Refinação Do Petróleo

Transcript

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO PIAUÍ CAMPOS TERESINA CENTRAL GERENCIA DE ENSINO SUPERIOR – GENS COORDENAÇÃO DOS CURSOS DE BIOLOGIA E QUÍMICA CURSO: LICENCIATURA EM QUIMICA DISCIPLINA: Química Orgânica I MODULO: II PROF – Miguel Júnior REFINAÇÃO DO PETRÓLEO Pode ser de diversos tipos: Térmico: grandes cadeias de hidrocarbonetos são aquecidas a altas temperaturas (e algumas vezes a altas pressões também) até que elas se quebrem (craqueiem). Vapor: vapor de alta temperatura (816°C) é usado para craquear etano, butano e nafta em etileno e benzeno, que são usados para fabricar produtos químicos; Viscorredução: os resíduos da torre de destilação são aquecidos (482°C), resfriados com gasóleo e rapidamente colocados em uma torre de destilação. Este processo reduz a viscosidade de óleos pesados e produz o alcatrão; Coqueamento: os resíduos da torre de destilação são aquecidos a temperaturas acima de 482°C até que se quebrem em óleo pesado, gasolina e nafta. Ao final do processo, sobra um resíduo pesado, quase puro, de carbono (coque). O coque é limpo e vendido. CRAQUEAMENTO Catalítico: usa um catalisador para aumentar a velocidade da reação de craqueamento. Os catalisadores incluem a zeólita, hidrossilicato de alumínio, bauxita e alumino-silicatos. Craqueamento catalítico fluido: um catalisador fluido aquecido (538°C) craqueia gasóleo pesado em óleo diesel e gasolina; Hidrocraqueamento: semelhante ao craqueamento catalítico fluído, mas usa um catalisador diferente, temperaturas menores, pressão maior e gás hidrogênio. Ele craqueia o óleo pesado em gasolina e querosene (combustível de aviação). E certos casos é preciso combinar hidrocarbonetos menores para fazer outros maiores. Este processo é chamado de reforma. O principal processo é a reforma catalítica, que utiliza um catalisador (platina, mistura platina-rênio) para transformar nafta de baixo peso molecular em compostos aromáticos, usados na fabricação de produtos químicos e para misturar na gasolina. Um subproduto importante dessa reação é o gás hidrogênio, usado para o hidrocraqueamento ou vendido separadamente. REFORMA Frações destiladas são processadas quimicamente para que impurezas como compostos orgânicos contendo enxofre, nitrogênio, oxigênio, água, metais dissolvidos e sais inorgânicos sejam removidas. O tratamento é feito nas seguintes etapas: uma coluna de ácido sulfúrico remove hidrocarbonetos insaturados (os que possuem ligações duplas carbono-carbono), compostos de nitrogênio, compostos de oxigênio e sólidos residuais (alcatrão, asfalto); uma coluna de absorção preenchida com agentes secantes para remover a água; tratamento para remover o enxofre e compostos de enxofre; RETIRANDO AS IMPUREZAS Após o tratamento das frações, elas são resfriadas e misturadas para formar vários produtos, tais como: Gasolina de vários tipos, com ou sem aditivos; Óleos lubrificantes de diferentes pesos moleculares e tipos; Querosene de vários tipos; Combustível de aviação; Óleo diesel; Óleo combustível; Diferentes tipos de produtos químicos para a produção de plásticos e outros polímeros; COMPONENTES EMANNUEL FABRÍCIA FRANCIMAR SAMUEL Pode-se transformar uma fração em outra usando um destes três métodos: Dividindo grandes cadeias de hidrocarbonetos em pedaços menores (craqueamento); Combinando pedaços menores para criar outros maiores (reforma); Rearranjando vários pedaços para fazer os hidrocarbonetos desejados (alquilação). PROCESSO DE REFINAÇÃO Em alguns casos as estruturas de moléculas em uma fração são rearranjadas para produzir outra. Isso normalmente é feito por meio de um processo chamado alquilação. Na alquilação, compostos de baixo peso molecular, como o propileno e o buteno, são misturados na presença de um catalisador como o ácido fluorídrico ou ácido sulfúrico (um subproduto da remoção de impureza de muitos produtos do petróleo). Os produtos da alquilação são hidrocarbonetos ricos em octanas, usados em tipos de gasolina para reduzir o poder de detonação. ALQUILAÇÃO O petróleo bruto é composto por diversos tipos de hidrocarbonetos: Dienos e Alcinos Alcenos Naftenos ou cicloalcanos Aromáticos Parafinas O refino de petróleo separa tudo isso em várias substâncias úteis. O processo de refino do petróleo envolve basicamente as seguintes operações: Destilação Fracionada Destilação a vácuo Craqueamento témico ou catalíticO - Durante o processo de refino ocorrem ainda outras inúmeras operações unitárias de maneira a minimizar as perdas do processo. DESTILAÇÃO FRACIONADA Os vários componentes do petróleo bruto têm tamanhos, pesos e temperaturas de ebulição diferentes. Por isso, o primeiro passo é separar esses componentes. E devido a diferença de suas temperaturas de ebulição, eles são separados por um processo chamado de destilação fracionada. Esse processo acontece da seguinte forma: PROCESSO DE REFINAÇÃO 1ª ETAPA 1- Aquecer a mistura de duas ou mais substâncias (líquidos) de diferentes pontos de ebulição a alta temperatura. O aquecimento costuma ser feito com vapor de alta pressão para temperaturas de cerca de 600°C. 2- A mistura entra em ebulição formando vapor (gases). A maior parte das substâncias passa para a fase de vapor. 3- O vapor entra no fundo de uma coluna longa (coluna de destilação fracionada) cheia de bandejas ou placas. 3.1- elas possuem muitos orifícios ou proteções para bolhas a fim de permitir a passagem do vapor 3.2- as placas aumentam o tempo de contato entre o vapor e os líquidos na coluna 3.3- elas ajudam a coletar os líquidos que se formam nos diferentes pontos da coluna 3.4- há uma diferença de temperatura pela coluna (mais quente embaixo, mais frio em cima) 4- O vapor sobe pela coluna. 5- Conforme o vapor sobe pelas placas da coluna, ele esfria. 6- Quando uma substância na forma de vapor atinge uma altura em que a temperatura da coluna é igual ao ponto de ebulição da substância, ela condensa e forma um líquido. A substância com o menor ponto de ebulição irá se condensar no ponto mais alto da coluna. Já as substâncias com pontos de ebulição maiores condensarão em partes inferiores da coluna. 7- As placas recolhem as diferentes frações líquidas. 8- As frações líquidas recolhidas podem: 8.1- passar por condensadores, onde serão resfriadas ainda mais, e depois ir para tanques de armazenamento; 8.2- ir para outras áreas para passar por outros processos químicos, térmicos ou catalíticos. Destilação a vácuo As frações que não foram separadas na primeira destilação são levadas para outra coluna que apresenta pressão inferior à atmosférica, possibilitando que as frações mais pesadas entrem em ebulição em temperaturas mais baixas, evitando assim a quebra de suas moléculas. Nesta etapa são recolhidos produtos como a graxa, parafinas, óleos lubrificantes e betume (utilizado no asfaltamento e na produção de impermeabilizantes). PROCESSO DE REFINAÇÃO 2ª ETAPA Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 09/09/2010 nº Clique para editar o estilo do título mestre Clique para editar o estilo do título mestre Clique para editar os estilos do texto mestre Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 09/09/2010 nº 09/09/2010 nº Clique para editar o estilo do título mestre 09/09/2010 nº Clique para editar o estilo do título mestre Clique para editar os estilos do texto mestre Clique para editar os estilos do texto mestre Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 09/09/2010 nº Clique para editar o estilo do título mestre Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 09/09/2010 nº Clique para editar os estilos do texto mestre 09/09/2010 nº Clique para editar o estilo do título mestre Clique para editar o estilo do título mestre Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 09/09/2010 nº Clique para editar o estilo do título mestre Clique para editar o estilo do subtítulo mestre 09/09/2010 nº Clique para editar o estilo do título mestre Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 09/09/2010 nº Clique no ícone para adicionar uma imagem 09/09/2010 nº Clique para editar o estilo do título mestre Clique para editar os estilos do texto mestre Clique para editar o estilo do título mestre Clique para editar os estilos do texto mestre Segundo nível Terceiro nível Quarto nível Quinto nível 09/09/2010 nº