PROCESSOS DE CONVERSÃOObjetivos

Aumentar o valor comercial de frações menos valorizadasEx. resíduos pesados nafta e LPG

Melhorar as características de um combustível Ex. reformade uma nafta de baixa octanagem produto reformadousado para misturar com nafta para formulação de gasolinaou para extrair compostos aromáticos

Reduzir impurezas indesejáveis controle ambiental ouevitar venenos catalíticos Ex. Hidrotratamento de cargas denafta para a reforma catalítico, compostos de S e N

70

• Processos de conversão térmicos –somente calor é usado

• Processos de conversão catalíticos -energia de ativação e seletividade

PROCESSOS DE CONVERSÃO

71

• Coqueamento – “coking” – carga: resíduospesados com teores altos de asfaltenos emetais

• Visco-redução - “viscosity breaking”

• Craqueamento a vapor “steam cracking”-produção de olefinas

PROCESSOS DE CONVERSÃOTÉRMICOS – PRINCIPAIS TÉCNICAS

72

REAÇÕES DE CRAQUEAMENTO TÉRMICO

CISÃO LIGAÇÃO

CISÃO LIGAÇÃO 73

Processo de Coqueamento Retardado “Delayed Coking”

Tambores de

coqueamento

Fornalha

Fracionador

(torre de destilação)

Separador

5

6

5 e 6 Stripper

Coluna para

recuperação

de gases

S. Matar, L.F. Hatch – “Chemistry of Petrochemical Processes”, Gulf Professional Publishing, Houston, 2000,

Pág. 58

74

Steam = vapor d’água

Cargas e produtos obtidos pelo

processo de coqueamento retardado

~482 – 510oC

75

Tipos de coque de petróleo e suas

aplicações

Óleos c/ teores

de S menores

do que 2,5% em

peso

76

Coques:Tipos shot e esponja

77

Fonte: https://www.e-education.psu.edu/fsc432/content/two-kinds-coke

Agregados de microesferas

~5 mm diâmetro

Estrutura porosa tipo esponja

Coque agulha

78

79

https://events.steelmintgroup.com/china-baosteel-expected-increase-needle-coke-output-20-2018/

80

Sawarkar, A.N.; Pandit, A.B.; Samant, S.D.; Joshi, J.B. – Petroleum residue upgrading via delayed cokying: a review.

The Canadian Journal of Chemical Engineering, 85, 1-14 (2007)

81

Sawarkar, A.N.; Pandit, A.B.; Samant, S.D.; Joshi, J.B. – Petroleum residue upgrading via delayed cokying: a review.

The Canadian Journal of Chemical Engineering, 85, 1-14 (2007)

82Sawarkar, A.N.; Pandit, A.B.; Samant, S.D.; Joshi, J.B. – Petroleum residue upgrading via delayed cokying: a review.

The Canadian Journal of Chemical Engineering, 85, 1-14 (2007)

Processo Flexicoking

Coque + ar + vapor

520oC

Disponível em: http://prof-marcos-iq-uerj.webnode.com/

83

Processo produz 2-4% de coque

Scrubber (lavador de gases)

Função: absorve ou reage com gases

Usado em:

HCl

SO2

NH3

Cl2

HCNH2SO4

Característica: modelo de absorvedor mais econômico

Torre empacotada

84

85

Fonte: https://www.apoioprojetos.com.br/lavadores-de-gases-industriais/

86

Lavadores de gases:

Princípio de funcionamento

Fonte: https://www.apoioprojetos.com.br/lavadores-de-gases-industriais/

Fonte: https://www.apoioprojetos.com.br/lavadores-de-gases-industriais/

Ciclone

87

Separar

partículas sólidas

contidas em uma

corrente gasosa

Viscosity Breaking (Vis-breaking)

• Cargas de alta viscosidade e ponto de

fluidez

• Processo reduz a viscosidade e o ponto

de fluidez

• Condições: T= 450oC e tempos de

residência curtos

88

PROCESSOS DE CONVERSÃO CATALÍTICOS

• Reforma catalítica de naftas

• Craqueamento catalítico

• Hidrocraqueamenteo

• Hidrodealquilação

• Isomerização

• Alquilação

• Polimerização

89

Reforma catalítica

• Objetivo No de octanagem da nafta

Obtenção de BTX

• Cargas Nafta pesada destilação atmosférica(Principal)

90

Curva de destilação da gasolina

91

Motor ciclo mecânico a 4 tempos

Primeiro tempo - admissão Segundo tempo - compressão

Terceiro tempo - explosão Quarto tempo - escape

92

Motor de explosão a quatro tempos em

funcionamento

93

Índice de octanas

Iso-octano ou 2,2,4-trimetilpentanon-heptano

94

CH3(CH2)5CH3

Para baixar o grau de detonação da gasolina podem usar-se aditivos (antigamente

Índice de octanas de

alguns hidrocarbonetos

95

Índice de octanas

O índice de octanas permite a avaliação do grau de detonação da gasolina no

motor (knocking) em resultado da ignição prematura do combustível, ou seja, é

uma propriedade da gasolina que indica a qual limite máximo a mistura

vapor de combustível mais ar pode ser comprimida dentro da câmara de

combustão sem que haja detonação espontânea, ou seja, sem que a

mistura entre em combustão antes da centelha da vela de ignição

"batepino". Convém que o grau de detonação seja o mais baixo possível para

um melhor funcionamento dos motores de combustão (maior eficiência). O

padrão para comparação do grau de detonação dos combustíveis é a mistura de

iso-octano + n-heptano, índice 100 e 0, respectivamente. Assim, por exemplo,

uma gasolina de 98 octanas produz uma detonação (para uma dada pressão)

idêntica à de uma mistura com 98% de iso-octano e 2% de n-heptano.

96

• Olefinas – precursores para formação de coque

desativação do catalisador

• Compostos de N e S venenos catalíticos

• Ocorre formação de NH3 e platina sulfetada

Reforma catalítica

97

Parâmetros importantes:

• Tipo de hidrocarbonetos - naftenos, mais fácil a aromatização do que cargas com alta quantidade de parafinas

• Faixa de temperatura de ebulição - Peb. (~200oC)

Moléculas cadeia longa – hidrocraqueadas para moléculas na faixa da gasolina

Isomerização parafinas ramificadas

Dehidrociclização aromáticos

Reforma catalítica

98

Reações de reforma

Características dos catalisadores geralmente

usados:

• Sítios de hidrogenação-desidrogenação (Pt)

• Sítios ácidos (suportes de Al2O3)

Os dois tipos de sítios são necessários para as

reações de aromatização e isomerização.

99

Reações de reforma

• Aromatização

Desidrogenação de naftenos

100

Reações de reforma

• Aromatização

Dehidrociclização de parafinas

101

Seletividade para benzeno a partir da reforma de n-hexano sobre catalisador de

platina

T = 500-525oC; P = 100-300 psigLHSV – 2-4h-1

Liquid hourly space velocity

LHSV = volume de carga de

hidrocarboneto/hora /unidade de volume de

catalisador

102

Reações de reformaAromatização

3-metil-ciclohexeno

Abstração de hidreto

103

Reações de reformaAromatização

Zeólita

Zeólita

104

Reações de reformaIsomerização

zeólita

Formação do carbocátion

RH = molécula de hidrocarboneto cíclica ou acíclica

• Pt (lenta)

• Sítios ácidos

105

Reações de reforma

Catalisador de Pt ou SiO2/Al2O3

106

Reações de reforma

Hidrocraqueamento

Favorecida = T e pH2

107

Reações de reforma

Hidrodealquilação

Favorecida = T e pH2

108

Propriedades da carga e produtos a partir do Processo Chevron Rheinforming

109