Apostila - Refino, Notas de estudo de Tecnologia Industrial

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Paulo Roberto Costa Camargo

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H ISTÓRICO

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Década de 50

A Petróleo Brasileiro S.A – Petrobras foi criada pela Lei 2004 em 1953 após empenho do então presidente Getúlio Vargas. Ao ser constituída, a nova companhia recebeu do Conselho Nacional do Petróleo (CNP) os campos de petróleo do Recôncavo baiano; uma refinaria em Mataripe, na Bahia, uma refinaria e uma fábrica de fertilizantes, ambas em fase de construção, em Cubatão (SP); a Frota Nacional de Petroleiros, com 22 navios, e os bens da Comissão de Industrialização do Xisto Betuminoso. A produção de petróleo era de 430 m^3 por dia, representando 27% do consumo brasileiro. Vinha dos campos de Candeias, Dom João, Água Grande e Itaparica, todos na Bahia, que estavam em fase inicial de desenvolvimento. O parque de refino atendia a uma pequena fração do consumo nacional de derivados, que se situava em torno de 21 781 m 3 por dia, a maior parte importada.

Ao final da década de 50, a produção de petróleo já se elevava a 10 334 m^3 diários, as reservas somavam 98 000 000 m^3.

Alguns fatos marcantes dos anos 50 foram:

• início de operação da Refinaria Presidente Bernardes (RPBC), em Cubatão, São Paulo (1955)
• início de operação do Terminal de Madre de Deus, na Bahia, que torna possível exportar para Cubatão o excesso de petróleo produzido no estado (1956)
• esforço para adquirir no mercado interno quantidades cada vez maiores de materiais e equipamentos. Em 1956, a RPBC adquiriu no país 78% de seus suprimentos
• intensificação das pesquisas geológicas e geofísicas em todas as bacias sedimentares.

Década de 60

A década de 60 foi um período de muito trabalho e grandes realizações para a indústria nacional de petróleo. Em 1961, a Petrobras alcançou um de seus objetivos principais: a auto-suficiência na produção dos principais derivados, com o início de funcionamento da Refinaria Duque de Caxias (REDUC) no Rio de Janeiro. Ao longo da década, outras unidades entraram em operação: as Refinarias Gabriel Passos (REGAP), em Betim, Minas Gerais, e Alberto Pasqualini (REFAP), em Canoas, Rio Grande do Sul (1968). A expansão do parque de refino mudou a estrutura das importações radicalmente. Enquanto na época de criação da Petrobras cerca de 98% das compras externas correspondiam a derivados e só 2% a óleo cru, em 1967 o perfil das importações passava a ser 8% de derivados e 92% de petróleo bruto.

Outros destaques dos anos 60 foram:

(^1) www.petrobras.com.br

• é iniciada a exploração da plataforma continental, do Maranhão ao Espírito Santo (1961)
• a Petrobras diversifica suas fontes de suprimento, até então restritas à Arábia Saudita e Venezuela, para oito países (1965)
• é inaugurada a Fábrica de Asfalto de Fortaleza, hoje conhecida como Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste - Lubnor (1966)
• criado o Centro de Pesquisas e Desenvolvimento (Cenpes), atualmente o maior centro de pesquisas da América Latina (1966)
• é constituída a subsidiária Petrobras Química S.A (Petroquisa), para articular a ação dos setores estatal e privado na implantação da indústria petroquímica no país (1967)

Década de 70

No início dos anos 70, o consumo de derivados de petróleo duplicou, impulsionado pelo crescimento médio anual do Produto Interno Bruto a taxas superiores a 10% ao ano. Como responsável pelo abastecimento nacional de óleo e derivados, a Petrobras viu-se diante da necessidade de reformular sua estrutura de investimentos, para atender à demanda interna de derivados. Datam desse período o início de construção da Refinaria de Paulínia (REPLAN), em São Paulo, a modernização da RPBC e o início de construção da unidade de lubrificantes da REDUC.

Os anos 70 também foram marcados por crises. Os países da Organização dos Países Exportadores de Petróleo (OPEP) elevaram substancialmente os preços internacionais, provocando os chamados choques do petróleo de 1973 e 1979. Com isso, o mercado tornou-se conturbado e marcado por incertezas não apenas quanto aos preços, como também quanto à garantia do suprimento. Como importante cliente das companhias estatais dos países da OPEP, a Petrobras conseguiu manter o abastecimento ao mercado brasileiro, resultado de anos de bom relacionamento com aquelas companhias.

Para superar as dificuldades cambiais, o Governo adotou medidas econômicas, algumas diretamente ligadas às atividades da Petrobras: redução do consumo de derivados, aumento da oferta interna de petróleo. Datam desse o desenvolvimento de novas fontes de energia, capazes de substituir os derivados de petróleo. Um exemplo foi o incentivo ao uso do álcool como combustível automotivo, com a criação do Programa Nacional do Álcool. Passou a ser dada prioridade aos investimentos em exploração e produção, ocasionando aumento da produção do petróleo nacional, que passou a ocupar espaço cada vez maior na carga das refinarias.

Alguns marcos dos anos 70 foram:

• começam a operar as refinarias de Paulínia (SP), ainda hoje a maior do país (1972), e Presidente Getúlio Vargas (REPAR), em Araucária, Paraná (1977)
• entra em operação o Complexo Petroquímico de São Paulo - I Pólo Petroquímico (1972)
• as refinarias de Capuava e Manaus são adquiridas pela Petrobras (1974)
• pela primeira vez no Brasil, é realizada a extração de óleo de xisto, com a entrada em operação da Usina Protótipo do Irati, em São Mateus do Sul, Paraná (1972)
• começa a produção de petróleo na bacia de Campos, com um sistema antecipado instalado no campo de Enchova (1977)
• inaugurada a Central de Matérias-Primas da Copene, subsidiária da Petroquisa, em Camaçari, Bahia (1978)

garantam o atendimento à crescente exigência da sociedade brasileira por combustíveis e lubrificantes de melhor qualidade.

Em agosto de 1997, a Petrobras passou a atuar em um novo cenário de competição instituído pela Lei 9.478, que regulamentou a emenda constitucional de flexibilização do monopólio estatal do petróleo. Com isso, abriram-se perspectivas de ampliação dos negócios e maior autonomia empresarial. Em 1998, a Petrobras posicionava-se como a 14ª maior empresa de petróleo do mundo e a sétima maior entre as empresas de capital aberto, segundo a tradicional pesquisa sobre a atividade da indústria do petróleo divulgada pela publicação Petroleum Intelligence Weekly.

Outros fatos importantes dos anos 90:

• o decreto 99.226, de abril de 1990, determina a extinção da Interbrás e da Petromisa
• assinado o Acordo Brasil-Bolívia, para importação de gás natural, com a construção de um gasoduto de 2.233 quilômetros (1993)
• é modificado o estatuto da Petrofertil, de forma a permitir sua atuação no segmento do gás natural (1996). Mais tarde, a Petrofertil tem sua razão social alterada para Petrobras Gás S.A - Gaspetro (1998)
• é superada a marca de produção de um milhão de barris diários de petróleo (1997)
• é criada a Petrobras Transporte S.A - Transpetro, com o objetivo de construir e operar dutos, terminais, embarcações e instalações para o transporte e armazenagem de petróleo e derivados, gás e granéis (1998)
• é inaugurada a primeira etapa do gasoduto Bolívia-Brasil, entre Santa Cruz de la Sierra, na Bolívia, e Campinas (SP). Maior obra do gênero na América Latina, o gasoduto vai permitir que se amplie consideravelmente a participação do gás natural na matriz energética brasileira, (1999).

PETRÓLEO

Os primeiros poços de petróleo foram escavados praticamente à mão, com ferramentas rudimentares, em 1700, e não passavam dos 30 metros de profundidade. No entanto, como produto de grande utilização, o petróleo só começou a ter importância em 1859, quando foi realmente perfurado o primeiro poço nos Estados Unidos, utilizando equipamentos que foram os precursores das atuais sondas de perfuração.

Sua primeira aplicação em larga escala foi na iluminação das casas e das cidades, substituindo o óleo de baleia. Com o tempo, passou também a ser empregado nas indústrias, no lugar do carvão. Contudo, um acontecimento notável fez do petróleo o combustível que move o mundo: a invenção dos motores a gasolina, que passaram a movimentar os veículos, até então puxados por tração animal ou movidos a vapor.

Condições geológicas tão especiais determinaram a distribuição do petróleo de maneira bastante irregular na superfície terrestre. Existem no mundo alguns pólos de petróleo, ou seja, regiões que reuniram características excepcionais para seu aparecimento. O maior exemplo é o Oriente Médio, onde estão cerca de 65% das reservas mundiais de óleo e 34% das de gás natural. É interessante notar que as seis maiores reservas de petróleo do mundo estão em países de pequena extensão territorial: Arábia Saudita, Iraque, Kuwait, Abu Dhabi, Irã e Venezuela. Isso demonstra que, como qualquer recurso mineral, a distribuição de jazidas de petróleo não tem relação com o tamanho do país ou seu grau de desenvolvimento, mas depende somente de fatores controlados pela natureza. A distribuição pouco uniforme do petróleo nas várias regiões do mundo determinou que existam hoje apenas 80 países produtores, em maior ou menor escala.

A Tabela 1 mostra, em percentuais, os países que possuem as maiores reservas de petróleo (óleo + gás).

No Brasil, grandes estados, como o Maranhão e o Pará, apesar de possuírem bacias sedimentares e de já terem passado por vários processos exploratórios, ainda têm pouca ou nenhuma reserva de petróleo. A maior parte de nossas reservas (cerca de 85%) está localizada no mar, na Bacia de Campos, em frente ao Estado do Rio de Janeiro, um dos menores do país. As reservas totais brasileiras somavam, ao final de 1999, 17,3 bilhões de barris de petróleo (óleo + gás), sendo 14,3 bilhões de barris de óleo e 468,4 bilhões de metros cúbicos de gás natural (equivalentes a 3 bilhões de barris de óleo equivalente). As reservas provadas brasileiras somavam, no mesmo período, 9,5 bilhões de barris de petróleo (óleo + gás), sendo 8,1 bilhões de barris de óleo e 228,7 bilhões de metros cúbicos de gás (equivalentes a 1,4 bilhão de barris de óleo equivalente). Mesmo depois das megafusões entre grandes companhias de petróleo que aconteceram nos últimos anos, as reservas brasileiras ainda estão em quarto lugar no ranking das maiores reservas conhecidas. O total mundial de reservas provadas de petróleo (óleo + gás) é de cerca de 1,2 trilhão de metros cúbicos (ou cerca de 7,4 trilhões de barris), dos quais 57% estão concentrados nos países árabes próximos ao Golfo Pérsico.

Hoje, o gás é considerado um combustível nobre, por causa das muitas vantagens decorrentes de sua utilização, sejam econômicas, ambientais e de processo sobre outros combustíveis. Entre essas vantagens, podem ser citadas: a preservação da qualidade do ar, a possibilidade de substituir qualquer fonte de energia convencional e o fato de ser um produto acabado (já está praticamente pronto para a utilização, quando extraído), não necessitando de estoques e permitindo redução de custos. Na indústria, o emprego do gás representa redução de despesas com manutenção de equipamentos, porque a queima completa do gás não deixa resíduos nos fornos e caldeiras. Há, também, comprovada melhoria de rendimento dos equipamentos em relação ao óleo combustível, sem falar na diminuição dos gastos com transporte, porque o gás é entregue diretamente através de dutos, a partir das fontes de produção.

Uma aplicação do gás que vem sendo incentivada é como combustível automotivo. É o Gás Natural Veicular (GNV), utilizado em frotas de ônibus urbanos e táxis, que permite a redução à metade da emissão de gases poluentes. Além disso, é um combustível mais barato e aumenta a vida útil dos veículos.

Outro uso para o gás natural que está sendo muito estimulado pelo governo é em usinas termelétricas. Atualmente, a Petrobras participa, associada à iniciativa privada, de 23 projetos de construção de termelétricas, de norte a sul do Brasil, que deverão entrar em operação entre 2001 e 2004. Desses projetos, 12 são de usinas produtoras apenas de energia elétrica. Os outros serão destinados à cogeração, ou seja, vão produzir energia elétrica e vapor, utilizado no processo industrial das unidades da Petrobras, principalmente nas refinarias.

Este empreendimento vai garantir a geração de 930 MW de energia elétrica para a região amazônica, utilizando cinco milhões de metros cúbicos/dia de gás natural produzidos nos campos de Urucu e Juruá, no Alto Amazonas. O gás será transferido até Coari, no rio Solimões, através de um gasoduto de 280 quilômetros e outro, com 420 quilômetros de extensão será construído para levar o gás até Manaus. Também faz parte do projeto, um gasoduto de cerca de 500 quilômetros de extensão de Urucu para Porto Velho (RO), para transportar o gás natural que será consumido nas usinas termelétricas da região.

Estendendo-se por 3 150 quilômetros, o gasoduto Bolívia-Brasil é um empreendimento de US$ 2 bilhões, que consolida o processo de integração energética da América Latina. O gasoduto atravessa os estados do Mato Grosso do Sul, São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul e vai fornecer, até 2003, cerca de 30 milhões de metros cúbicos de gás natural. Com isso, a participação desse combustível na matriz energética nacional aumentará de 2,8% para 12%.

O empreendimento é o primeiro modelo empresarial de parceria da Petrobras com participação de empresas privadas internacionais, de países como a Austrália, México e Reino Unido, entre outros. Para sua construção e operação foram criadas três empresas ligadas a Gaspetro (subsidiária da Petrobras): Transportadora Brasileira Gasoduto Bolívia-Brasil (TBG), que vai operar o trecho no nosso país; Petrobras Gasoduto Bolívia- Brasil S. A. (Petrogasbol), responsável pela construção em território boliviano; e a Gás Transboliviano (GTB), para operar o trecho na Bolívia.

Dos 430 m^3 /d de petróleo produzidos quando foi criada, a Petrobras chega ao final do ano 2000 com produção de cerca de um milhão e 300 mil barris por dia de óleo e 39 milhões de metros cúbicos diários de gás natural. Aproximadamente 61% desse total vêm do mar e são produzidos através de uma centena de plataformas, fixas e flutuantes. Em terra, os estados produtores são Amazonas, Ceará, Rio Grande do Norte, Alagoas, Sergipe, Bahia e Espírito Santo. No mar, a Petrobras extrai petróleo no litoral dos estados

do Ceará, Rio Grande do Norte, Alagoas, Sergipe, Bahia, Espírito Santo, Rio de Janeiro, São Paulo e Paraná.

Caracterização do petróleo

O petróleo é uma matéria-prima essencial à vida moderna, sendo o componente básico de mais de 6 000 produtos. Gasolina, querosene de aviação (QAV), gás de cozinha (GLP), diesel, solventes, lubrificantes, borrachas, plásticos, tecidos sintéticos, tintas, e até mesmo energia elétrica são exemplos de produtos oriundos do petróleo. O petróleo é responsável ainda por cerca de 34% da energia utilizada no Brasil e por 45% de toda a energia nos Estados Unidos.

De uma maneira geral o petróleo (também chamado óleo cru) é uma mistura complexa de hidrocarbonetos e contaminantes orgânicos e impurezas inorgânicas tais como: água, sais e sedimentos. Os hidrocarbonetos são substâncias compostas somente por átomos de carbono (C) e de hidrogênio (H), formando diversos tipos de moléculas. As diferenças entre as propriedades físicas e químicas destes hidrocarbonetos são muito grandes, resultando em uma diversidade de características do petróleo. Uma propriedade que é bastante utilizada tanto na separação quanto na caracterização dos petróleos é o ponto de ebulição, isto é, a temperatura em que a substância química passa para estado vapor. Os constituintes do petróleo, a temperatura ambiente, são gases, líquidos ou sólidos.

Apesar de assemelhar-se a um produto líquido, na verdade o petróleo é uma emulsão constituída por componentes no estado líquido, o qual estão dispersos componentes gasosos e sólidos. Esses componentes podem ser separados utilizando-se a propriedade de que seus pontos de ebulição são diferentes e assim por aquecimento alguns componentes vaporizam-se antes do que outros.

Os hidrocarbonetos são classificados como parafínicos, naftênicos, aromáticos e olefínicos (e suas combinações) de acordo com as formas de ligação dos seus átomos de carbono (Figura 1).

H C C H

H H H H CH H H

H H C C H

H H H

C

H H H

H C C H

H H C H

H H H C H metano H CH (^4)

propano C 3 H (^8)

metano C 2 H (^6)

H C C H

H H H

C

H H

C

H H H n-butano C 4 H (^10)

H C C H

H H H

C

H H

C

H H

C

H H H n-pentano C 5 H (^12)

isobutano C 4 H (^10)

H C C H

H H C

H H H C H H

C H

H H

isopentano C 5 H (^12)

PARAFÍNICOS

C H C H

H H H

C C C C H

H C C H

H H H

C C C C H

C

H C C C H benzeno C 6 H (^6)

naftaleno C 10 H 8

AROMÁTICOS

C C H

H

H H

H

C C C H ciclopentano C 5 H (^10)

H C C

H

H H

H

C

C C C H (^) ciclohexano C 6 H (^12)

H H

H

H (^) H

H

H H

H H

NAFTÊNICOS (OU CICLOALCANOS)

Figura 1 – Exemplos de hidrocarbonetos

Tabela 2 - Classificação do petróleo em relação ao ºAPI Densidade (ºAPI) Classificação 40 ou maior Extra leve 33 - 40 Leve 27 - 33 Médio 19 - 27 Pesado 15 - 19 Extra pesado 15 ou menor Asfáltico

Os principais contaminantes do petróleos são os compostos que contém enxofre, nitrogênio, metais e oxigênio (Figura 3). Petróleos ácidos ou acres são os que possuem composto de enxofre em alta percentagem, tendo cheiro peculiar; já os tipos doces contam com baixo teor de enxofre. Normalmente classificam-se como petróleos ácidos aqueles que contêm gás sulfídrico em concentração acima de 380 mililitros por 100 litros, sendo perigosamente tóxicos. Já os óleos doces não contêm gás sulfídrico.

Figura 3 – Principais contaminantes do petróleo

Esses contaminantes trazem uma série de inconvenientes tanto durante o seu processamento quanto na sua utilização final. A presença desses compostos prejudica o rendimento dos produtos finais, envenena catalisadores, provoca corrosão dos materiais e aumenta a poluição (Tabela 3).

Tabela 3 – Problemas que os contaminantes trazem ao processamento e aos produtos finais Substâncias orgânicas com: Problemas

Enxofre

Corrosão toxidez poluição Nitrogênio Instabilidade térmica Oxigênio Acidez, corrosividade Metais Agressão a materiais

A Figura 4 mostra um resumo dos constituintes do petróleo e a sua classificação. O petróleo dessa forma é composto por hidrocarbonetos alifáticos (ligações simples carbono-carbono) e aromáticos (ligações duplas alternadas em cadeias fechadas). As olefinas (hidrocarbonetos de cadeias abertas com ligações duplas) são compostos instáveis e praticamente não são encontrados no petróleo, porém durante o

processamento, são gerados e fazem parte da constituição dos derivados. Além disso, há os outros não hidrocarbonetos que sãos os contaminantes do petróleo.

ALIFÁTICOS

HIDROCARBONETOS (C,H)

RESINAS

ASFALTENOS

CONTAMINANTES ORGÂNICOS

NÃO HIDROCARBONETOS (C, H, S, N, O, METAIS)

OLEFINAS (TRAÇOS)

AROMÁTICOS

CADEIAS RETAS (N-)

CADEIAS CÍCLICAS

CADEIAS RAMIFICADAS (ISO) MONONUCLEARES POLINUCLEARES

Figura 4 – Constituintes do petróleo.

Outra forma de caracterizar o petróleo seria quantificar os compostos de acordo com a faixa de temperatura em que esses entram em ebulição. Utilizando-se um processo físico (destilação), podem-se separar os componentes do petróleo. Embora existam nos laboratórios equipamentos sofisticados com alto grau de fracionamento (separação) os produtos da destilação, também conhecido como corte ou fração do petróleo, é ainda uma mistura complexa de hidrocarbonetos e contaminantes.

Em laboratório, para avaliar o petróleo e seus derivados, executa-se um ensaio conhecido como Ponto de Ebulição Verdadeiro (PEV) que é normalizado pela ASTM pela norma D-2892 (Figura 5). Nesse ensaio adiciona-se uma amostra do petróleo ou derivado no interior e eleva-se a temperatura em patamares. Assim os componentes com os menores pontos de ebulição vaporizam-se e percorrem a coluna onde ocorre o fracionamento. No topo, os vapores entram em contato com a serpentina na qual circula um fluido refrigerante condensando-se. O líquido formado retorna a coluna em refluxo. Existe ainda uma válvula solenóide que se mantém fechada, abrindo-se por alguns instantes. Quando essa válvula abre, recolhe-se então o líquido condensado da serpentina. A relação entre o tempo de fechamento e abertura é geralmente 4:1.

O líquido é recolhido até que se atinja 3% do volume inicial da amostra, quando então é anotada a temperatura do topo. Dessa forma, pode-se construir um gráfico de porcentagem volumétrica recolhida versus temperatura do vapor. Esse gráfico é utilizado para prever-se o rendimento do petróleo para os principais derivados. Esse ensaio possui um alto grau de fracionamento, no entanto, é caro e demorado. Dessa forma procura-se realizar outros ensaios mais baratos e mais rápidos e por correlações matemáticas obter a curva PEV.

Um exemplo de curvas PEV é apresentado na Figura 6. Observa-se que à medida que se aumenta a temperatura aumenta a quantidade da fração recolhida. O gráfico mostra um exemplo de previsão de rendimento para uma faixa de temperatura compreendida entre T2 e T1. Observa-se que a quantidade recolhida para essa faixa de temperaturas é menor para o petróleo A que a do petróleo B.

Processamento primário

O petróleo produzido nos campos segue para separadores trifásicos (Figura 7) onde é retirado o gás natural e a água livre. Durante o processo de produção, parte da água do reservatório se mistura com o óleo na forma de gotículas dispersas gerando uma emulsão água-óleo. O separador trifásico não consegue remover essas gotículas de água que estão forma coloidal. Dessa forma é realizada uma etapa, a desidratação, para retirar o máximo da água emulsionada do óleo. A desidratação é realizada em vasos nos quais é aplicada uma tensão elétrica. As gotículas de água se coalescem e são separadas do óleo por decantação.

Um outra forma de separar as gotículas de água dispersas no meio oleoso, é a injeção de substâncias químicas chamadas desemulsificantes para ajudar a romper a emulsão.

Figura 7 - Separador trifásico retirando a água livre e o gás associado.

Já o gás natural é submetido a um processo no qual são retiradas partículas líquidas, que vão gerar o gás liqüefeito de petróleo (GLP) ou gás de cozinha. Depois de processado, o gás é entregue para consumo industrial, inclusive na petroquímica. Parte desse gás é reinjetado nos poços, para estimular a produção de petróleo.

O processamento primário permite então que o óleo atenda as especificações exigidas pelas refinarias:

• um mínimo de componentes leves,quantidades de sais abaixo de 300 mg/L de óleo,quantidade de água e sedimentos abaixo de 1% (do volume de óleo). Essa quantidade é conhecida como BS&W ( Basic Sediments and Water ).

A redução de água é importante também para reduzir o volume total de óleo a ser transportado paras refinarias.

Logística

O petróleo é armazenado e posteriormente enviado para as refinarias por navios tanques ou por óleos dutos. A Petrobras possui extensa rede de dutos que interligam campos petrolíferos, terminais marítimos e terrestres, bases de distribuição, fábricas e aeroportos. A malha de transporte é formada por cerca de 15 300 quilômetros de dutos, 53 terminais (dez marítimos, três fluviais, 29 terrestres e 11 terminais em portos de terceiros) e um sistema de armazenamento com capacidade para 415 000 000 m^3 de produtos. O sistema de transporte se completa com a frota de 114 navios-tanques, dos quais 64 são próprios, representando uma capacidade total de transporte de sete milhões de toneladas de porte bruto.

Petróleo, gás e derivados podem ser transportados por navios ou dutos. É um sistema integrado que faz a movimentação desses produtos dos campos de produção para as refinarias, quando se trata do petróleo produzido aqui, ou a transferência do petróleo importado descarregado nos terminais marítimos para as unidades de refino. Depois de processados nas refinarias, os derivados passam também pela rede de transporte em direção aos centros consumidores e aos terminais marítimos, onde são embarcados para distribuição em todo o país.

O gás natural é transferido dos campos de produção para as plantas de gasolina natural, onde, depois de processado para a retirada das frações pesadas, é enviado aos grandes consumidores industriais e à rede de distribuição domiciliar.

Os dutos são classificados em oleodutos (transporte de líquidos) e gasodutos (transporte de gases) e em terrestres (construídos em terra) ou submarinos (construídos no fundo do mar). Os oleodutos que transportam derivados e álcool são também chamados de polidutos. Outra modalidade de transporte, como o rodoviário e o ferroviário, é ocasionalmente empregada para a transferência de petróleo e derivados.

Os dutos são o meio mais seguro e econômico para transportar grandes volumes de petróleo, derivados e gás natural a grandes distâncias. Além disso, o sistema permite a retirada de circulação de centenas de caminhões, economizando combustível e reduzindo o tráfego de veículos pesados nas estradas.

Abaixo é apresentada uma lista das refinarias da Petrobrás:

• Refinaria Landulpho Alves - (RLAM) - Mataripe, Bahia
• Refinaria Presidente Bernardes - (RPBC) - Cubatão, São Paulo
• Refinaria Duque de Caxias - (REDUC) - Campos Elíseos, Rio de Janeiro
• Refinaria Gabriel Passos - (REGAP) - Betim, Minas Gerais
• Refinaria Alberto Pasqualini - (REFAP) - Canoas, Rio Grande do Sul
• Refinaria de Paulínia - (REPLAN) - Paulínia, São Paulo
• Refinaria de Manaus - (REMAN) - Manaus, Amazonas
• Refinaria de Capuava - (RECAP) - Mauá, São Paulo
• Refinaria Presidente Getúlio Vargas (REPAR) - Araucária, Paraná
• Refinaria Henrique Lage - (REVAP) - São José dos Campos, São Paulo
• Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste - (Lubnor) - Fortaleza, Ceará

Além das refinarias localizadas no Brasil, a Petrobras também possui duas refinarias na Bolívia, adquiridas em 1999 (Refinarias Guilhermo Elder Bell e Gualberto Villarroel). As unidades industriais da Petrobras se completam com duas fábricas de fertilizantes nitrogenados (FAFEN), localizadas em Laranjeiras, Sergipe, e em Camaçari, Bahia. Recentemente também foi adquirida a Peres Companc, o maior grupo privado da América do Sul, incorporando mais duas refinarias na Argentina e na Bolívia, várias unidades petroquímicas e campos de produção espalhados na América Latina.

Operam ainda no Brasil as refinarias Ipiranga, no Rio Grande do Sul, e Manguinhos, no Rio de Janeiro, ambas pertencentes a grupos privados.

Em suas instalações de refino, a Petrobras tem capacidade para produzir cerca de 1 milhão e 800 mil barris de derivados por dia, atendendo à demanda interna e gerando excedentes que são exportados. A participação do petróleo produzido no Brasil na carga das refinarias é de cerca de 70%; o restante representa petróleo importado para complementar o consumo brasileiro de derivados, que é de cerca de 1,69 milhão de barris por dia. Entre os principais fornecedores de petróleo ao Brasil estão a Nigéria, a Arábia Saudita, a Argentina e a Venezuela.

ESQUEMA DE REFINO

Visão Geral da Refinaria

Na refinaria, o petróleo é recolhido aos tanques de armazenamento após ser transportado por via marítima ou terrestre e depois de ter percorrido, às vezes, milhares de quilômetros. Assim, muitas vezes, acentuada variação de viscosidade ou maior ou menor teor parafínicos (que possuem uma grande facilidade de cristalização) pode acarretar distúrbios no funcionamento dessas unidades e mesmo posterior paralisação.

O refino do petróleo constitui-se da série de etapas operacionais, para obtenção de produtos determinados. Refinar petróleo é, portanto, separar as frações desejadas, processá-las e industrializá-las, transformando-as em produtos vendáveis.

Em tese é possível obter de qualquer petróleo todos os derivados, no entanto a quantidade de unidades operacionais impediria tal proposição devido à inviabilidade econômica da refinaria. Há petróleos que necessitam poucas etapas operacional para obtenção dos derivados na qualidade requerida devido as características intrínsecas do petróleo e conseqüentemente são mais valiosos. Há outros, no entanto enquanto que outros necessitam de várias etapas operacionais e por isso são mais baratos.

Dessa forma, uma vez que não existe apenas um tipo de petróleo, as características dos diferentes tipos de petróleo, como também as necessidades do mercado, vão determinar quais derivados podem ser mais bem obtidos e, daí, como uma refinaria deve operar. Assim, nem todos os derivados podem ser obtidos na qualidade requerida direta e economicamente a partir de qualquer petróleo e também por isso as refinarias não são sempre iguais. Dessa forma, nem todos os derivados são gerados de uma só vez em um mesmo local na refinaria.

Quase sempre, eles são obtidos após a seqüência de vários processos que transformam um ou mais fluidos (gás ou líquido), que servem de entradas do processo, em outros fluido, chamados saídas do processo. Os fluidos em uma refinaria, sejam entrada ou saída de algum processo são conhecidos com correntes (Figura 8).

GÁS PETRÓLEO

PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS PRODUTOS QUÍMICOS

Entrada ou Carga Saída

PRODUTOS FINAIS ou ACABADOS

PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS SUBPRODUTOS

Unidade de Processo

GÁS PETRÓLEO

PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS PRODUTOS QUÍMICOS

Entrada ou Carga Saída

PRODUTOS FINAIS ou ACABADOS

PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS SUBPRODUTOS

Unidade de Processo

Unidade de Processo

Figura 8 – Entradas e saídas de unidades de processos.

Nas refinarias, o petróleo é submetido a diversos processos (também chamados unidades de refino) que são um conjunto de equipamentos responsáveis por uma etapa do refino.

Alguns derivados são produzidos na saída da primeira unidade enquanto outros só após o process11amento de várias unidades. Assim toda unidade realiza algum processamento sobre uma mais entrada gerando uma ou mais saída.

Cada refinaria é construída de acordo com o tipo de petróleo e necessidades do mercado. Assim, as refinarias são constituídas de conjunto (arranjo) próprio das unidades de modo a compatibilizar o tipo de petróleo e a necessidades dos derivados. Esse arranjo é chamado de Esquema de Refino (Figura 9).

Um esquema de refino define e limita o tipo e a quantidade de derivados. Por isso, alguns derivados só podem ser produzidos em determinadas refinarias. Além disso, as quantidades dos derivados produzidos em determinada refinaria variam de acordo com o tipo de petróleo processado. Os petróleos mais leves geram maior quantidade de GLP e naftas. Já os petróleos pesados resultam em maiores volumes de óleos combustíveis e asfaltos. Há também os derivados médios, como o óleo diesel e o querosene.

Figura 9 – Exemplos de esquemas de refino.

Durante a vida de uma refinaria pode mudar o tipo de petróleo que ela recebe, como também podem mudar as especificações (qualidade) ou a demanda (quantidade) dos derivados por ela produzidos. Assim toda refinaria tem um certo grau de flexibilidade. Isto é, a capacidade de reprogramação dinâmica na operação do seu esquema de refino, que permite reajustar o funcionamento das unidades para se adequar às mudanças no tipo de óleo e nas necessidades do mercado e ambientais. Obviamente o grau de flexibilidade das refinarias depende principalmente do seu esquema de refino.

Mesmo diferentes, nos esquemas de refino e no grau de flexibilidade, todas as refinarias da Petrobrás têm pelo menos algumas unidades (processos) em comum: destilação, craqueamento catalíticos e tratamentos. Isso se deve às características do mercado brasileiro muito dependente da gasolina e do GLP cujas correntes de saída do processo de craqueamento catalítico vão formar. Os tratamentos são necessários para adequar os produtos às exigências da legislação ambiental. A destilação foi o primeiro processo de beneficiamento do petróleo. A sua finalidade era retira do petróleo uma fração que pudesse substituir o óleo de baleia na iluminação pública e doméstica. A queima diretamente do petróleo gerava uma quantidade muito grande de fuligem e gases tóxicos. Tentou-se, dessa forma, extrair do petróleo uma fração (querosene) que quando queimada não gerasse componentes tóxicos e menos fuligem.

Atualmente a destilação é um processo quase que obrigatório nas refinarias. É o único processo que tem como carga o óleo cru. Dependendo do tipo de petróleo, a unidade de destilação gera produtos finais e outros (intermediários) que servirão como cargas ou serão misturados com produtos de outros processos em tanques ou em linhas (isto é, em dutos). Assim, todos os processos na refinaria dependem, diretamente ou indiretamente, de alguma saída da destilação. Por isso, essa unidade está sempre presente numa refinaria de petróleo. A destilação se realiza em torres de dimensões variadas, que possuem, ao longo da coluna principal, uma série de pratos ou um recheio em várias alturas, e pode