EVOLUÇÃO DAS REFINARIAS

EVOLUÇÃO DAS REFINARIAS

Evolução da procura de produtos petrolíferos (% peso)* 1973 1990 2000 Produtos leves 29.5 35 37-39 Destilados médios Produtos pesados 30.0 36 39-41 40.5 29 20-24 * (J.P. Wauquier Petroleum Refining-Crude Oil Petroleum Products Ed. Technip) Evolução das refinarias tem sido conduziada pelas tendências de mercado, mas também pela melhora da qualidade dos produtos ( aumento de I.O.nas gasolinas e indice cetano nos gasóleos) Legislação ambiental tem igualmente condicionado a evolução das refinarias

REFINARIA SIMPLES (Hydroskimming refinery) Destilação Atmosférica Reforming Hidrodesulfuração (nafta, gasoil, etc.) CONVERSÃO CLÁSSICA (refinaria complexa) Destilação sob vácuo Cracking catalítico ou hydrocracking Visbreaking (cracking térmico moderado) ESQUEMA EVOLUTIVO DAS REFINARIAS Rendimento em produtos pesados residuais (% p) 45% 20-25% CONVERSÃO PROFUNDA 10-15%

Evolução da configuração das Refinarias período 1950 a 1970 Refinarias simples Destilação atmosférica Reforming catalítico Hidrodesulfuração de gasóleos Sweetening de LPG e Keroseno Anos 70-80 Refinaria complexa Adicionam-se as seguintes unidades: Legislação ambiental - Destilação de vácuo - Cracking catalítico - Visbreaking Eliminação de Pb Redução de S no diesel e Fuel aquec. Redução de SO x Anos 90 Conversão profunda Adição de unidades que permitem produção de gasolinas sem Pb HDT profundos para aumentar Qualidade dos produtos e reduzir SO x Isomerização Alquilação Eterificação (MTBE, ETBE, TAME) HDS cargas de FCC HDS gasóleos e Fuel

Refinarias para lá do ano 2000... Serão caracterizadas por : conversão de resíduos pesados e redução do conteúdo de aromáticos Conversão de resíduos pesados está ligada à procura de gasóleos de elevada qualidade (conteúdo de aromáticos 10% e I. Cetano 50) Hidrocracking é o melhor processo para a produção de gasóleo ; (assim como o FCC está para a gasolina) Acentuada necessidade de hidrogénio (Introdução da oxidação parcial) Preparação de cargas intermédias: hidroconversão de resíduos de vácuo; desasfaltagem com solventes, coking... Redução de aromáticos centrada basicamente em torno das gasolinas Redução de capacidade e severidade do reforming catalítico FCC orientado para produção de olefinas leves Incremento de unidades de alquilação, oligomerização e eterificação Introdução de novos processos : isomerização e desidrogenação de n-butano

A configuração das refinarias do futuro e a sua evolução estará largamente dependente de: - Preço do petróleo bruto - Aumento da procura de combustíveis - Relação gasolinas/ gasóleos - Especificações dos produtos fianis - Margem de lucro expectavel do refinador ( tendo em conta os grandes investimentos a fazer) Refinarias dos anos 1950-70 Investimento Custo Total 10 9 $ $/bbl * 0.5 1.5 Anos 1980-1990 0.9 3.0 Depois ano 2000 2 7.5 * excluindo o consumo de fuel

Refinarias caracterizam-se por uma grande variedade de processos: Processos de separação - Destilação - Absorção - Extracção - Cristalização - Adsorção Processos de conversão (que geram novas moléculas com propriedades adapatdas à utilização dos produtos finais Processos de acabamento que eliminam compostos indesejáveis (mtas vezes por hidrogenação) Processos para protecção ambiental que tratam os gases da refinaria (gases da flare) e efluentes líquidos

Processos de conversão Cracking Processos térmicos Visbreaking Coking Processos catalíticos Reforming Hydroconversão Processos de acabamento Hidrotratamento Hidrogenação Sweetening (adoçamento) Processos de protecção ambiental Tratamento de gases ácidos (lavagem com aminas; unidade Claus) Tratamento dos gases da flare Tratamento de resíduos líquidos

Destilação Fuel gas de refinaria LPG Gasolina P B Des salinização Dest. Atmosf. Keroseno Gasóleo Resíduo atmosférico (RA) Dest. vácuo Destilados médios Destilados pesados (DV) Resíduo de vácuo (RV) Extr. asfalto Fuel desasfaltado asfalto

P B Destilação Atmosferica Gas + LPG Visbreaking gasolina Gasóleo RA Fuel industrial Destilação vácuo Destilados Médios e pesados Gas+ LPG diluentes Visbreaking gasolina gasóleo Fuel industrial

Tratamento do resíduo de vácuo por extracção por solventes (Desalphalting) extracção de asfalto Solventes empregues: parafinas leves(propano, butano e pentano) O rendimento em produtos desasfaltados aumenta com o peso molecualr do solvente, mas a qualidade dímimiu O resíduo da extracção é o asfalto, produto que concentra a mãior percentagem de metais, sedimentos, sais e asfaltenos A fluidez do asfalto diminui à medida que o peso molecular do solvente usado aumenta Outros processos de separação extracção por solventes de bases para óleos lubrificantes Absorção de gases da refinaria (H 2 S por aminas) Adsorção (ex. purificação de H 2 por PSA)

Esquema de uma refinaria simples Lavagem com aminas propano butano nafta HDT Reforming gasolina Crude Destilação atmosférica H 2 Hidrodesulfuração keroseno diesel Fuel pesado

Esquema de uma refinaria complexa Trat. Aminas propano butano nafta Crude Destilação atmosférica HDT H 2 Hidrodesulfuração Reforming gasolina keroseno diesel Destilação de vácuo Cracking Catalitico FCC Visbreaking Fuel pesado

Gas Propano -butano Nafta PB Dest. Atmosf Reforming HDS gasolinas Keroseno gasóleo Fuel aquec. Fuel pesado Dest. Vácuo H 2 FCC Hydro cracking Gasolinas Gas, LPG, fuel, coque Gasóleo, gasolina Gas,LPG,nafta Fuel (leve e pesado) Visbreaking Fuel pesado Gas, gasolinas Coking (+HDT) Gas, gasolina, fuel coque Oxid.parc H 2 Extrac. asfalto H 2 Hydro conversão Gas, gasolina, fuel asfalto Fuel ref. Oxid. parc H 2

Aminas Claus Gas S Rec. LPG propano Pretrata mento Reforming Isomerização butano Gasolina PB Dest. Atm. HDT HDT Trat aminas Claus Keroseno Diesel HDS Rec. LPG Sweetening Dest. Vácuo Visbreaking FCC Sweetening MTBE Alquil MeOH Fuel

Up-grading de fracções C 4 -C 5 de FCC C 3 Extração Separação C 3 /C 4 H 2 MTBE ou ETBE C 3 + FCC Debutanizador MeOH ou EtOH MTBE Hidrog Selectiva Alquilação alquil nc 4 TAME TAME Processo não extractivo Depentanizador C 6 +

Esquema de uma refinaria com FCC e up-grade de butanos

Esquema de uma refinaria com Hydrocracking e upgrade de butanos

Processos de adoçamento sweetening Objectivo: redução do conteúdo de enxofre das fracções leves Eliminação de mercaptans por conversão em disulfuretos por oxidação com ar na presença de um catalisador e em meio de soda cáustica Fracções tratadas por este processo: - produtos leves da destilação atmosférica - LPG, Gasolinas, e keroseno - Produtos leves resultantes do cracking catalítico ou térmico (visbreaking, coking, FCC)

Exemplo dum processo de sweetening

Hydroconversão de resíduos Aplica-se a resíduos atmosféricos e de vácuo Objectivo: conversão parcial das fracções pesadas altamente contaminadas (com S, N, matais: Ni, V e asfaltenos) e preparar fracções para conversão profunda ou para produzir fuel de baixo teor de S Opera a P elevada (100-200 bar) na presença de H 2 graves prolemas de desactivação dos catalisadores por metais Tratamento aminas Unid. Claus Gas S RV ou RA Hydroconversão Tratamento com H2O gasolina gasóleo Destilado vácuo RA ou RV H 2 S + NH 3 Unid. Claus H 2 O para ETAR