Do petróleo à gasolina - Parte 4

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1 Do petróleo à gasolina - Parte 4

2 OUTROS PROCESSOS DE UMA REFINARIA
1- PROCESSOS DE SEPARAÇÃO (físicos) Destilação atmosférica Destilação a vácuo Extração de aromáticos Desasfaltação a propano Retirada de um gasóleo de alta viscosidade do resíduo da destilação a vácuo, usando propano líquido sob alta pressão. O óleo “desasfaltado” é levado à seção de produção de óleo combustível ou de óleo lubrificante.

3 Desaromatização a furfural
Extração de compostos aromáticos polinucleados e de alto peso molecular, com uso de “furfural” (C5H4O2) como solvente. Estrutura do furfural

4 metil-isobutil-cetona.
Desparafinação a MIBC Extração a frio de compostos parafínicos dos óleos lubrificantes, com uso de metil-isobutil-cetona (MIBC) como solvente. Estrutura do “MIBC”, metil-isobutil-cetona.

5 Desoleificação a MIBC Retirada de óleos da parafina, usando o mesmo solvente acima. A “parafina mole” obtida é usada nas indústrias de alimentos (geléias, óleos, chocolates, doces, picolés etc) e farmacêutica (vaselina e outros). Bombons e barras de chocolate contém parafina (“cera”) para evitar que derretam muito facilmente. Disponível (acesso 06/07/2018):

6 Adsorção de parafinas lineares
Uso de peneiras moleculares para retirada de “n-parafinas” (cadeias “normais”, sem ramificação) do querosene de aviação. Estas parafinas estão mais sujeitas à solidificação em baixas temperaturas, o que é um risco para combustíveis de aviões. Querosene de aviação Ao contrário do “querosene de iluminação”, o querosene de aviação precisa ter pouca quantidade de “n-parafinas”. Disponível (acesso 06/07/2018):

7 2- PROCESSOS DE CONVERSÃO (químicos)
Craqueamento térmico Craqueamento catalítico Hidrocraqueamento catalítico (HCC) Hidrocraqueamento catalítico brando É uma variante do HCC, mas em condições bem mais suaves, principalmente com relação à pressão. Permite uma produção maior de diesel e menor de gasolina, a partir do gasóleo.

8 Viscorredução Consiste em reduzir a viscosidade de um resíduo destinado à produção de combustíveis, diesel principalmente, por meio da quebra de moléculas pesadas por aquecimento. É um processo semelhante ao craqueamento térmico, porém em temperaturas mais suaves para não haver formação de coque.

9 Coqueamento retardado
Produção de coque (tipo de “carvão”) a partir de cargas variadas e menos valorizadas, como o óleo bruto reduzido, o resíduo de vácuo, o óleo decantado, o alcatrão do craqueamento térmico, e suas misturas. É um processo importante, pois aumenta a produção de GLP, nafta e diesel. O “coque de petróleo” produzido é usado para fabricar eletrodos para a metalurgia, especialmente alumínio.

10 Reação de obtenção de coque
Compostos aromáticos polinucleares são “acoplados”, formando uma estrutura sólida ainda maior, com a formação de novos anéis e saída de hidrogênios

11 Unidade de “coqueamento retardado” (Delayed Coker) de uma refinaria de petróleo nos EUA.
Disponível (acesso 06/07/2018):

12 Alcoilação ou alquilação catalítica
Reação de adição de duas moléculas leves para a síntese de uma terceira de maior peso molecular, catalisada por um agente de forte caráter ácido. O método permite obter cadeias ramificadas a partir de olefinas leves, permitindo a produção de gasolina de alta octanagem (melhor qualidade), a partir de GLP, usando os ácidos fluorídrico (HF) ou sulfúrico (H2SO4) como catalisadores.

13 Alquilação do “isobutano” (metil-propano, C4H10).
A parte em vermelho destaca a molécula de “olefina” (propeno, C3H6) que é associada ao isobutano. Disponível (acesso 06/07/2018):

14 Reforma catalítica A “reformação” ou “reforma catalítica” é um método complexo (envolve uma dezena de etapas) de aromatização de nafta rica em hidrocarbonetos parafínicos, visando à produção de gasolina de alta octanagem e produtos aromáticos leves (BTX’s), de elevada pureza, para posterior utilização na indústria petroquímica.

15 3- PROCESSOS DE TRATAMENTO (remoção de enxofre)
Tratamento cáustico Utiliza de solução aquosa de soda cáustica (hidróxido de sódio, NaOH) ou hidróxido de potássio (KOH) para lavar frações de petróleo, eliminando compostos ácidos de enxofre, como ácido sulfídrico (H2S) e mercaptanas (R-SH) de baixos pesos moleculares. São reações de neutralização ácido-base típicas, com formação de sais (inorgânicos ou orgânicos) e água. 2 NaOH + H2S → Na2S + 2 H2O NaOH + R-SH → NaSR + H2O NaOH + R-COOH → R-COONa + H2O

16 Tratamento Merox É uma versão complexa do “tratamento cáustico”, que permite recuperar a soda cáustica, favorecendo a economia no tratamento de enxofre(16S). Tratamento DEA Remoção de ácido sulfídrico (H2S) de frações gasosas do petróleo das unidades de craqueamento. Ele também remove o dióxido de carbono (CO2) presente na corrente gasosa. É baseado na capacidade de soluções de etanolaminas, como a “dietanolamina” (DEA), de solubilizar seletivamente o H2S e o CO2.

17 Duas representações da “dietanolamina” (C4H11NO2).
Trata-se de uma “amina” e um “diálcool” na mesma molécula. Disponível (acesso 06/07/2018): e

18 Tratamento Bender Tratamento para diminuir a corrosividade de compostos de enxofre (16S) presentes no querosene de aviação. Atualmente é pouco utilizado, pois não é eficiente para compostos nitrogenados. Tratamento HDT Conjunto de diversas reações químicas de hidrogenação, com uso de gás hidrogênio (H2) sob pressão, com o objetivo de eliminar diversos tipos de contaminantes contendo enxofre (16S) e nitrogênio (15N), além de saturar cadeias carbônicas insaturadas e aromáticas.

19 Observação: O enxofre é o principal contaminante do petróleo e de seus derivados. Além de ser corrosivo para os motores a combustão, é um poluente atmosférico causador de “chuva ácida”, pela reação de seus óxidos (SO2 e SO3) com água do ambiente, formando ácidos sulfuroso e sulfúrico (H2SO3 e H2SO4).

20 4- PROCESSOS AUXILIARES
Geração de hidrogênio (H2) Todo o hidrogênio gasoso (H2) necessário às reações de hidrotratamento e hidrocraqueamento é produzido na própria refinaria, geralmente a partir das frações menos valorizadas do petróleo. O hidrogênio é também usado no setor de petroquímica para a produção de amônia (NH3), metanol (CH3OH) e diversos outros compostos de valor industrial e comercial.

21 A Petrobrás utiliza a “reforma com vapor” (Steam reforming), em que vapor d’água e catalisadores causam “rearranjos” nos hidrocarbonetos, produzindo “gás de síntese”, uma mistura de monóxido de carbono e hidrogênio (CO e H2). EQUAÇÃO GERAL DE PRODUÇÃO DO “GÁS DE SÍNTESE” CnHm + n H2O → n CO + (n + m/2) H2

22 Recuperação de enxofre (16S)
A unidade de recuperação de enxofre (URE) trata as correntes de gás (ácido sulfídrico, H2S) produzidas em diversas unidades da refinaria, como o tratamento DEA, hidrotratamento, hidrocraqueamento, reforma catalítica e coqueamento retardado.

23 As reações envolvidas consistem na oxidação parcial do H2S, com produção de enxofre elementar, segundo as equações químicas, em duas etapas: 1ª etapa: H2S + 3/2 O → SO2 + H2O 2ª etapa: 2 H2S + SO → 3 S H2O Observação: Não abordaremos aqui a PETROQUÍMICA, que consiste em inúmeros processos de aproveitamento de compostos derivados do petróleo, como a produção de diversos tipos de polímeros (plásticos), resinas, fibras, detergentes, fertilizantes etc, que serão tratados em outras publicações.