INTRODUÇÃO À
INDÚSTRIA DO
PETRÓLEO
UNIDADE IV – REFINO DE PETRÓLEO
Refino de petróleo
Petróleo bruto
É uma complexa mistura de hidrocarbonetos
que apresenta contaminações variadas de
enxofre, nitrogênio, oxigênio e metais.
No seu estado bruto, o petróleo tem
pouquíssimas aplicações, servindo quase que
somente como óleo combustível.
Refino de petróleo
O refino de petróleo consiste na série de
beneficiamentos pelos quais passa o mineral bruto
para a obtenção dos derivados, estes sim,
produtos de grande interesse comercial.
Refino de petróleo constitui na separação do
petróleo, via processos físico-químicos, em frações
de derivados.
Refino de petróleo
Os produtos finais dividem-se em 3 categorias:
Combustíveis (gasolina, diesel, óleo combustível, GLP,
QAV, querosene, coque de petróleo, óleos residuais) cerca de 90% dos produtos de refino no mundo.
Produtos acabados não combustíveis
lubrificantes, graxas, asfalto e coque).
(solventes,
Intermediários da indústria química (nafta, etano,
propano, butano, etileno, propíleno, butilenos, butadieno,
BTX).
Refino de petróleo
Refinarias
Refinarias de petróleo são um complexo sistema de operações
múltiplas; as operações que são usadas em uma dada refinaria dependem das
propriedades do petróleo que será refinado, assim como dos produtos
desejados. Por esta razão, "não existem duas refinarias iguais no mundo".
Refinarias
As etapas do processamento de refino de óleo cru são basicamente três:
separação
conversão
tratamento
Etapas do processo de refino
Processos de separação
Processos de conversão

Destilação atmosférica

Craqueamento térmico

Destilação a vácuo

Craqueamento catalítico

Estabilização de naftas

Visco-redução

Extração de aromáticos

Coqueamento retardado

Desasfaltação a propano

Hidrocraqueamento

Desaromatização a furfural

Reforma catalítica

Desparafinação a solvente

Isomerização catalítica

Desoleificação a solvente

Alquilação catalítica

Adsorção de N-parafinas

Polimerização catalítica
Etapas do processo de refino
Processos de tratamento

Hidrotratamento

Tratamento cáustico

Tratamento DEA/MEA

Tratamento MEROX

Tratamento BENDER

Dessalgação eletrostática
Processos de refino
Para a realizam destes processos as refinarias utilizam diversos
equipamentos, tais como:
Vasos
Torres de destilação
Reatores
Fornos
Trocadores de calor
Bombas
Bombas de vácuo
Caldeiras
Torres de resfriamento
Possuem também um complexo sistema de tubulações,
instrumentação e controle, além do sistema de geração e distribuição de
energia elétrica.
Fluxograma típico do refino de petróleo
Fluxograma
típico do
refino de
petróleo
Frações ou cortes iniciais
Gás combustível (C1 – C2)
Combustível de refinaria, matéria-prima para etileno
GLP (C3 – C4)
Combustível doméstico e industrial, matéria-prima para
petroquímica, obtenção de gasolina de aviação, veiculo
propelente para aerossóis
Nafta (20 – 220 C)
Gasolina automotiva e de aviação, matéria-prima para
petroquímica (principal), produção de solventes
Querosene (150 – 300 C)
Querosene de aviação, querosene industrial, produção de
detergentes.
Gasóleo atmosférico (70 – Diesel, combustível doméstico e industrial (heating oil) e
matéria-prima
para
petroquímica
(gasóleo
400 C)
petroquímico)
Gasóleo de vácuo (400 – Carga para craqueamento (gasolina, GLP), produção de
lubrificantes (subproduto parafinas), matéria-prima para
750 C)
petroquímica
Resíduos de vácuo (acima Óleo combustível, asfalto, lubrificantes de alta viscosidade,
coque de petróleo
570 C)
Classificação do Petróleo
• Grau de densidade API (API), do
American Petroleum Institute
• Teor de enxofre
• Razão dos componentes químicos
presentes (parafínicos, naftênicos,
asfálticos, etc)
Grau de densidade API (API)
• O cálculo do grau API é realizado
utilizando a seguinte equação:
o
141,5
API 
 131,5
densidade
• Quanto maior o valor do API mais leve é o
óleo ou derivado.
Grau de densidade API (API)
• Exemplos:
Asfalto
11 API
Óleo bruto pesado
18 API
Óleo bruto leve
36 API
Nafta
50 API
Gasolina
60 API
Grau de densidade API (API)
• Petróleos leves: acima de 30 API
(densidade do óleo < 0,72)
• Petróleos médios: entre 21 e 30 API
• Petróleos pesados: abaixo de 21 API
(densidade do óleo > 0,92)
Classificação quanto ao teor de
enxofre
• Petróleos “doces”:
– teor de enxofre < 0,5% em massa
• Petróleos “’ácidos”:
– teor de enxofre > 0,5% em massa
Classificação quanto aos
componentes químicos
• Petróleo Parafínico:
– Quando os hidrocarbonetos presentes em
maior quantidade forem saturados de cadeia
aberta
Classificação quanto aos
componentes químicos
• Petróleo Naftênico:
– Quando os hidrocarbonetos presentes em
maior quantidade forem saturados de cadeia
cíclica
Classificação quanto aos
componentes químicos
Parafínico
Naftênico
Classificação quanto aos
componentes químicos
• Petróleo Aromático:
– Quando os hidrocarbonetos presentes em maior
quantidade forem insaturados de cadeia fechada,
apresentando ligações duplas e simples alternadas
(núcleo benzênico)
Compostos Aromáticos
Classificação quanto aos
componentes químicos
• Petróleo Olefínico:
– Quando os hidrocarbonetos presentes em
maior quantidade forem insaturados de
cadeias apresentando ligações duplas
Classificação quanto aos
componentes químicos
• Petróleo Acetilênicos:
– Quando os hidrocarbonetos presentes em
maior quantidade forem insaturados de
cadeias retilíneas com ligação tripla
Dessalgação
Antes da separação em frações na refinaria, o petróleo cru precisa ser
tratado para a remoção de sais corrosivos.
O processo de dessalinização também remove alguns metais e os
sólidos em suspensão que podem:
causar danos às unidades de destilação ou reduzirem a sua eficiência;
provocar corrosão nos equipamentos;
se depositar nas paredes dos trocadores de calor, causando entupimentos e
reduzindo a sua eficiência, além de catalisarem a formação de coque nas
tubulações;
danificar os catalisadores que serão usados nas posteriores etapas de
processamento.
Destilação atmosférica
A destilação atmosférica é o primeiro processo de refino em qualquer refinaria.
Consiste na separação do petróleo em frações mais leves, de acordo com os
diferentes pontos de ebulição de cada fração
Torre de destilação atmosférica
Processo de destilação atmosférica
Principais equipamentos da instalação:
Torre atmosférica
Forno atmosférico
Dessalgadora
Vasos separadores
Trocadores de calor
Bombas
Além destes equipamentos a
planta inclui:
uma complexa rede de tubulações
instrumentação e controle
utilidades industriais, tais como:
água de resfriamento
vapor d’água
ar comprimido
energia elétrica
sistema de proteção contra incêndio.
Destilação a vácuo
O resíduo da destilação atmosférica serve de carga para a unidade de
destilação a vácuo
Processo de destilação a vácuo
O conhecimento do fluxograma
do processo é fundamental para
o planejamento de um projeto de
construção de uma unidade de
destilação
Craqueamento catalítico
O craqueamento catalítico usa calor, pressão e um catalisador para efetuar a
quebra das moléculas de hidrocarbonetos em moléculas menores e mais
leves.
O craqueamento
catalítico substituiu
amplamente o
craqueamento
térmico, pois é
possível, através
dele, produzir mais
gasolina de alta
octanagem
Processos de tratamento
De modo geral, um processo de tratamento busca atingir um ou mais dos
seguintes objetivos:
Eliminação de compostos de enxofre
Eliminação de compostos de nitrogênio
Separação e eliminação de materiais asfálticos
Correção do odor do produto
Correção da coloração do produto
Estabilidade do produto
Diagrama esquemático do Tratamento Bender
Operações de suporte
Tratamento de efluentes
Tratamento de gás e recuperação de enxofre
Produção de aditivos
Composição
Tanques de estocagem
Torres de resfriamento