Edição 240 – Agosto de 2002 – Revista Petro & Química
Por melhores rendimentos
Flávio Bosco
Parque de refino nacional: construído para processar óleos mais leves
Além de produzir petróleo pesado, a Petrobras terá outro desafio: viabilizar a comercialização dos derivados desse óleo. Para isso, a empresa criou o Programa de Desenvolvimento de Tecnologias Estratégicas de Refino – Proter, que busca conciliar a crescente produção de óleos pesados com a necessidade de aumentar a oferta de óleo diesel e gasolina no mercado brasileiro – e ainda atender aos novos requisitos ambientais e de qualidade e emissão. “A empresa vinha descobrindo óleos mais pesados, e teria que adaptar a complexidade de suas unidades de processamento para refinar de um modo econômico rentável, e tirar maior proveito do óleo”, conta Luiz Fernando Leite, coordenador do Proter.

Até 2010, a Petrobras deverá investir, em suas onze refinarias, US$ 9,3 bilhões na adaptação das unidades de conversão para permitir o processamento do petróleo nacional, aumentar a capacidade de produção de diesel e gasolina, e melhorar a qualidade dos produtos. Essa adaptação ao petróleo nacional prevê a construção de novas unidades de coque e tratamento – o que significa menor produção de óleo combustível e maior produção de gasolina e diesel.

Tome como exemplo o processo de Craqueamento Térmico Brando, patenteado pela Petrobras. O processo, associado a uma seção de hidrotratamento, responde às expectativas de rendimento e qualidade a partir do gasóleo oriundo de petróleo parafínico.

Com idade média superior a 30 anos, o parque de refino nacional foi construído para processar óleos mais leves. Atualmente a companhia importa não só derivados, mas também óleo leve, que é misturado ao óleo pesado nacional para processamento em suas unidades. “Para que, do petróleo pesado, seja extraído mais gasolina e diesel, e menos óleo combustível, serão necessárias mais unidades, para converter frações pesadas em frações mais leves. É este tipo de tecnologia que desenvolvemos no Cenpes”, explica o coordenador.

Considerando a combinação óleo pesado / derivados de maior valor, o Proter vem desenvolvendo novas rotas tecnológicas para reduzir o volume de investimentos necessários e aumentar os ganhos resultantes da maximização da conversão de frações residuais. Desde 1994, quando foi implantado, o programa deve gerar uma redução de custos de cerca de US$ 1 bilhão para a Petrobras – parte das inovações já foram comercialmente comprovadas e estão sendo aplicadas. “O Proter foi criado com o objetivo de processar o petróleo nacional da maneira mais rentável possível e, até 2005, substituir a importação de óleos leves. Essa meta pode ser considerada atingida, porque até 2005 as tecnologias existentes permitirão chegar ao objetivo”.

Fundo de barril

No início dos anos 80, o programa “Fundo de Barril” permitiu adequar o perfil de produção das refinarias do Sistema Petrobras com a demanda nacional – o que proporcionou uma substancial economia de divisas. O programa baseou-se em modificações nos projetos ou condições operacionais em algumas de suas unidades, para reduzir a produção de óleo combustível e aumentar a produção de diesel – fundamentado num perfil nacional de demanda.

A empresa já dispõe de algumas unidades de fundo de barril – porém em número insuficiente para atender às atuais demandas. Na Refinaria Presidente Bernardes – RPBC, as unidades de coqueamento processam até 80% do resíduo de vácuo para produzir gás, gasolina, gasóleo e coque. O gasóleo é incorporado aos outros componentes que servem de carga às unidades de craqueamento catalítico.

Dentro do programa de modernização das refinarias do Sistema Petrobras, a empresa planeja construir unidades de coqueamento nas refinarias Gabriel Passos – Regap e de Paulínia – Replan.

O desenvolvimento da tecnologia do coqueamento retardado levou a uma nova configuração de processo, maximizando o rendimento de destilados e reduzindo em 10% o rendimento de coque. Um simulador e otimizador – SimCoque – vem sendo testado pela companhia.

Desenvolvimentos tecnológicos

A Unidade de Craqueamento Catalítico Fluido para Conversão de Resíduos – RFCC é um exemplo dos resultados já obtidos pelo Proter: o projeto básico de três unidades com essa rota para craqueamento permitirá à Petrobras um aumento de 15% para 23% na capacidade de processamento de resíduo.

Uma unidade instalada na Refinaria de Capuava, com capacidade de três mil m³/dia, processa uma carga composta por 90% de resíduo atmosférico de petróleo do campo de Albacora, com resíduo carbono Conradson de aproximadamente 8.0. Outra unidade RFCC, com capacidade para processar 10 mil m³ está operando na Rlam, e uma terceira unidade, de sete mil m³/dia está sendo implantada na Refap.

Muitos dispositivos do conversor de FCC têm sido aprimorados, como o Sistema Avançado de Separação – PASS, ciclone diretamente conectado à saída do riser, com desenho especial, e o Ultramist, dispositivo injetor que produz uma névoa com menor tamanho de gotículas.

Além de serem pesados – em média 19º API – e possuírem maiores teores de BSW, os óleos apresentam índices de acidez naftênica e maior conteúdo de compostos nitrogenados e metais que tornam o refino mais complicado – já que o nitrogênio interfere no rendimento nos processos de conversão. Isso faz com que o esquema de refino tenha que ser adaptado para um processamento rentável.

A saída é desenvolver catalisadores especiais, mais resistentes à ação do níquel, para processar esse tipo de óleo. Em parceria com a Akzo Nobel, a companhia vem desenvolvendo tipos de catalisadores com propriedades textuais diferenciadas – que elevam a probabilidade de moléculas grandes alcançarem os sítios funcionais do catalisador. Foi desenvolvido também um sistema catalítico com alta tolerância aos metais pesados – reduzindo a formação de coque e obtendo mais gasolina. “Participamos de um projeto multicliente na Universidade de Tulsa / EUA. Interagir com outros grupos traz muitas idéias e modos distintos de ver o mesmo problema”, avalia Leite.

Em conjunto com ao japonesa Kobe Steel, a Petrobras vem desenvolvendo o processo e sistema catalítico para hidrocraqueamento de resíduo de vácuo de petróleo, usando o minério de limonita como matéria prima para a geração do catalisador.

Já o índice de acidez naftênica traz conseqüências aos equipamentos e tubulações. “Devido ao índice de acidez naftênica maior, buscamos tecnologias para mitigar os problemas relativos à corrosão”.

Além dos engenheiros e técnicos alocados no Cenpes, o Proter desenvolve tecnologias com universidades, centros de pesquisas e empresas, como a Unicamp (projeto de hidropirólise para conversão de resíduos e fluidodinâmica computacional), USP (modelos de simulação de reformadores), UFRJ (biotecnologia e modelagem cinética de hidrorrefino), IPT (gaseificação), Coppe (sistema preditor de corrosão), Universidade Western, no Canadá (modelagem de riser), Instituto Francês de Petróleo (hidrocraqueamento) e GKSS Forschungszentrum (permeação por membranas).

O orçamento destinado pela Petrobras ao Proter gira em R$ 7,5 milhões anuais – valor investido no desenvolvimento de tecnologias que vão de encontro ao core business da Petrobras. “Desenvolvemos tecnologias e aplicamos no parque de refino. 0,5% de ganho na conversão de gasolina em uma unidade traz de milhões de dólares por ano. Existem licenciadores, que não possuem refinarias, e ganham dinheiro vendendo tecnologias, mas esse não é nosso core business”.

O programa poderá trazer economia de até US$ 1 bilhão em redução nos custos operacionais e de investimento, substituição de óleos importados, e aumento na taxa de conversão de resíduo.

Rotas alternativas

Outros processos vem sendo desenvolvidos em diversas áreas, como a hidropirólise, emulsão combustível, dessulfurização e desnitrogenação microbiológica, recuperação de hidrogênio via separação por membranas.

Um dos objetivos é desenvolver processos biotecnológicos alternativos aos tratamentos físico-químicos. Os resultados podem implicar na redução de unidades operacionais para o tratamento do óleo. “No caso do biorrefino, as pesquisas prevêm a utilização de microorganismos como biocatalisadores na remoção de enxofre e nitrogênio, melhorando a viscosidade e o grau API”, finaliza Leite.
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