Análise sobre a Integração Refino-petroquímica: Avaliação de Oportunidades Aluno: Flávio da Silva Francisco Orientação: Jorge O. Bühler-Vidal Rio de Janeiro/2015
Sumário 1. Introdução... 1 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1.1. 1.2. 1.3. 2.1. Relevância do Tema... 5 Objetivo... 6 Organização... 6 Revisão Bibliográfica... 8 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 3.8. 3.9. Integração de Processos... 15 Unidade de Craqueamento à Vapor... 18 Unidade de Reforma e Separação de Aromáticos... 20 FCC Petroquímico... 21 Integração de Utilidades... 34 Melhoria da Qualidade do Gás Combustível... 35 Benefícios da Integração Refino-Petroquímica... 35 Desafios e Dificuldades a Serem Enfrentados Pela Integração Refino-Petroquímica 37 Exemplos de Empresas e Projetos de Refino Petroquímico Integrados... 39 3.10. 3.11. 3.12. África do Sul... 40 Arábia Saudita... 42 China... 49 Índia... 52 Indonésia... 54 Bélgica... 54 Malásia... 55 Omã... 57 Tailândia... 58 Vietnã... 59 Nigéria... 60 Rússia... 60 O Caso Brasileiro COMPERJ... 62 Conclusão... 72 Referências Bibliográficas... 76 Anexo 1... 86 ii
Análise sobre a Integração Refinopetroquímica: Avaliação de Oportunidades Flávio da Silva Francisco Monografia Final de Curso apresentado a UNSAM/IPA como parte dos requisitos necessários para a obtenção do Título de especialização em Indústria Petroquímica Orientador: Jorge O. Bühler-Vidal Rio de Janeiro Dezembro/2015 iii
Abstract of monograph presented to UNSAM / IPA as part of the requirements for obtaining the Degree of Petrochemical Industry specialist Analysis of Refining-Petrochemical Integration: Opportunities Assessment Flávio da Silva Francisco December / 2015 Advisor: Jorge O. Bühler-Vidal Oil after being extracted, must undergo a series of processes to arrive at a product, such as a plastic or an elastomer. Those processes make up what is known as the refining and petrochemical process sequence. The petrochemical industry can be seen as a step following the refining industry. Developments in the petrochemical industry require changes in refining to participate in this development. Therefore, with a view to relate these developments in order to reduce costs, minimize losses, maximize production and allocate oil to a nobler use than burning, arises the interest in integration between these two groups of processes. Refining-petrochemical integration has several other benefits such as the ability to reprocess products produced in the petrochemical complex, reducing power requirement and decreasing operating and transportation costs. We can also cite the environmental gain arising from this integration, by decreasing emissions and reusing previously discarded streams. In short, this integration aims to increase the economic return. Refining-petrochemical integration can take place by building a petrochemical industrial complex that includes the refineries. Thus, all processes would be carried out in a complex, producing numerous products. This work aims at a study of the gains from refining-petrochemical integration. Integrated complexes are evaluated, those already built and those under construction or in planning. The technologies that enable this integration were surveyed, discussing the benefits and difficulties of such integration. A greater focus will be directed to the Petrochemical Complex of the State of Rio de Janeiro - COMPERJ. viii
1. Introdução Atualmente, a demanda por produtos petroquímicos é muito alta em todo o mundo. Eles estão presentes desde instrumentos simples, como sacolas plásticas (polietileno), até vestimentas, como, por exemplo, roupas de mergulho (neoprene). Esses materiais são provenientes do petróleo e do gás natural, que passam por diversos processos até chegar a um produto final. O petróleo, após ser extraído, precisa passar por uma série de processos de refino e processos petroquímicos até resultar em um produto final, produto este que pode ser um plástico ou um elastômero. O produto final, pode ser encaminhado para uma indústria de transformação, onde sofre processos de moldagem, por extrusão ou compressão. Cada um desses processos químicos (refino ou petroquímico) pelo qual o petróleo é submetido possui características particularidades. O refino de petróleo engloba a dessalgação 1, a destilação atmosférica 2, a destilação à vácuo 3, o craqueamento 4, a reforma catalítica 5 ; e processos de tratamento, que visam, extrair compostos sulfurados e outros compostos ácidos do petróleo com a utilização de uma base. Por sua vez, a petroquímica, tem como matérias-primas os produtos derivados do refino de petróleo, sendo a nafta o principal deles e, também, o gás natural. A petroquímica pode ser dividida em três conjuntos (gerações) 6. Na primeira geração são produzidos os produtos que são insumos para as plantas da segunda geração (que se constitui pela produção de plásticos e elastômeros), e também para indústrias de química fina. Estes finalmente são direcionados a indústrias de transformação (terceira geração). 1 Operação na qual uma corrente de água remove impurezas do petróleo havendo uma posterior separação de fases. 2 Processo que separa o petróleo após seu aquecimento em frações, sendo estas, em ordem crescente de peso molecular: o gás combustível, o GLP (Gás Liquefeito de Petróleo), a Nafta, o Querosene, o Gasóleo e o resíduo atmosférico. 3 Operação que separa o resíduo atmosférico em gasóleo de vácuo e um resíduo. 4 Atualmente, o mais utilizado é o craqueamento catalítico. No caso do craqueamento catalítico, essa quebra é feita pela adição de catalisador. 5 Operação que transforma nafta rica em hidrocarbonetos parafínicos em hidrocarbonetos aromáticos, produzindo gasolina e aromáticos leves (Benzeno, Tolueno e Xileno) 6 A nomenclatura utilizada no Brasil para descrever os diferentes segmentos da indústria petroquímica se dá através do uso da palavra geração ao invés da palavra segmentos como é feito na lingua inglesa. 1