aspecto: Lquido lmpido e amareladoOdor: Forte e caracterstico. Ponto de Ebulio:
40 175 C @ 1 atmInflamabilidade: altamente inflamvel.Limite inflamabilidade ou explosividade:
(LES): No disponvel(LEI): No disponvel
Presso de vapor:79 kPa @ 37,8 C (mximo).
Solubilidade: Na gua: Insolvel.solventes orgnicos: Solvel.
Faixa de destilao: 27 - 220 C @ 1 atmParte voltil: 100 % (v/v).Teor enxofre: 800 ppmTeor lcool : 25 % ( portaria MAPA N115)PODER CALORIFICO INFERIOR
10.377 Kcal/Kg
INTRODUO
DIESEL
Combustvel mais viscoso que gasolina, carater lubrificante
Comum a presena de enxofre xidos cidos a partir
da queima
Qualidade do diesel Teor de cetano (C16H34), boas
caractersticas de queima Teor de enxofre (mg/kg)
A S10 / B S10 10 A S1800/B S1800 1800
Utilizao Combustvel para motores Diesel
Termeltricas Transporte (caminhes, nibus ) Mquinas agrcola
Nota: Resoluo da ANP n 42A sem biodieselB com biodiesel
A indstria do Petrleo
Explorao Explotao
Transporte
Distribuio
Refino
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13(Fonte: www.agencia.ac.gov.br)
Plataformas e Poos
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Processamento Primrio do Petrleo
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Depende do tipo de refinaria e do tipo de petrleo
Refino completo Tratamento de GNP
Produo de combustveis e matrias-primas petroqumicas Produo de lubrificantes bsicos e parafinas.
Especificao do Processo
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Processos de separao;
Processos de converso;
Processos de tratamento;
Processos auxiliares
Tipos de Processos
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So de natureza fsica com objetivo de obter fraes bsicasou grupo especfico de componentes de fraes processadas.
O agente de separao fsico sob ao de energia,temperatura, presso, ou massa, na forma de relaes desolubilidade com solventes
Processos de Separao
Destilao atmosfrica Destilao a vcuo Desasfaltao a propano Desaromatizao a furfural
Desparafinao a MIBC Desoleificao a MIBC Extrao de aromticos Adsoro de parafinas
lineares 18
So de natureza qumica com o objetivo de modificar acomposio molecular de uma frao com o intuito devaloriz-la economicamente.
Ao conjugada de temperatura e presso nas reaes(processos catalticos ou no-catalticos (trmicos)).
Processos de Converso
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Impurezas na forma de compostos de enxofre e nitrognioconfere propriedades indesejveis como: corrosividade, acidez, odor desagradvel, alterao de cor e
formao de substncias poluentes.
Tratamentos de natureza qumica: Reduzir as impurezas, sem causar profundas modificaes nas
fraes, em fraes leves no requerem condies severas e nemgrandes investimentos
Processos de Tratamento
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Tratamentos de natureza qumica: Reduzir as impurezas, sem causar profundas modificaes nas fraes,
em fraes leves no requerem condies severas e nem grandesinvestimentos
Tratamento Custico Tratamento Merox Tratamento Bender Tratamento DEA Hidrotratamento (HDT)
Grau do processo: - Adoamento transformao de sulfetos em dissulfetos- Dessulfurizao remoo de compostos de enxofre
Processos de Tratamento
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Tratamento de rejeitos dos outros tipos de processo jcitados e ou gerao de insumos.
Gerao de Hidrognio
Recuperao de Enxofre
Gerao de insumos (vapor, gua, energia eltrica, arcomprimido, distribuio de gs e leo combustvel,tratamento de efluentes, etc.)
Processos Auxiliares
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Refino do Petrleo
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Refino do Petrleo
< 90 F 90 - 190 F
190 380 F
380 - 520 F
> 650 F650 - 1000 F
> 1000 F 26
Dessalinizao e DesidrataoAPI % Vol.
40 3 4
40 > 30 4 7
API < 30 7 - 10
1/3 fluxo
120 130 C2/3 fluxo
Teor sais 3 mg/
Teor sais 300 mg/ Separadores
duplo estgio
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Debutanizadora
120 F99.7 psia32.97 lb/h
119.4 F69.7 psia688.9lb/h
140 F99.7 psia760 lb/h
70.0 F99.7 psia760 lb/h
124.8 F71.7 psia38.2 lb/h
ReboilerReboiler
Condenser Condenser
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Torres de Destilao
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Torres de Destilao
Stripper
2916.7 gal/min
1409.8 gal/min
534.0 gal/min
326.1 gal/min
238.1 gal/min
494.8 gal/min
241.8 gal/min
180.7 gal/min
542.7 gal/min
309.2 gal/min
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Naphtha Splitter
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Fluxograma do Refino de Petrleo
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Processos de Tratamentos
HDS Hydrodesulfurization (LN, HN, Diesel, NFCC,NDC)
Merox - Mercaptan oxidation ( JF, LPG)
MEA Monoethanolamine ( Suor Gas, LPG, Fuel Gas)
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HDS - Hidrodessulfurizao
Processo qumico cataltico usado para remover compostos de enxofre via insero de hidrognio.
Catalisador consistindo de uma base de alumina impregnada com cobalto e molibdnio
Adio de NiMo para matrias-primas especficas de difcil tratamento (alto nveis de nitrognio)
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HDS - Hidrodessulfurizao
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MEROX Mercaptan Oxidation
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MEA - Monoethanolamine
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Converso Qumica
Reformador cataltico
FCC Craqueamento Cataltico Fluidizado
Hidrocraqueamento
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Reformador cataltico (SRR)
Processo qumico cataltico para converter naftas para ndices de octanagem maiores ( ~105). Operando em altas temperaturas e presses ( 495- 525 C e de 5 45 atm).
Quatro principais reaes de reformao cataltica, sendo:
Desidrogenao de naftenos
Isomerizao de n-parafinas em i-parafinas
Desidrogenao e aromatizao de parafinas
Hidrocraqueamento de parafinas em molculas
menores39
Reformador cataltico (SRR)
Catalisador Pt/Re
High octane
Low octane
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HidroCraqueamento
Converte gasleos pesados em destilados leves e de alta qualidade napresena de H2 e de um catalisador. Carga das unidades de ATM e VDU,do FCC e das unidades de coque ( QAv, diesel e gasolina.
Craqueamento cataltico dos HC pesados em HC leves e insaturados Saturao dos HC insaturados com H2
H2PP 103-108 bar Temperatura do reator de 357-385 C Catalisadores: metais em suportes de alumina ( zelitas com W, Mo, Ni, Co),
ativao 300-400 C
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HidroCraqueamento
SeparatorHHPS /CHPS
H2 used to control the temperature of the reactor
(300-425 C)
(75-180 bar)
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FCC Fluid Catalytic Cracking
Processo de craqueamento em condies mais severas
Catalisador fluidizado e alta temperatura (660 780C)
Catalisador quente vaporiza a alimentao e catalisa as reaes de craqueamento ( GLP, gasolina , diesel)
Baixo tempo de contato da mistura catalisador/HC
Separao por ciclones e das fraes nos Stripper
Regenerao do catalisador pela queima do coque
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FCC Fluid Catalytic Cracking
Cm 38% naphtha adiabatic
process Riser 44
Meio Ambiente
A indstria do petrleo alimenta a sociedade gerando economia edesenvolvimento, mas tambm tem o seu lado danoso.
Gera prejuzo ao meio ambiente e a populao pelo lanamentodirio de contaminantes
Regies litorneas, como mangues, so contaminadas de formairreversveis afetando tambm a comunidade local
Preocupao com sade, higiene e segurana dos trabalhadores daindstria do petrleo
Acidentes e desastres com a explotao: no cumprimentos das leisambientais, falta de treinamento, de profissionais especializados,equipamentos de segurana, etc.
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Meio Ambiente
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Meio Ambiente
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Curiosidades
O Japo importa 100% do seu petrleo.
Reciclar uma tonelada de plstico economiza 130 quilos de petrleo
Se gasta meio barril de petrleo, ou seja 84,5 litros, para fazer um pneu detransporte. Esta uma medida universal. No caso da recapagem, gasta-se menospetrleo, pois consegue-se recauchutar 10 pneus com um barril. O reformadocusta 30% do valor de um novo e roda, no mnimo, a mesma quilometragem.
A cada 1 minuto so extradas em torno de 6 mil toneladas de petrleo cru doplaneta. Ainda existem cerca de 136 bilhes de toneladas que, se o ritmo deextrao continuar o mesmo, levaro um pouco mais de 43 anos para seesgotarem.
Sobre a Petrobrs: a 14. no ranking das maiores 9. em capacidade de refino 8. em lucro lquido
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Consideraes
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Petrleo vs. Refinaria
Economia e desenvolvimento
Demandas e mercado
Capacidade e reservas
Aspectos ambientais