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Edição 285 • 2006 |
| Refinaria do Futuro |
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| Viabilizar a diversificação de matérias-primas, o processamento de produtos com alta qualidade e a redução no impacto ambiental.O que norteia desenvolvimentos tecnológicos no refino? |
| Na lista de patentes solicitadas ao Instituto Nacional de Propriedade
Intelectual está uma tecnologia para produção
de um novo tipo de óleo diesel a partir de uma mistura de óleo
vegetal com óleo mineral no processo de refino. Esse H-Bio,
que a Petrobras pretende colocar em escala industrial ainda este ano,
dá indícios do que poderá ser uma refinaria de
petróleo daqui a algumas décadas: um complexo que irá
processar diversas matérias-primas e gerar combustíveis
de alta qualidade – e até energia elétrica –
sem poluir o meio-ambiente. Transformar uma série de matérias-primas em combustíveis já não é segredo para os pesquisadores. O desafio, no entanto, é viabilizar economicamente essas operações – e como as tecnologias de gaseificação de biomassa e resíduos ainda são muito caras, a opção continua sendo o processamento convencional de petróleo para obter energia. O gerente geral da Área de Pesquisa e Desenvolvimento de Abastecimento do Centro de Pesquisas da Petrobras, Alípio Ferreira, explica que o conceito de “refinaria do futuro” diz respeito a um complexo que processa vários tipos de matérias-primas, com a menor geração possível de efluentes e resíduos, para produzir combustíveis ultra-limpos. “E todo tipo de resíduo, se não servir para produção de combustíveis, se transforma em energia elétrica”. O Cenpes já trabalha numa linha de pesquisa de gaseificação de resíduos de petróleo voltada para a produção de gás de síntese. Isso porque o resíduo de vácuo apresenta um baixo percentual de aproveitamento. “O resíduo atmosférico gera, na torre de destilação à vácuo, um gasóleo – que é processado na unidade de craqueamento catalítico e gera gasolina. Já o resíduo de vácuo tem um uso extremamente limitado”. Esse é apenas um dos projetos da carteira do Programa de Tecnologias Estratégicas do Refino – Proter, criado com o objetivo de desenvolver novas tecnologias para otimização do parque existente, mediante o aumento da conversão de frações residuais e maximização do volume de combustíveis de alto valor agregado. “A Petrobras tem uma série de projetos de tecnologias específicas que contribuam para o refino de petróleos pesados e ácidos, e para a produção de combustíveis de alta qualidade e de baixo impacto ambiental”, comenta o coordenador do Proter, Francesco Palombo. Os investimentos em projetos de pesquisa vão desde as rotas não-convencionais para reaproveitamento de frações residuais até o biorrefino. “Quando se projeta uma unidade de refino, a expectativa é que ela vá operar por 20, 30 ou 40 anos. Por isso precisa ter uma tecnologia que vá atender a esse posicionamento no futuro”, explica Alípio Ferreira. Em escala industrial Uma das inovações apresentadas pelo Proter será implantada na Refinaria do Nordeste: uma unidade de coqueamento para processar o resíduo atmosférico. “A Refinaria do Nordeste é uma nova opção para alguns mercados que precisam mais de diesel – e o Brasil tem essa particularidade.”, explica o gerente da Área de Hidrotratamento e Produtos Especiais, Fernando Santiago. Tradicionalmente o resíduo atmosférico segue para a torre de destilação a vácuo – de onde é tirado o gasóleo que alimenta uma unidade de FCC ou de coque para produzir gasolina e diesel. Pelo coqueamento retardado, não há produção de gasolina – em compensação, a produção de diesel aumenta 18% em relação ao esquema anterior, chegando a 63% de todo o petróleo produzido. “Se não vai produzir gasolina, a refinaria não precisa de FCC nem de torre de destilação à vácuo. O coqueamento retardado é alimentado pelo resíduo atmosférico”, explica Alípio Ferreira. O Complexo Petroquímico do Rio de Janeiro irá estrear em escala industrial outra tecnologia desenvolvida no Cenpes: o FCC Petroquímico, uma revolução do FCC convencional – no qual o perfil de produção pode ser ajustado pela modificação da estrutura do sistema de reação e de regeneração do catalisador. As principais modificações de ordem operacional são o uso e temperaturas mais altas no reator e maior circulação do catalisador, o que configura uma severidade mais elevada, levando ao craqueamento das frações mais pesadas e à maximização do rendimento de olefinas leves. Além disso, o emprego de aditivos à base de zeolitas ZSM-5 contribui para a maior produção de olefinas leves. Com isso, é possível aumentar em quatro vezes a quantidade de propeno e em até dez vezes a quantidade de eteno. O desenvolvimento tecnológico feito no Cenpes conseguiu resultados únicos para o processamento dos petróleos nacionais do que outras tecnologias comercialmente disponíveis não atendem. “Houve uma avaliação de tecnologias, e o FCC Petroquímico foi selecionado por atender a produção de matérias-primas petroquímicas (eteno, propeno e aromáticos) e uma nafta altamente aromática”, comenta Oscar Chamberlain. “Ter implantado e manter em operação unidades de FCC em dez refinarias, e ter aperfeiçoado o processo de FCC para cargas pesadas, deu à Petrobras uma capacitação que permitiu fazer modificações no processo, para que o FCC fosse usado para fazer petroquímicos”, completa Alípio. O Complexo Petroquímico também terá uma unidade de hidroconversão – o gasóleo que iria para a unidade de FCC pode seguir para a HCC para gerar um diesel de alta qualidade. “O processo de hidroconversão junta o hidrotratamento e o coqueamento retardado. Pega o resíduo atmosférico e faz uma conversão com hidrogênio para produzir um diesel com teor de enxofre zero. Ao mesmo tempo em que converte o residuo, produz um combustível de altíssima qualidade”, conta Fernando Santiago. Uma unidade dessa será implantada na Reduc, para produção de lubrificantes – será a primeira unidade dessa implantada no país. Mas a Petrobras quer desenvolver tecnologia de HCC para resíduos – para isso mantém parceria com uma empresa japonesa. “HCC de gasóleos já existem em larga escala. O HCC de resíduo é restrito – existem algumas plantas no mundo, mas em número reduzido”. Outras tecnologias de processamento podem ganhar espaço dentro da refinaria. É o caso, por exemplo, da tecnologia de plasma – bastante utilizada para tratar resíduos orgânicos – ou o biorrefino – que refina o petróleo usando bactérias. “Você pode pensar em diversas maneiras de processar o petróleo de uma forma diferente do que se faz hoje – muito mais eficiente do ponto de vista energético”, avalia Francesco Palombo. Qualidade A refinaria que se preze não pode deixar de ter uma unidade de hidrotratamento para reduzir o teor de enxofre, compostos nitrogenados e outros contaminantes presentes nos combustíveis – de forma a reduzir o impacto ambiental da queima desses combustíveis dentro do motor. Para fazer isso, só há uma rota: hidrogenação. “Você gasta um caminhão de dinheiro para melhorar a qualidade do produto. Mas se não tiver isso, não vende o produto”, explica o gerente da Área de Hidrotratamento e Produtos Especiais. Enquanto o futuro não chega, cada unidade de processamento deve apresentar cada vez menores taxas de emissões de SOx, NOx, e CO2. “Nessa transformação, estamos estudando linhas de processamento nas quais procuramos reduzir as emissões para o meio ambiente. Uma das linhas de trabalho seria utilizar e reciclar esse CO2 – onde poderíamos converter mais cargas pesadas e capturar parte do CO2 para aplicação auxiliar na produção de petróleo através da recuperação avançada”, comenta o gerente de Tecnologia de Craqueamento Catalítico do Cenpes, Oscar Chamberlain. O reciclo de CO2 na unidade de craqueamento catalítico, por exemplo, facilita a redução da formação de NOx e SOx. No futuro, uma refinaria irá gaseificar vários tipos de matérias-primas (orgânicas, como cascas de banana ou de coco, e biomassa, ou até lixo). Aplicando calor, será possível transformar essas substâncias em um gás de síntese (monóxido de carbono e água), dando origem a combustíveis e outros produtos como a alcoolquímica. Você lembra daquele filme “De Volta para o Futuro”? O carro inventado pelo cientista Doc Brown usava lixo como combustível. Ainda que nenhuma tecnologia tenha chegado a viabilizar a conversão de resíduos orgânicos em células combustível dentro do próprio veículo, a industria do petróleo já vê essa transformação ocorrendo dentro de uma refinaria nas próximas décadas. Daqui a duas décadas, a refinaria deve estar processando vários tipos de matérias-primas e produzindo, além de combustíveis, energia elétrica e hidrogênio – que pode vingar como combustível para transportes. |
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