Parque de refino nacional: construído para processar
óleos mais leves |
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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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