Aplicaes

Desasfaltao a propano

um processo de extrao de asfalto a partir do leo pelo uso de propano como solvente. Neste processo so separadas as fraes pesadas que produzem leo lubrificante pesado, insumo para craqueamento cataltico e asfalto. No processo, o insumo e o propano lquido so bombeados para uma torre de extrao e a separao ocorre em um contactor de disco rotativo. Os produtos so evaporados e o vapor lavado para recuperar o propano, que reciclado. Esse processo tambm remove alguns compostos de enxofre e nitrognio, metais, resduos de carbono e parafinas do insumo.

Seo de Extrao

A seo de extrao consiste em torres de extrao lquido-lquido, e seus equipamentos acessrios (bombas, permutadores, entre outros). O resduo de vcuo alimentado na seo superior da torre, e o propano entra prximo base. Devido diferena de densidade entre os dois lquidos (propano = 0,5; resduo de vcuo = 1,0), estabelece-se um escoamento contracorrente no interior da torre, o que permite o contato do solvente com o leo e a dissoluo dos hidrocarbonetos parafnicos pelo propano. De modo a aumentar a eficincia no contato entre os lquidos, utilizam-se atualmente torres providas de discos rotativos (RDC), possibilitando maiores rendimentos e melhor qualidade do produto extrado. Prximo ao topo da torre, existem serpentinas de aquecimento, para o controle da temperatura de extrao. No contato entre os dois lquidos, formam-se duas fases distintas, de densidades diferentes. A primeira, rica em solvente, de baixa densidade, composta de propano e leo desasfaltado, sai pelo topo da extratora e conhecida como Fase Extrato. Pelo fundo da torre sai a outra fase, pobre em solvente e de alta densidade, composta de asfalto e uma pequena quantidade de propano, conhecida como Rafinado. O solvente contido nas fases extrato e rafinado necessita ser recuperado por razes econmicas e de especificaes dos produtos. Isto , feito nas sees de recuperao de solvente do extrato e do rafinado. As duas principais variveis da extrao so temperatura de trabalho e relao solvente/carga. A temperatura de trabalho controlada pelas serpentinas localizadas no topo das torres. Ao contrrio dos solventes convencionais, cuja solubilidade aumenta com a temperatura, um aumento desta propriedade diminui o rendimento do leo desasfaltado, Convm ressaltar que para o propano, devido proximidade do seu ponto crtico nas condies de trabalho, a relao solubilidade x temperatura invertida. Assim, a solubilidade decresce com o aumento da temperatura. A temperatura de extrao varia normalmente de 65 a 90C, dependendo da carga. Outra varivel de grande importncia, quando o processo visa obteno de lubrificantes bsicos, a relao solvente/carga ou propano/ leo, pois a viscosidade e o resduo de carbono devem ser rigidamente controlados. O efeito da relao propano/leo parece depender bastante da temperatura de operao. Parece existir uma temperatura crtica de tratamento, prpria de cada carga, acima da qual um aumento na relao propano/leo implica em aumento no rendimento, e abaixo da qual o rendimento decresce com o aumento da relao propano/leo. Independentemente de temperatura de tratamento, um aumento da relao propano/leo aumenta sempre a seletividade da extrao, produzindo um gasleo de melhor qualidade. A relao propano/leo costuma variar normalmente entre 4:1 e 8:1 (volume). Para a produo de cortes lubrificantes, a densidade da carga de vital importncia. Um resduo de vcuo de densidade muito alta produzir um leo muito viscoso, enquanto um resduo de vcuo um pouco menos denso produzir um leo de viscosidade mais baixa.

Recuperao de Solvente do Extrato

A fase extrato, constituda de leo desasfaltado e propano, deixa o topo das torres extratoras para ser enviada seo de recuperao de solvente do extrato. O sistema de recuperao feito por torres de flashes onde o propano progressivamente vaporizado. A mistura leo desasfaltado/solvente, aps aquecimento, enviada para um conjunto de duas torres de vaporizao em srie, que operam alta e mdia presso, respectivamente. Nestas torres, atravs de vaporizao parcial, o propano separado do leo, condensado e enviado a tambores acumuladores, enquanto o leo desasfaltado (produto de fundo da torre de mdia presso), aps aquecimento em um forno, segue para a torre de retificao, onde removido o propano residual. O produto de fundo, leo desasfaltado isento de solvente, segue para armazenamento, para que, posteriormente, seja enviado s unidades de tratamentos de lubrificantes ou unidade de craqueamento cataltico.

Recuperao de Solvente do RafinadoA fase rafinado, constituda de asfalto e propano, imediatamente aps sair das torres extratoras, sofre aquecimento em um forno e enviada torre de vaporizao de mdia presso, onde praticamente todo o propano vaporizado. O produto de fundo da torre de vaporizao vai em seguida torre de retificao, onde, por intermdio de uma injeo de vapor dgua localizada na base da torre, eliminada alguma quantidade residual de propano. O asfalto retificado, aps resfriamento, enviado para armazenamento. O propano recuperado atravs das vaporizaes e retificaes efetuadas no extrato e no rafinado deve ser novamente liquefeito para que retorne ao processo. Com este objetivo, as correntes que vm das torres de vaporizao alta e mdia presso, renem-se e so resfriadas, condensando-se. So acumuladas em um tambor de alta presso, onde mais tarde o propano liquefeito bombeado de volta s torres de extrao. O propano recuperado baixa presso e o recuperado por retificao contm uma razovel quantidade de vapor dgua, que deve ser eliminado do solvente. Essas correntes passam inicialmente por resfriadores, onde a gua condensada, porm a presso razoavelmente baixa para que o propano se condense. Assim, os gases vo para um tambor de mdia presso, onde a gua separada. Os vapores de propano, que saem pelo topo do tambor, so succionados por um compressor e tm sua presso elevada a cerca de 45 kg/cm. A descarga do compressor reunida corrente de propano das torres de alta e mdia presso, passa em resfriadores, condensada e acumulada no tambor de alta presso, estando apta a ser reciclada s extratoras.

Desaromatizao com solvente

O processo de desaromatizao, ou extrao de aromticos, separa aromticos, naftenos e impurezas da corrente de produto por dissoluo ou precipitao. O insumo primeiramente secado e ento tratado usando uma operao de tratamento de solventes por contracorrente contnua. O produto pode ser lavado com um lquido no qual as substncias a serem removidas so mais solveis do que no produto, ou so adicionados solventes selecionados para fazer as impurezas se precipitarem. O solvente separado da corrente por aquecimento, evaporao ou fracionamento, e resduos so removidos subseqentemente do refinado por lavagem por vapor ou flasheamento a vcuo. Precipitao eltrica pode ser usada para a separao de compostos inorgnicos. O solvente ento regenerado para ser usado novamente no processo.

Na unidade de extrao ou recuperao de aromticos (URA), procuram-se extrair compostos aromticos da carga por meio de solventes. Os aromticos leves, como benzeno, toluenos e xilenos (BTXs), presentes na gasolina atmosfrica ou na corrente proveniente da unidade de reforma cataltica, possuem um alto valor de mercado na indstria petroqumica, e so comercializados a preos duas ou trs vezes superiores ao da nafta. Em funo das condies do processo escolhido, a extrao realizada com tetra-etileno-glicol (TEG), ou N-metil-pirrolidona (NMP) associada ao mono-etileno-glicol (MEG), ou o Sulfolane (dixido de tetrahidrotiofeno). Aps destilao dos aromticos para remoo do solvente, o produto estocado e destinado a comercializao. Os no aromticos so utilizados como componentes da gasolina.

Desaromatizao a Furfural

A desaromatizao a furfural uma operao tipicamente realizada no processo de produo de lubrificantes, em que se emprega o furfural como solvente de extrao de compostos aromticos polinucleados de alto peso molecular. Como os lubrificantes so utilizados sob condies variveis de temperatura, procuram-se desenvolver formulaes que apresentem comportamento uniforme frente as variaes de viscosidade, a qual sofre maiores flutuaes devido presena de compostos aromticos. O objetivo, portanto, o aumento do ndice de viscosidade dos leos lubrificantes, pois quanto maior esse valor, menor ser a variao da viscosidade do produto com a temperatura. O produto principal o leo desaromatizado, que armazenado para processamento posterior. Como subproduto, tem-se um extrato aromtico, na forma de um leo pesado e viscoso. O processo bastante semelhante desasfaltao, contendo sees de extrao, recuperao de solvente do extrato e recuperao de solvente do refinado. Em particular, deve-se observar uma etapa prvia de desaerao, em que se promove a retirada de oxignio da carga aquecida antes de seu envio s torres extratoras. O oxignio, nesse caso, poderia reagir com o furfural e formar compostos cidos de elevado poder corrosivo, sendo necessria sua remoo.