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1. Introdução
O petróleo bruto é uma complexa mistura de hidrocarbonetos, que apresenta contaminações variadas de enxofre, nitrogênio, oxigênio e metais. A composição exata dessa mistura varia significativamente em função do seu reservatório de origem.
Para que o potencial energético do petróleo seja aproveitado ao máximo, ele deve ser submetido a uma série de processos, a fim de se desdobrar nos seus diversos derivados.
O refino do petróleo consiste na série de processos pelos quais passa o mineral bruto, para a obtenção desses derivados, que são produtos de grande interesse comercial.
Dentre esses processos destaco aqui a hidrorefinação, processo esse em que se pode distinguir as seguintes duas grandes famílias:
- Os processos de hidrorefinação que servem para melhorar aqualidade dos produtos acabados;
- Os processos de hidrorefinação que servem para a preparação das cargas para outros processos de refinação.
Esses processos englobam etapas físicas, e químicas de separação, que originam as grandes frações de destilação. Estas frações são então processadas através de uma outra série de etapas de separação e conversão que fornecem os derivados finais do petróleo, e dentre esses derivados temos o querosene.
1.1 Querosene e Suas Especificações.
O querosene é um derivado do pertóleo obtido a partir do processo de destilação atmosferica, é da classe dos combustíveis, e com aspecto de produto acabado ou entregue para consume.
Atualmente o querosene é utilizado como petróleo iluminante ou como combustível de aviação.
1.1.1 Especificações Físicas
Tabela 1-1 Especificações Fisicas do Querosene
Densidade ± 0, Temperaturas de Destilação 165-240ºC para TR
55º-240ºC para TR Tensão de Vapor 140-210g/cm^3 Ponto de Congelação 40ºC para TR
60ºC para TR Poder Caloríficos Maior que 10250 Kcal/Kg
1.1.2 Especificações Químicas
Tabela 1-2 Especificações Químicas do Querosene
Nº de C do corte C 10 – C (^14) Composição Química C, H, Ar, H (^) 2O. Teor em Arómatico Menor de 25% Teor de Água Depende da Tº por exemplo a 30ºC deve ser de ± 0,01%.
2. Objectivos do Preocesso de Hidrorefinação
2.1 Objectivo Geral
a) Hidrotratamento
É um processo que visa a remoção de impurezas como enxofre e nitrogénio e outras mais presentes nos combustíveis destilados nafta, querosene e Diesel ao tratar a carga com hidrogénio na presença de um catalisador a temperatura e pressão elevadas.
b) Hidroconversão
As unidades de hidroconversão têm por objetcivo a produção de derivados mais leves. A hidroconversão aplica-se praticamente ao resíduo de vácuo.
c) Hidroprocessamento
O hidroprocessamento de óleo pesado consiste basicamente de unidades de hidrocraqueamento catalítico (HCC) e hidrotratamento (HDT).
Estes processos ocorrem utilizando hidrogênio actuando sobre catalisadores bifuncionais, ou seja, contendo sítios ácidos e metálicos. A acidez provoca a quebra da ligação C-C do óleo, enquanto que o metal actual como espécie hidrogenante.
A interação destas duas funções resulta no hidroprocessamento, que aplicando-se a óleos pesados, sob determinadas condições de temperatura, pressão e velocidade, permite a obtenção de hidrocarbonetos leves, com baixos índices de contaminantes sulfurados e nitrogenados, atendendo a legislações ambientais.
Tendo como carga para o processo o Querosene distilado o utilizaremos o Hidrotratamento.
3.1 Utilidade do Processo de Hidrotratamento
O uso do Hidrotratamento estendeu-se, nos últimos anos, até ao resíduo atmosférico e o resíduo de vácuo para reduzir o enxofre e o teor em metais dos resíduos para a produção de óleos combustíveis com baixo teor de enxofre. As condições de funcionamento (operação) estão em função do tipo de carga e dos níveis de dessulfuração que se pretende alcançar no produto a ser tratado.
3.2 Aplicações
Esse processo pode ser empregado a todos os corteis de petróleo (gases, nafta, querosene, diesel, gasóleo, lubrificante, parafinas e, etc).
De modo geral, as reacções que compõem o processo de HDT são:
Hidrodessulfurização (HDS): Hidrogenação de compostos sulfurados, como mercaptans e sulfetos;
Hidrodesnitrogenação (HDN): Hidrogenação de compostos nitrogenados, como pirróis e piridinas;
Hidrodesoxigenação (HDO): Hidrogenação de compostos oxigenados, como fenóis;
Hidrodesalogenação (HDH): Hidrogenação de compostos halogenados, como cloretos;
Hidrocraqueamento (HCC) é um processo de craqueamento catalítico realizado sob pressões parciais de hidrogênio elevadas, que consiste na quebra de moléculas existentes na carga de gasóleo por ação complementar de catalisadores e altas temperaturas e pressões.
Hidrodesaromatização - Saturação de compostos aromáticos, sob condições suaves de operação
Para obtermos a carga para a Hidrorefinação do Querosene devemos iniciar por obeter a fracção do Querosene a partir da distilação.
3.3 Hidrotratamento dos Distilados
O Hidrotratamento processa com à remoção de impurezas tal como enxofre e nitrogênio de fuels, nafta da distilação, querosene, e diesel que trata o alimento com hidrogênio a temperatura elevada e pressiona na presença de um catalisador.
O Hidrotratamento foi estendido em recentes anos a residos atmosférico reduzir o enxofre e conteúdo de metal de residos para óleos combustíveis de baixo enxofre produtores. As operanções e as condições de tratamento são uma função de tipo de alimento e o níveil de desulfurção desejado no produto tratado. Os tipos de alimento que consideramos aqui são Nafta, Querosene, e Óleos de gás, Residos atmosférico ou crude reduzido.
As impurezas principais a ser removidas são Enxofre, Nitrogênio, Oxigênio, Olefinas e Metais.
3.3.1 Eliminação de Enxofre
As combinações enxofre contendo são principalmente metacarpos, sulfatos, disulfidos, polisulfidos, e thiophenes. Os thiophenes são mais dificies para eliminar que a maioria dos outros tipos de enxofre.
Dessulfurisação
Reações extraida do Surinder Parkash, Refining Process Handbook.
3.3.4 Eliminação de Olefinas
Os hidrocarboneto olefinico a temperatura alta podem causar formação de coque depositado no catalisador ou nos fornos. Estes são facilmente transformado em hidrocarboneto de parafinico estáveis. Tais reações são altamente exotermico. Porém, se o alimento contém uma quantia significante de olefinas, um líquido extingue fluxo é usado no reator controlar a saída de reator temperatura dentro do desígnio gama operacional.
Saturação de Hidrocarboneto
Reação extraida do Surinder Parkash, Refining Process Handbook.
3.3.5 Eliminação de Metais
Os metais contidos no alimento de nafta são arsênico, cobre e níquel que danificam o catalisador do reformaing permanentemente. Óleos de gás de e residuos alimenta pode conter um significante quantia de vanadium e níquel. Durante o processo de hidrotratamento, são destruídas combinações que contêm estes metais.
3.4 Variáveis Operacionais
As variáveis principais para hidrodesulfurização (HDS) reações são temperatura, a pressão de reator total e pressão parcial (PPH2) de hidrogênio, o hidrogênio taxa de reciclagem e a velocidade espacial (VVH).
3.4.1 Temperatura
As reações de HDS estão favorecidas por um aumento em temperatura, mas a o mesmo tempo, temperatura alta causa reações de coking, enquanto diminuindo o atividade do catalisador. As reações de desulfurização são exotermica e o calor de reação é aproximadamente 22-30 hidrogênio de Btu/mole.
É necessário achar um acordo entre a taxa de reação e o global vida de catalisador. A temperatura operacional (inicia do processo/fim do processo) é aproximadamente 625-698°F de acordo com a natureza do custo.
Durante o curso de uma corrida, a temperatura do catalisador é elevada gradualmente para compense durante atividade devido a formação do coque que deposita-se até o máximo limite de temperatura permissível (EOR) para o catalisador de HDS é alcançado. A esta fase, o catalisador deve ser regenerado ou deve ser descartado.
3.4.2 Pressão
O aumento em pressão parcial de aumentos de hidrogênio a taxa de HDS e diminui os depósitos de coque no catalisador, enquanto reduzindo assim o catalisador infringindo as regras taxa e aumentando a vida de catalisador. Também, muitos instável são convertidas combinações a combinações estáveis. A Operação com altos aumentos de pressão o uamenta a taxa Hidrodesulfurização por causa do pressão parcial do hidrogenio no reator, requerendo uma quantidade menor de catalisador.
Em uma unidade operacional, a alta pressão operação pode aumentar o processamento de alimento da unidade matendo a taxa desulfurização.
3.4.3 Velocidade Espacial
A velocidade de espaço de hora em hora líquida (LHSV) está definido como:
Reações de Hidrodesulfurização estão favorecidas por uma redução em VVH. A taxa de desulfurization é uma função de (PPH2/VVH) ou a relação de pressão parcial de hidrogênio no reator para velocidade espacial de hora em hora líquida.
Para uma determinada taxa de desulfurizatição (a temperatura constante), a relação PPH 2 / VVH é fixa. Fixando a pressão de reator total automaticamente fixa a pressão parcial do hidrogênio exigido para a taxa de reciclagem. Em geral, o pressão de reator total, fixa a pressão de hidrogênio disponível, o hidrogênio pressão parcial, e outras variáveis como VVH são ajustadas dentro dos limites aceitáveis.
3.4.4 Taxa de Reciclagem
Em um processo de HDS, o hidrogênio separou em uma alta pressão (o HP) no balão separador. Este fluxo une o alimento fresco entrante que esteve aquecido no forno de alimento. A taxa de reciclo é a relação de volume de hidrogênio a 1 atm e 15°C para o volume de alimento líquido fresco a 15°C.
3.4.5 Hidrogenio de Maquilhagem
Tabela extraida do Surinder Parkash, Refining Process Handbook.
Tabela 3-2 Condições Operatorias do processo de HDS do Querosen
Tabela extraida do Surinder Parkash, Refining Process Handbook.
Tabela 3-3 Especificações típicas de Querosene.
Tabela extraida do Surinder Parkash, Refining Process Handbook.
5. Esquema Tecnologico do Processo
cambiadores E-102, E-103, e E-104 trocando calor com alimento de querosene entrante e hidrogênio.
O effluent é esfriado logo dentro ar E-105 mais fresco antes de ser separado em balão de separador de alta pressão V-102 às 1400 F.
O gás hidrogênio do separador é comprimido e reciclado para a seção de reator através de compressor centrífugo C-101. O gás de Hidrogenio reciclado é preaquecido em hidrogenio fluente no cambiador E-102. É adicional aquecido em aquecedor incendiado H-102 e une o alimento de hidrocarboneto a reator V-101.
O hidrocarboneto líquido do balão de separador é depressurizado em balão de flash V-104. O gás de flash é chamado à unidade de amine Remoção de H (^) 2S antes de ser enviado a sistema de combustível de refinaria.
O líquido do balão de flash é enviado a uma coluna de estabilizador V-105. O estabilizador em cima é condensado vapor parcialmente em ar E-106 mais fresco e fluxos em acumulador V-106. Uma parte do líquido de acumulador nafta é devolvida à coluna como reflux, o resto esvtá retirado como nafta selvagem.
O produto de fundo de estabilizador é enviado a coluna de fraccionadora V-107, onde um corte de nafta de flash alto é levado como em cima produto. Luz querosene ação básica está retirada do fractionator como um sidestream.
Atravessa querosene strip-teaser V-108 lateral ajustar seu ponto de flash e esfriado em E-Hl e E-112 antes de enviar a armazenamento. O estabilizador coluna é reboiled através de aquecedor incendiado H-103.
A coluna Fraccionadora assenta fluxo a coluna de splitter V-110 onde aviação querosene de turbina está retirado como um em cima produto. Antioxidante é injetou no produto de ATK antes de fosse enviado finalmente a armazenamento. O coluna de splitter está aquecida em um reboiler de recirculação-tipo forçado, o calor, contanto pelo H- incendiou aquecedor.
O produto de fundo é bombeado por ar E-114 mais fresco e ornamento de água E- mais fresco para armazenamento como querosene pesado. Este produto é usado como uma mistura ação para diesel ou como cortador para vários graus de óleo combustível.
As condições operacionais de uma unidade de hidrotratamento de querosene são mostradas dentro da tabela 3-2. O alimento correspondente e propriedades de produto, unidade rende, e consumo de utilidade é mostrado nas tabelas 3-1 e 3-3.
6. Conclusão
Refinar petróleo é, portanto, separar as frações desejadas, processá-las e lhes dar acabamento, de modo a se obterem produtos comerciais. E devido ao desenvolvimento da indústria de refino de petróleo e da petroquímica provocou implantação de novas
3. Refinaria – Wikipédia, a enciclopédia livre.htm
