UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo...

62
UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU INSTITUTO A VEZ DO MESTRE VALORAÇÃO DOS CUSTOS AMBIENTAIS DECORRENTES DA EMISSÃO DE POLUENTES NO REFINO DE PETRÓLEO Por: Mauro Alves Ferreira Orientador Prof. Jorge Tadeu Vieira Lourenço Rio de Janeiro 2010

Transcript of UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo...

Page 1: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES

PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU

INSTITUTO A VEZ DO MESTRE

VALORAÇÃO DOS CUSTOS AMBIENTAIS DECORRENTES DA

EMISSÃO DE POLUENTES NO REFINO DE PETRÓLEO

Por: Mauro Alves Ferreira

Orientador

Prof. Jorge Tadeu Vieira Lourenço

Rio de Janeiro

2010

Page 2: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

2

UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES

PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU

INSTITUTO A VEZ DO MESTRE

VALORAÇÃO DOS CUSTOS AMBIENTAIS DECORRENTES DA

EMISSÃO DE POLUENTES NO REFINO DE PETRÓLEO

Apresentação de monografia ao Instituto A Vez do Mestre – Universidade Candido Mendes como requisito parcial para obtenção do grau de especialista em Gestão no Setor de Petróleo e Gás. Por: Mauro Alves Ferreira.

Page 3: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

3

DEDICATÓRIA

Dedico esta monografia à minha esposa Regina Célia e às minhas filhas Gabriela, Thaís e Patrícia por fazerem parte principal de minha vida.

Page 4: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

4

AGRADECIMENTOS

A todo corpo docente da IAVM, pela motivação inicial do curso e a todos os colegas de turma, com os quais realizamos vários trabalhos e pesquisas.

Page 5: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

5

RESUMO

Abordaremos, neste trabalho, os métodos de valoração ambiental e a

atribuição de responsabilidades decorrentes da emissão de poluentes no refino

de petróleo. Também será tema de estudo a regulamentação desta valoração

e as novas propostas para estes fins. Serão citados o impacto ambiental, os

custos ambientais, as medidas de controle da poluição e as novas propostas

de valoração ambiental para preservação do meio ambiente. Veremos como

avaliar o impacto ambiental causado pela emissão desses poluentes e como

cobrar e atribuir as responsabilidades decorrentes desta emissão.

Demonstraremos que com a utilização de técnicas de valoração econômica,

podemos medir o impacto ambiental causado pela emissão desses poluentes

e, a partir daí, cobrar das refinarias investimentos em preservação do meio

ambiente e em novas técnicas que venham a minimizar a emissão de

poluentes atmosféricos, hídricos e sólidos. Comprovaremos que a partir de

uma gestão ambiental responsável, temos como reduzir os índices de poluição

emitidos pelas refinarias, acarretando melhor qualidade de vida e economia

para as variáveis da mesma, além de um grande investimento na imagem da

própria companhia.

Page 6: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

6

METODOLOGIA

A metodologia utilizada envolveu toda uma revisão bibliográfica

nacional e internacional. Foram pesquisados vários sites na internet,

principalmente sites oficiais da Petrobras e Ministério das Minas e Energia.

Também foram consultados institutos de pesquisa, como o IPEA.

Nos sites acessados, pode-se verificar a quantidade de pesquisas

realizadas sobre o tema abordado, denotando-se a preocupação gerada em

torno do mesmo.

Em livros periódicos, jornais, relatórios e materiais internos da

Petrobras, foram obtidos todos os dados estatísticos e demonstrativos dos

índices abordados nesta monografia. Foram feitos estudos e utilizados

diversos fluxogramas de refinarias brasileiras.

Foram feitas abordagens em cinco capítulos. No primeiro capítulo

abordamos o refino de petróleo e seus processos. No segundo, toda a

problemática das emissões de poluentes atmosféricos. No terceiro capítulo,

toda a problemática das emissões de poluentes hídricos. No quarto, todo um

estudo sobre os resíduos sólidos e seus poluentes. Nos capítulos II, III e IV,

também foram abordados todos os métodos de tratamento e minimização dos

referidos poluentes. E finalmente, no capítulo V, a valoração desses impactos

ambientais e suas atribuições de responsabilidade.

A evolução nas pesquisas realizadas para realização dessa monografia

causou todo um interesse relevante ao assunto que será abordado.

Page 7: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

7

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO 08

CAPÍTULO I – Refino de Petróleo e seus processos 10

CAPÍTULO II – Problemática das emissões de poluentes

atmosféricos 20

CAPÍTULO III – Problemática das emissões de poluentes hídricos 27 CAPÍTULO IV – Problemática das emissões de poluentes sólidos 35 CAPÍTULO V – Valoração dos custos ambientais das emissões de poluentes 41 CONCLUSÃO 50

BIBLIOGRAFIA 54

ÍNDICE 58

Page 8: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

8

INTRODUÇÃO

Está mais do que comprovada a importância do petróleo em nossa

sociedade, sendo a nossa principal fonte de energia. Além disso, são inúmeros

os bens de consumo gerados a partir de seu refino. Logo, o refino do petróleo,

adequando o mesmo às nossas necessidades de consumo, agrega-nos à

comodidade e a tecnologia a que estamos acostumados, tornando quase que

impossível a mudança de mentalidade e reformulação de nossas vidas para

não atribuirmos ao petróleo sua devida importância.

Não devemos deixar de considerar que o refino de petróleo acarreta,

também, grandes prejuízos ao nosso meio ambiente. Grandes quantidades de

despejos líquidos, liberação de gases nocivos para a atmosfera e resíduos

sólidos são gerados nas refinarias de petróleo, ocasionando degradação em

todos os níveis ao meio ambiente e conseqüentemente ao seres vivos que

habitam o nosso planeta.

O atual processo de refino de petróleo não tem como ser interrompido,

já que é primordial para as nossas vidas e principal fonte de energia do

planeta. Então, precisamos integrar a esse sistema todo um estudo ambiental

no planejamento, na concepção e operação das refinarias.

Para se ter idéia da dimensão do impacto ambiental causado pelo

refino de petróleo, vamos nos retratar à década de 1980 e verificar o que

aconteceu no entorno da refinaria de Cubatão, local chamado a partir de então

como “Vale da Morte”. Naquela época, a poluição gerada pelo pólo

petroquímico dentro da refinaria ocasionou vários prejuízos ao meio ambiente

e à população. Chuvas ácidas, deslizamentos de encostas da Serra do Mar,

problemas respiratórios, nascimento de bebês com má formação, etc, são

alguns problemas irreversíveis causados pela poluição.

Daí, a preocupação dos governantes, da população e das empresas

que exploram o refino de petróleo, com a inclusão da questão ambiental para

prevenir e reverter todo o prejuízo causado e mostrar que se pode continuar

com o desenvolvimento de forma mais eficiente e consciente.

Page 9: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

9

Além dos prejuízos ao meio ambiente, as empresas acabam

acumulando prejuízos financeiros através de multas, queda no valor das

ações, a própria imagem da empresa em relação ao mundo e à opinião

pública.

Investir em prevenção ao meio ambiente, preocupação com a poluição

gerada, tratamento de resíduos sólido e líquido, refiltragem de poluentes

atmosféricos, todas essas ações demonstram o planejamento de uma

empresa que leva em consideração a questão ambiental. Ter uma visão

ambientalista é, com certeza, nos nossos dias, muito mais lucrativo para as

refinarias. Todas as refinarias brasileiras, administradas pela Petrobras, têm

passado por várias adequações e modificações visando essa questão

ambiental. Todas as novas refinarias a serem construídas a partir deste

pensamento, devem poluir bem menos, fortalecendo a imagem da empresa

perante a opinião pública.

Mas, o que pretendemos com este trabalho é avaliar se realmente as

empresas têm sofrido severas punições quando não estão adequadas às

questões ambientais. A empresa deve ser responsabilizada por toda a

evolução do problema gerado, durante décadas, e ser obrigada, através de

investimentos, a reverter tal quadro degradante.

No primeiro capitulo abordaremos todos os processos de refino e seus

principais poluentes. No segundo capitulo a poluição gerada a partir dos

poluentes atmosféricos e como podemos trata-los e evitar sua geração. No

terceiro capitulo toda uma descrição dos poluentes hídricos, seus danos ao

meio ambiente e como podemos minimiza-los. No quarto capitulo os poluentes

sólidos gerados por uma refinaria de petróleo e como não deixa-los gerar

danos ao meio ambiente. Finalmente no quinto capitulo toda a valoração e

desenvolvimento dos custos ambientais gerados a partir destes poluentes

vistos nos capítulos anteriores, as estratégias de calculo dessa valoração e os

métodos mais utilizados para esses cálculos. Abordaremos se essa valoração

dos custos ambientais decorrente dos prejuízos causados pela poluição no

refino de petróleo está sendo aplicada. Se as responsabilidades estão sendo

atribuídas e se todos os quadros degradativos estão sendo revertidos e, se há

alguma necessidade de mudança nessa valoração.

Page 10: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

10

CAPÍTULO I

REFINO DE PETRÓLEO E SEUS PROCESSOS

Em uma indústria petrolífera, sãs as refinarias que geram os produtos

finais a partir do petróleo recebido dos campos de produção. Esses produtos

comercializáveis são chamados derivados de petróleo, e os mesmos, são

obtidos a partir de um conjunto de processamentos, chamados processos de

refino. Depois de extraído e tratado no campo de produção, o petróleo segue

para a refinaria para ser transformado em uma série de derivados, que vão

atender as necessidades de algum mercado.

Logo, a missão de uma refinaria é, a partir da locação de petróleos,

montar um esquema de refino para atender ao mercado consumidor. Também

é compatibilizar os tipos de petróleos com o abastecimento de derivados

requeridos pelo mercado, em qualidade e quantidade.

Alguns derivados são produzidos logo na saída da primeira unidade de

refino, enquanto outros só após o processamento de várias unidades.

Durante a vida de uma refinaria, pode mudar o tipo de petróleo que ela

recebe como também pode mudar as especificações (qualidade) ou a

demanda (quantidade) dos derivados por ela produzidos. Assim, toda refinaria

possui certo grau de flexibilidade. Flexibilidade é a capacidade de uma refinaria

reprogramar dinamicamente a operação do seu esquema de refino, que

permite reajustar as unidades para se adequar às mudanças no tipo de óleo e

nas necessidades do mercado e ambientais.

1.1 – Processos de Refinação

Os processos de refino se dividem basicamente em três tipos: processo

físico, químico e de tratamento. Nos processos físicos, não há mudança

molecular na estrutura do petróleo. Já nos processos químicos, existe toda

Page 11: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

11

uma mudança molecular envolvida, e nos processos de tratamento são de

natureza química e visam eliminar impurezas presentes no petróleo.

1.1.1 – Processos de Separação Física

São sempre de natureza física. A natureza química das moléculas não é

alterada. A força motriz pra separação pode ser:

- Energia com variação de pressão e temperatura sobre o petróleo e

suas frações;

- Diferença de potencial químico (relação de solubilidades) entre

correntes.

1.1.1.1 – Destilação

Segundo Cardoso (2006, p.69) é o primeiro processo de refino em uma

refinaria. É um processo baseado nas diferenças de temperaturas de ebulição

dos componentes. Exploram diferenças de volatilidade e o principal agente de

separação é o calor. É um processo de separação dos componentes de uma

mistura de líquidos miscíveis por vaporização e condensação diferencial. É

baseado na diferença dos pontos de ebulição dos seus componentes

individuais. Não há reação química: as propriedades químicas e físicas dos

componentes da mistura não são alteradas.

As principais características da destilação são que o vapor em equilíbrio

com o liquido será mais rico num componente mais volátil do que o liquido. As

diferenças nas composições do líquido e do vapor para uma mistura de

multicomponentes em equilíbrio é o principio no qual se baseia a destilação.

Uma mistura liquida em ebulição torna-se mais rica num componente

menos volátil, à medida que o mais volátil tende a escapar do liquido com mais

facilidade. Por outro lado, um vapor em processo de condensação, torna-se

também mais rico no componente mais volátil, uma vez que o menos volátil

tende a condensar preferencialmente.

a) Torres de destilação: a torre é dotada de dispositivos que permitam o

escoamento do vapor e do liquido, o que garantirá o contato entre eles e a

Page 12: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

12

conseqüente transferência de calor e massa. Estes dispositivos podem ser dos

seguintes tipos: pratos, chicanas, recheios ou enchimentos. A separação na

torre é mais eficiente quando há maior numero de estágios, melhor contato

entre liquido e vapor em cada estágio, maiores quantidades de refluxo e os

produtos são mais diferentes entre si.

a.1) Torres de destilação atmosférica: é um processo de refino por

separação física em que a matéria-prima é o petróleo e os derivados a partir

deste processo são: gás de refinaria, GLP (gás de cozinha), nafta querosene,

diesel e RAT (resíduo atmosférico).

- Gás combustível: utilizado nas refinarias e matéria-prima para

produção de etileno;

- GLP: utilizado como combustível domestico, combustível industrial,

matéria-prima para indústria petroquímica, matéria-prima para gasolina de

aviação e veiculo propelente para aerossóis;

- Nafta: utilizado como componente do “pool” de gasolina, matéria-prima

para indústria petroquímica, produção de solventes industriais e carga para

unidade de reforma catalítica;

- Querosene: utilizado em iluminação, parte do pool de óleo diesel,

querosene de aviação e matéria-prima para detergentes biodegradáveis,

solventes, agentes pesticidas e combustíveis para tratores em escala reduzida;

- Diesel: utilizado no pool de óleo diesel, que pode receber também

nafta, querosene e gasóleo leve de vácuo das unidades de UFCC.

a.2) Torres de destilação a vácuo: é um processo de refino por separação

física em que a matéria-prima é o resíduo atmosférico (RAT), e os derivados

deste processo são o gás de refinaria, os gasóleos e o resíduo de vácuo.

- Gasóleos de vácuo: utilizados como carga para o craqueamento

catalítico e, em alguns casos, fazem parte do pool do diesel.

Nestes processos, tanto de destilação atmosférica como de destilação à

vácuo, temos outras unidades que se fazem necessárias para a realização do

processo de refino.

Page 13: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

13

Antes de o petróleo chegar a uma torre de destilação atmosférica, é

necessário que o mesmo passe por alguns processos, tais como:

- Baterias de pré-aquecimento: para pré-aquecer o petróleo e resfriar os

produtos da unidade. Servem para otimização energética da unidade e

redução do seu custo operacional;

- Dessalgadoras: remoção da água, sais, impurezas e sedimentos

presentes no petróleo;

- Torre de pré-fracionamento: reduz a carga das torres atmosférica e de

vácuo;

- Torre estabilizadora: separa GLP (gás liquefeito de petróleo) da Nafta

leve.

1.1.1.2 – Extração por solventes

Este processo é baseado na diferença de solubilização das substâncias

nos solventes. A matéria-prima utilizada é o resíduo de vácuo. Vários são os

processos por extração de solventes, dentre eles:

- Desasfaltação: o solvente utilizado é o propano e o objetivo é retirar os

asfaltenos e resinas;

- Extração de aromáticos: os solventes são o tetraetilenoglicol (TEG), o

MEG, o NMP e o Sulfolane, e tem como objetivo extrair benzeno, tolueno e

xileno da Nafta de reforma;

- Desaromatização: o solvente utilizado é o furfural e tem como objetivo

retirar os aromáticos;

- Desparafinação/Desoleificação: o solvente utilizado é o metil-isobutil

cetona (MIBC) e tem como objetivo retirar parafinas e olefinas.

1.1.2 – Processos Químicos

Nos processos químicos ocorrem as quebras de moléculas, alterando a

estrutura molecular do petróleo. São vários os processos utilizados em uma

refinaria, e cada um deles com suas características, mas sempre com o intuito

de agregar maiores valores financeiros aos derivados do petróleo.

Page 14: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

14

1.1.2.1 – Coqueamento Retardado

É um processo químico que transforma frações mais pesadas do

petróleo (resíduo) em GLP, diesel e Coque (carbono puro). As aplicações

principais dos derivados do coqueamento retardado são utilizadas nas

indústrias metalúrgicas, indústrias de alumínio, cimenteiras, papel e celulose,

termoelétricas, carbetos, ferro-gusa, ferro-liga, siderurgias, coquerias e

fundições.

O coqueamento deu-se inicio em 1860 com tambores de ferro

aquecidos com lenha ou carvão. O objetivo maior era a obtenção de

querosene para iluminação. Em 1920, foram introduzidos fornos tubulares e

colunas de destilação. Melhorias foram introduzidas na década de 30, como

vasos pressurizados e processamento contínuo, utilizando dois tambores. O

maior problema era no descoqueamento dos tambores. O Coque era

inicialmente desagregado com o uso de cabos e correntes amarrados seguido

de retirada manual das paredes internas do tambor. Na década de 40, com o

advento das unidades de craqueamento catalítico, declinaram-se as unidades

de coque. Só que, na década de 50, com a demanda da gasolina, a

quantidade de resíduo de vácuo que não era utilizada no craqueamento

catalítico trouxe de volta a necessidade de unidades de coqueamento

retardado.

Das unidades de coqueamento retardado, obtemos os seguintes

derivados de petróleo: gás combustível, gás liquefeito, nafta, diesel, gasóleo e

coque verde. A matéria-prima utilizada no coqueamento retardado é o resíduo

de vácuo.

1.1.2.2 – Visco-redução

É um craqueamento a temperaturas mais baixas, com o objetivo de

diminuir a viscosidade do óleo combustível gerado e a obtenção de um maior

rendimento em gasóleo para posterior craqueamento catalítico e produção de

gasolina.

Neste processo, a carga de alimentação passa através de um forno

tubular, juntamente com uma corrente de reciclo de pequena vazão. Através

da ação da temperatura, as moléculas são craqueadas. Os produtos leves

Page 15: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

15

craqueados são separados por destilação, originando gás, gasolina, destilados

leves e um óleo combustível residual, que possui uma viscosidade

consideravelmente menor que a da corrente de alimentação.

1.1.2.3 – Alquilação Catalítica

Neste processo químico, o objetivo é transformar as moléculas de GLP

em moléculas parafínicas ramificadas de nafta (alto índice de octanagem). A

matéria-prima utilizada nesse processo é o isobutano (GLP da destilação

direta) e o GLP ( de craqueamento). Os derivados que obtemos a partir desse

processo é o propano, o butano e a nafta alquilada. Segundo Mariano (2001,

p.31), o objetivo principal deste processo é obter gasolina de alta octanagem.

As unidades de alquilação demandam projetos de engenharia especiais,

treinamento adequado para os operadores e precauções de segurança nos

equipamentos, a fim de se proteger os operadores de contatos acidentais com

o ácido fluorídrico. As emissões atmosféricas das unidades de alquilação

provêm das ventilações do processo ou de emissões fugitivas de

hidrocarbonetos voláteis.

1.1.2.4 – Reforma Catalítica

A reforma catalítica é um processo que tem como objetivo o rearranjo da

estrutura molecular dos hidrocarbonetos contidos em determinadas frações do

petróleo, com o fim de se valorizar as mesmas. A matéria-prima utilizada são

naftas de destilação direta. Os derivados obtidos por esse processo são:

hidrogênio, gás combustível, GLP e nafta aromática.

Os catalisadores utilizados na reforma catalítica são normalmente muito

caros e, deste modo, são tomadas diversas precauções para que não haja

perdas. Quando o catalisador perde a sua atividade e não pode mais ser

regenerado, usualmente ele é enviado para uma unidade fora da refinaria para

recuperação dos metais. Em conseqüência disso, emissões oriundas da

regeneração do catalisador, são relativamente baixas.

Page 16: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

16

1.1.2.5 – Hidrotratamento

É um processo químico utilizado para remover impurezas tais como

enxofre, nitrogênio, oxigênio, haletos e traços de metais, que podem desativar

os catalisadores dos processos anteriormente descritos, envenenando-os.

Segundo Mariano (2001, p.34), a operação de hidrotratamento também

melhora a qualidade das frações, ao converter as mono e di-olefinas em

parafinas, com o propósito de reduzir a formação de goma nos combustíveis.

O hidrotratamento utiliza catalisadores na presença de substanciais

quantidades de hidrogênio, sob condições de alta pressão e temperatura, para

que possam ocorrer as reações entre a carga e este gás. Os reatores são, em

sua maioria, de leito fixo, com a reposição ou regeneração do catalisador, feita

após meses ou até anos de operação, freqüentemente fora da refinaria.

1.1.2.6 – Craqueamento Catalítico

É um processo químico que tem como objetivo a quebra catalítica de

moléculas pesadas de gasóleos e resíduos para obter gasolina e GLP. A

matéria-prima utilizada neste processo é o gasóleo pesado e o resíduo

atmosférico (RAT). Os derivados obtidos através deste processo são: gás

combustível, GLP, nafta craqueada, óleo leve de reciclo e óleo decantado.

O processo de craqueamento catalítico produz coque, que se deposita

sobre a superfície do catalisador, diminuindo suas propriedades. Logo, o

catalisador deve ser regenerado periodicamente. Isso é feito através da

queima do coque em altas temperaturas. Essas unidades são as mais

habitualmente utilizadas. O catalisador é um granulado muito fino, e, quando

misturado com um vapor, apresenta propriedades de fluido. Os vapores

craqueados alimentam uma torre de fracionamento, onde vários derivados são

obtidos.

Algumas características do craqueamento catalítico são que a taxa de

reação aumenta com o tamanho da molécula. Os anéis aromáticos não

reagem; acontecem rupturas de ligações C-C e também reações

endotérmicas.

Page 17: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

17

1.1.2.7 – Hidrocraqueamento Catalitico

É um processo químico que tem como objetivo produzir diesel e

lubrificantes básicos de alto índice de viscosidade. A matéria-prima utilizada é

o gasóleo do resíduo de vácuo. Os derivados obtidos deste processo são:

diesel, nafta, GLP, QAV e gasóleo.

A matéria-prima para o hidrocraqueamento são frequentemente, as

frações mais difíceis de craquear, ou que não podem ser efetivamente

craqueadas, em unidades de craqueamento catalítico. Segundo Mariano

(2001, p.29), tais frações incluem óleos combustíveis residuais, cru reduzido,

destilados médios e óleos cíclicos. A maioria dos catalisadores consiste em

compostos de cobalto, suportados em alumina, e compostos de níquel e

vanádio com alumina e zeólitas. São regenerados após um período de dois a

quatro anos de utilização.

1.1.2.8 – Isomerização

É um processo químico que tem como objetivo produzir correntes

isocompostas de maior octanagem. A matéria-prima utilizada é a nafta leve. Os

derivados obtidos são a nafta isomerizada, GLP e gás.

Normalmente, parafinas tais como butano e pentano, são convertidas

em isoparafinas, que tem maior octanagem. Algumas unidades de

isomerização utilizam tratamentos cáusticos na corrente de gás combustível

leve, para neutralizar vestígios de ácido clorídrico.

1.1.2.9 – Polimerização

É um processo químico ocasionalmente utilizado para converter propano

e butano em componentes de gasolina de alta octanagem. É um processo

similar a alquilação no que diz respeito à sua alimentação e aos produtos

gerados, mas é freqüentemente usado como uma alternativa mais barata à

mesma.

Page 18: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

18

1.1.2.10 – Extração e Fracionamento de Aromáticos

É um processo químico cujo objetivo e extrair de naftas reformadas,

através de solvente, aromáticos leves (BTX), e fracioná-los. A matéria-prima

neste processo são as naftas aromáticas da reforma catalítica. Os derivados

obtidos neste processo são o benzeno, tolueno, xileno, aromáticos pesados e

rafinado não aromático.

1.1.2.11 – Recuperação de Enxofre

É um processo químico cujo objetivo é produzir enxofre, através da

operação termo-catalitica, a partir de gás ácido residual (H2S). A matéria-prima

neste processo é o gás ácido de unidades de tratamento. Os derivados obtidos

são o enxofre puro e vapor d’água. Segundo Moraes (2007, sl. 46), devido às

maiores exigências da legislação ambiental, o enxofre produzido poderá estar

no estado sólido ou líquido, dependendo da demanda do mercado, e deverá

ter, no mínimo, 95% em peso e pureza.

1.1.3 – Processos de Tratamento

Os processos de tratamento se fazem necessários, pois os derivados do

petróleo produzidos através de processos físicos e químicos nem sempre se

enquadram nas especificações requeridas, especialmente no que diz respeito

ao teor de enxofre.

1.1.3.1 – Tratamento Bender

É um processo caracterizado como “de adoçamento” e tem por

finalidade transformar compostos agressivos de enxofre em outros menos

prejudiciais sem, entretanto, retirá-los dos produtos. O teor total de enxofre não

é alterado.

Este tipo de tratamento é aplicável às frações intermediarias do

petróleo, tais como nafta, querosene e óleo diesel. Consiste basicamente na

oxidação catalítica, em um reator de leito fixo, dos mercaptans e dissulfetos,

em meio alcalino utilizando-se de ar e enxofre elementar como agentes

oxidantes. O catalisador é à base de óxido de chumbo.

Page 19: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

19

1.1.3.2 – Tratamento Cáustico

É um processo usado para remoção de mercaptans e H2S dos produtos

e também eliminar outros compostos ácidos que venham a estarem presentes

no derivado que será tratado. É um processo utilizado no tratamento de

frações leves, cujas densidades sejam bem menores que a da solução

cáustica, tais como o GLP e a gasolina.

Como é um processo que emana um elevado consumo de soda, só é

empregado quando o teor de enxofre do derivado não é elevado.

1.1.3.3 – Tratamento com DEA

Esse processo de tratamento tem como objetivo remover o ácido

sulfídrico do gás combustível e do GLP, para que tais frações venham a

atender as especificações relacionadas à corrosividade e ao teor do enxofre.

Existem outros processos de refino de petróleo que não foram

mencionados devido à sua quase não utilização nas refinarias brasileiras, não

havendo apontamentos nos materiais consultados na Petrobras.

Page 20: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

20

CAPITULO II

PROBLEMÁTICA DAS EMISSÕES DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS

Podemos dizer que os principais poluentes atmosféricos emitidos pelas

refinarias de petróleo, são: monóxido de carbono, hidrocarbonetos, óxido de

enxofre, óxido de nitrogênio e matérias particulados. Tais poluentes

ocasionalmente são liberados em vazamentos nas unidades de fornos e

caldeiras e, nas áreas de tancagem, nas unidades de processo.

Porém, segundo Mariano (2001, p. 125):

[...] os poluentes gerados nas unidades de processo das refinarias, são modestos frente à poluição total gerada pelo consumo dos produtos derivados do petróleo, seja pelo consumo para o transporte, para a manufatura de produtos químicos, para a geração de energia elétrica ou para usos comerciais. (MARIANO, 2001, p. 125).

Todos esses poluentes são nocivos à vida humana e é a grande

preocupação do mundo em nossos dias. Os altos índices de monóxido de

carbono despejados na atmosfera todos os dias causam problemas como a

destruição da camada de ozônio e o efeito estufa, por exemplo. Veremos neste

capítulo como são emitidos tais poluentes, como tratá-los e finalmente

minimizá-los, para que os mesmos não representem tamanho perigo para o

meio ambiente.

Os poluentes atmosféricos podem ser tratados por área específica de

refino e também por caráter geral. Tais poluentes por caráter geral serão

abordados a seguir.

Page 21: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

21

2.1 – Problemática dos poluentes atmosféricos sobre a saúde

em caráter geral

2.1.1 – Irritação nos olhos

É frequentemente associada com a exposição a oxidantes fotoquímicos

e aldeios. Ocorre comumente em áreas industriais. A irritação aumenta de

acordo com a exposição, mas desaparece rapidamente após cessar a

exposição.

2.1.2 – Sistema Cardiovascular

Doenças incitadas pela poluição do ar podem gerar indiretamente

problemas no sistema cardiovascular. Os poluentes mais comuns são o CO e

o chumbo.

2.1.3 – Sistema Respiratório

Bronquites crônicas, enfisemas pulmonares, câncer de pulmão, asmas e

infecções respiratórias são as doenças que mais ocorrem na troca gasosa e

exposição direta aos contaminantes atmosféricos. Materiais articulados, SO2,

NO2, benzopireno, aromáticos policíclicos, CO e oxidantes fotoquímicos são os

principais poluentes e agravantes destas doenças.

2.1.4 – Impacto sobre os materiais

Os materiais podem ser afetados através de mecanismos físicos e

químicos. Os efeitos físicos ocorrem do efeito abrasivo dos materiais

particulados levados pelo ar sobre as superfícies. Já os efeitos químicos

ocorrem pelo contato direto entre poluentes e os materiais. Em alguns casos,

não conseguimos quantificar os danos, por não ser possível distinguir a ação

da poluição nos materiais com a deteriorização natural dos mesmos.

Page 22: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

22

2.1.5 – Visibilidade

Os aerossóis são os poluentes que têm maior influência na dispersão da

luz solar, conseqüentemente, uma notável redução de visibilidade. Altas

concentrações de NO2 absorvem a luz azul. Tal absorção nos leva a uma

coloração amarelada de algumas das grandes cidades. Alguns sulfatos

presentes na atmosfera também reduzem a visibilidade.

2.1.6 – Odores

Do ponto de vista da regulamentação ambiental, o odor não é um fato

de prejuízo á saúde, apenas de mal estar. O incômodo provocado por mau

cheiro leva as propriedades daquelas áreas a uma grande desvalorização.

2.1.7 – Efeitos globais

Todo um estudo está sendo realizado a longo prazo sobre os efeitos da

poluição atmosférica das refinarias nos diferentes ecossistemas, estratosfera e

clima. Um dos problemas mais culminantes são as chuvas ácidas, devido à

dissolução dos gases, especialmente o CO2. As modificações do solo a partir

dessas chuvas podem ser irreversíveis.

As mudanças climáticas, com a elevação geral de temperatura do globo

terrestre (efeito estufa), ocasionam o aumento da extensão dos desertos.

A diminuição do ozônio na estratosfera, devido aos hidrocarbonetos

halogenados e os óxidos de nitrogênio, aumentam a quantidade de radiação

ultravioleta que chega à Terra e, é outro efeito irreversível.

2.2 – Problemática dos poluentes atmosféricos sobre a saúde

em caráter específico emitidos por refinarias

Segundo Szklo (2005, p.78), os principais poluentes atmosféricos

emitidos por refinarias são óxido de enxofre, materiais particulados, óxidos de

nitrogênio, monóxido de carbono, gás sulfídrico, BTX (benzeno, tolueno e

Page 23: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

23

xileno), acetileno, butano, eteno, GLP, metano, propano e propeno (VOC’s) e

amônio. Cada um com a sua característica particular contribuem para a

emissão dos poluentes atmosféricos. Todos esses poluentes são emitidos em

locais distintos dentro de uma refinaria. Vamos analisar cada um desses

poluentes, sua origem e efeitos colaterais.

2.2.1 – Óxido de enxofre

A quantidade das emissões de óxido de enxofre durante o

processamento do petróleo cru é a função do teor de enxofre e o grau API do

petróleo a ser processado. São produzidos durante a queima dos combustíveis

utilizados na geração de calor e energia. Também são produzidos na

regeneração de catalisadores nos processos de craqueamento catalítico, de

sulfurização e reforma catalítica. Seus efeitos à exposição prolongada podem

provocar bronquite crônica, crises cardíacas e respiratórias, e irritação nos

olhos. Nas plantas em geral, acarretam dissolução dos tecidos e necrose entre

as veias. O óxido de enxofre também é causador das chuvas ácidas,

contribuindo para degradação do meio ambiente.

2.2.2 – Materiais particulados

Têm origem nas unidades de regeneração de catalisadores no

craqueamento catalítico. Seu efeito sobre o ser humano dá-se principalmente

nas vias respiratórias ocasionando o aumento dos casos de bronquites e

doenças cardíacas. O efeito causado no meio ambiente é notado na agricultura

com variações de colheitas e modificação nas folhas dos vegetais.

2.2.3 – Óxido de nitrogênio

São formados em qualquer parte de uma refinaria onde haja queima de

um combustível fóssil. Seu efeito no ser humano é de provocar tosses e

dificuldade em respirar. Também provoca lesões locais nos tecidos e distúrbios

sistêmicos. Em alguns casos, pode ocasionar morte súbita por problemas

respiratórios. Outros efeitos são a conjuntivite nos olhos, náuseas e dores

abdominais. Quando associado ao óxido de enxofre, causa danos à

vegetação, através da contaminação fotoquímica.

Page 24: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

24

2.2.4 – Monóxido de carbono

Tem origem principal e significativa nos regeneradores dos catalisadores

das unidades de craqueamento catalítico e, em menos quantidade, nas

unidades de combustão. No ser humano, dependendo da exposição, pode

levar desde dores de cabeça e tonturas, até náuseas, vômitos e até casos de

morte. Em alguns casos, acontece redução da visão e habilidade manual. No

meio ambiente, seu pior efeito e mais conhecido de todos é o efeito estufa.

2.2.5 – Gás sulfídrico

Tem origem nas unidades de recuperação de enxofre e de

polimerização, na lavagem cáustica. Afeta diretamente o sistema nervoso, os

olhos e as vias respiratórias. No caso do sistema nervoso, pode causar

depressão, fraqueza, náuseas, vômitos, alucinações, amnésia, delírios e

sonolência. No meio ambiente, atua sobre a vegetação, causando necrose na

parte superior das plantas e um odor desagradável, semelhante ao de ovos

podres.

2.2.6 – BTX (benzeno, tolueno e xileno)

Têm sua presença nos derivados refinados e também têm volatilidade

natural nos processos de reforma catalítica. Nos seres humanos, pode causar

a irritação nos brônquios e da laringe, ocasionando tosse, rouquidão e edema

pulmonar. O BTX também atua no sistema nervoso central, levando a fatiga,

dores de cabeça, tonturas e convulsões, podendo levar até a morte, por

parada respiratória. No meio ambiente, provoca intoxicações, principalmente

em organismos aquáticos, chamado de narcose.

2.2.7 – VOC’s (acetileno, butano, eteno, GLP, metano, propano e propeno)

Têm origem em muitas fontes de emissões gasosas, dentre elas:

tanques de armazenamento, terminais de carga e descarga de crus,

separadores de água e óleo, unidades de regeneração de catalisadores,

bombas, válvulas, flanges, compressores, sistemas de vácuo, torres de

resfriamento e flares (queimadores). Nos seres humanos, reduzem

Page 25: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

25

parcialmente a pressão parcial de oxigênio, provocando hipóxia (baixa

oxigenação). Todos os VOC’s são incolores. O metano, etano e gás carbônico

são indolores. No meio ambiente, favorecem as reações fotoquímicas,

contribuindo para o surgimento do smog fotoquímico.

2.2.8 – Amônia

Tem origem nas unidades de destilação, craqueamento e tratamento

final. É um gás irritante para os olhos, vias respiratórias e pele. Provoca

faringite, laringite, bronco espasmo, dispnéia e traqueíte. No meio ambiente,

ocorrem pontos negros necrosados ao longo das margens das folhas das

plantas mais sensíveis.

2.3 – Medidas de controle das emissões atmosféricas

Todas as técnicas utilizadas têm como objetivo a coleta e destruição dos

poluentes. As refinarias são consideradas fontes estacionárias de poluição

atmosférica. A seguir, descreveremos as técnicas de controle da poluição.

2.3.1 – Controle de emissão de poluentes gasosos

- Controle por diluição na atmosfera através de dispersão;

- Absorção de gases;

- Adsorção de gases;

- Combustão.

2.3.2 – Controle de emissões de material particulado

- Ciclones;

- Filtros;

- Coletores úmidos;

- Precipitadores eletrostáticos.

2.4 – Medidas de minimização das emissões atmosféricas

São medidas simples a partir de procedimentos possíveis, que seguem

descritos abaixo:

- Substituição de tanques de teto fixo por teto flutuante;

Page 26: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

26

- Melhoria de combustão nos fornos, aquecedores e caldeiras;

- Uso de combustíveis menos poluidores para geração de calor e

energia;

- Manutenção e operação adequada dos equipamentos;

- Modificação dos processos utilizados por “mais limpos”, quando

possível;

- Processamento de petróleo com menos teor de enxofre, se possível.

Page 27: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

27

CAPÍTULO III

PROBLEMÁTICA DAS EMISSÕES DE POLUENTES

HÍDRICOS

As refinarias são grandes consumidoras de água, gerando grandes

quantidades de despejos líquidos. Todos esses efluentes variam em

quantidade e qualidade, dependendo do petróleo processado. A principal

função da água é nos processos de resfriamento. Essa poluição hídrica tem

diversas conseqüências para o meio ambiente. Podem ser de caráter sanitário,

ecológico, social ou econômico. A seguir descreveremos os poluentes hídricos

mais comuns, sua origem e danos que os mesmos acarretam ao meio

ambiente.

3.1 – Poluentes hídricos por processos em uma refinaria

A princípio, descreveremos cada processo de refino e seus possíveis

efluentes hídricos gerados.

3.1.1 – Armazenamento do óleo cru e dos produtos

Neste processo, os efluentes gerados contêm óleo livre e emulsionado,

sólidos em suspensão e uma lama de fundo. Em produtos intermediários,

geram efluentes polisulfetos e sulfetos de ferro. No armazenamento de

produtos finais, geram efluentes alcalinos.

3.1.2 – Dessalinização do óleo cru

Neste processo, os efluentes hídricos contêm óleo livre e emulsionado,

amônia, fenóis, sólidos em suspensão e altos teores de cloreto.

Page 28: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

28

3.1.3 – Fracionamento

Neste processo, os efluentes hídricos têm altos teores de sulfetos,

óleos, cloretos, mercaptans e fenóis. Nos condensadores que reduzem a

pressão, temos emulsões de óleo e água muito estáveis.

3.1.4 – Craqueamento térmico

Neste processo, os efluentes hídricos são gerados nos acumuladores e

contêm óleo, amônia, fenol e sulfetos. Este efluente é altamente alcalino.

3.1.5 – Craqueamento catalítico

Neste processo, os efluentes hídricos são gerados nos retificadores a

vapor e nos topos dos fracionadores. Contêm óleo, sulfetos, amônia e fenol.

3.1.6 – Hidrocraqueamento catalítico

Neste processo, os efluentes contêm altos teores de sulfetos, fenóis e

amônia.

3.1.7 – Reforma catalítica/ Polimerização

Nestes processos, é possível a presença de amônia, mercaptans e óleo,

porém em volumes pequenos.

3.1.8 – Coqueamento

Este processo contém efluentes como sulfetos, amônia, sólidos em

suspensão, e é altamente alcalino.

3.1.9 – Alquilação

Neste processo, os efluentes hídricos são gerados nos acumuladores

dos fracionamentos, no reator e na seção de lavagem cáustica. São sólidos

dissolvidos e em suspensão, sulfetos e catalisadores gastos.

Page 29: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

29

3.1.10 – Isomerização

Os efluentes hídricos contêm fenóis e outros materiais que demandam

oxigênio neste processo.

3.1.11 – Extração por solvente

Efluentes hídricos que contêm soluções como fenóis, glicóis, aminas e

óleo.

3.1.12 – Desparafinação

Neste processo, os efluentes hídricos provêm de vazamentos de

solventes como a metiletilcetona.

3.1.13 – Hidrotratamento

São efluentes gerados nos acumuladores que contêm sulfetos e

amônia, podendo conter também fenóis.

3.1.14 – Desasfaltação

Pequenas quantidades de sulfetos, óleo e amônia são encontradas

neste processo.

3.1.15 – Processo de adoçamento

Nestes processos, os efluentes hídricos são basicamente soda cáustica,

exausta, com altos teores de enxofre e fenólicos.

3.1.16 - Hidroacabamento de óleos lubrificantes

Os efluentes hídricos são gerados a partir de águas de lavagem, lodos e

descargas de amostragem. Contêm altos teores de sulfatos, sulfonatos,

emulsões estáveis de óleo e água, além de sólidos em suspensão.

3.1.17 – Embalagem e mistura

São gerados na limpeza de caminhões, tanque, e contêm altos teores

de óleo emulsionado.

Page 30: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

30

3.1.18 – Geração de hidrogênio

Os efluentes hídricos são ricos em óleo emulsionado, enxofre e fenóis.

3.2 – Conseqüências da poluição por efluente hídrico

Abordaremos o que cada efluente hídrico traz como conseqüência de

poluição da água, na ação dos poluentes que as refinarias descartam para o

meio ambiente.

3.2.1 – Sólidos

Os sólidos dissolvidos ou em suspensão que são gerados nas muitas

operações em refinarias podem ocasionar o assoreamento dos recursos

hídricos, ocorrendo diminuição nas vazões de escoamento e armazenamento,

acarretando inundações. Também ocorre redução da atividade fotossintética,

pela turbidez da água, reduzindo o número de espécies vivas.

3.2.2 – Metais pesados

São liberados nas refinarias como efluentes contendo chumbo, ferro,

cádmio e cobre, causando intoxicação dos organismos aquáticos, eliminando

por completo espécies mais sensíveis.

3.2.3 – Alterações no pH

As refinarias despejam efluentes ácidos ou muito alcalinos, com pH

distante do pH água, ocasionando efeitos negativos para a fauna e a flora.

Também acarretam prejuízos para a irrigação agrícola.

3.2.4 – Compostos tóxicos

São eles fenóis e mercaptans. Causam danos à flora e à fauna, devido

à toxidez a partir dos efeitos sinérgicos de interação. Danos à saúde humana

são causados e podem levar até à morte.

Page 31: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

31

3.2.5 – Sustâncias tensoativas

São sabões gerados em algumas unidades, alterando a viscosidade da

água e sua tensão superficial. Também são causados danos à fauna e á flora,

devido sua toxidez.

3.2.6 – Matéria consumidora de oxigênio

Quanto maior é a quantidade de matéria orgânica presente no meio,

maior é a quantidade de oxigênio necessária para sua oxidação. Logo, o

lançamento de efluentes consumidores de oxigênio dissolvido na água

acarreta prejuízos à vida aquática.

3.2.7 – Eutrofização

A amônia gerada nos processos de refino é portadora de nitrogênio, que

pode promover o crescimento excessivo das algas e plantas no ambiente

aquático, alterando sabor e odor, toxidez, turbidez e cor, influindo

sensivelmente na vida aquática.

3.2.8 – Elevação da temperatura

As águas utilizadas para o processo de resfriamento são despejadas

com temperatura alterada, podendo acarretar a elevação da toxidez por

reações químicas e biológicas, e também acarretando diminuição da

viscosidade da água.

3.2.9 – Sais

A poluição salina pode variar de baixa, no caso de cloretos, até alta, no

caso de cianetos, ocasionando a eliminação de algumas espécies aquáticas.

3.2.10 – Petróleo cru e seus derivados

É um problema de caráter crônico. O destino do óleo nos meios

aquáticos sofre influências dos ventos, temperatura, correntes marinhas,

geologia e local. Os prejuízos são enormes, como podemos ver em várias

Page 32: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

32

catástrofes que têm acontecido como a mais recente, no Golfo do México, em

2010. Podemos mencionar algumas das várias conseqüências, como:

- redução da quantidade de luz solar devido à formação de um filme de

óleo sobre a superfície da água;

- a toxidade para a vida aquática;

- a aderência do óleo sobre os corpos dos animais, levando-os à morte

na maioria dos casos;

- o óleo que se deposita no fundo do mar, prejudicando os organismos

aquáticos;

- prejuízos à vida humana, já que os hidrocarbonetos são considerados

cancerígenos.

3.3 – Tratamento dos efluentes hídricos

Normalmente, as refinarias utilizam sistemas de separadores de esgotos

para as águas oleosas, águas de processo, águas de chuvas drenadas, águas

de refrigeração e esgotos sanitários. Essa separação proporciona maior

economia no tratamento dos despejos. A seguir, descriminaremos os métodos

de tratamento mais utilizados.

Geralmente, o tratamento das águas residuais de refinarias de petróleo é feito em níveis primário e secundário através de processos físicos ou físico-químicos utilizando separadores agua-óleo e processo de coagulação-floculação (STEPNOWSKI et al,2002).

3.3.1 – Separadores gravitacionais

O óleo se acumula na superfície e os sólidos pesados seguem para o

fundo. A remoção deste óleo é feita periodicamente. É bastante utilizado em

refinarias, com processos de refino mais simples.

Page 33: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

33

3.3.2 – Floculação química

É adicionado um reagente químico ao efluente e forma a precipitar as

partículas de sujeira. É efetiva na redução da quantidade de material em

suspensão presente nos efluentes.

3.3.3 – Flotação a ar

O efluente é saturado, sob pressão, com ar, e então liberado para um

vaso à pressão atmosférica. Promove uma grande melhora na qualidade e

aparência do efluente.

3.3.4 – Quebra de emulsão

É obtida a coalescência das gotas de óleo. Logo após, o óleo poderá ser

separado por métodos gravitacionais. As quebras podem ocorrer por flotação e

areação, ou por reações químicas.

3.3.5 – Métodos biológicos de tratamento

Por oxidação biológica ou bio-oxidação. São três processos distintos:

lagoas de oxidação, lodos ativados e filtros biológicos.

3.3.6 – Oxidação química

É uma reação exotérmica com uso limitado em refinarias. São torres de

oxidação, em um processo contínuo, onde a solução a ser tratada e o ar

alimentam o fundo da torre.

3.3.7 – Remoção de cianetos

Pode ser feito através do tratamento com o sulfato ferroso ou oxidação

com cloro, visando a eliminação do cianeto, substância extremamente

venenosa.

3.3.8 – Remoção de metais

São usadas unidades de tratamento como osmose reversa, troca iônica

e adsorção com carvão ativado.

Page 34: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

34

3.4 – Minimização da quantidade de efluentes hídricos gerados

A gestão inteligente do uso da água dentro das refinarias seria o método

mais fácil e também mais econômico para se reduzir os efluentes gerados. São

medidas a serem adotadas:

- eliminação de vazamentos;

- fechamento de mangueiras de lavagem, quando não estão em uso;

- desligamento de bombas das linhas de água de resfriamento quando

não estão em uso;

- métodos de limpeza a seco;

- caminhões aspiradores para limpeza de vazamento de óleo;

- substituição de catalisadores por outros com maior vida útil;

- substituição por processos de hidrocraqueamento e hidrotratamento;

- reciclagem de efluentes nas próprias unidades de processo.

Outro método para redução da quantidade de efluentes gerados seria a

substituição de sistemas de refrigeração a água por sistemas de refrigeração a

ar.

Page 35: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

35

CAPÍTULO IV

PROBLEMÁTICA DAS EMISSÕES DOS POLUENTES

SÓLIDOS

Neste capítulo, faremos um levantamento dos resíduos sólidos gerados

pelas refinarias de petróleo, sua origem, características e as conseqüências de

seu descarte para o meio ambiente. Podemos definir resíduos sólidos como:

Resíduos no estado sólido ou semi-sólido, resultam das atividades de origem industrial doméstica,hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de estações de tratamentode sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinados, líquidos cujas particularidades tornem inviável seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos d’água, ou exijam, para isso, soluções técnicas e economicamente inviável em seu lançamento na rede em face da melhor tecnologia disponível. (NBR 10004:2004, p. 03).

4.1 – A geração de resíduos sólidos nas refinarias de petróleo

Segundo Mariano (2001, p.125), os resíduos sólidos nas refinarias de

petróleo são gerados a partir das lamas dos separadores de água e óleo, a

lama dos flotadores a ar dissolvido e a ar induzido, os sedimentos do fundo

dos tanques de armazenamento do petróleo cru e derivados, borras oleosas,

as argilas de tratamento, lamas biológicas, lama da limpeza dos trocadores de

calor e das torres de refrigeração, além de sólidos emulsionados em óleo.

Page 36: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

36

4.2 – Descrições dos resíduos sólidos e medidas de

minimização de sua geração

A seguir descreveremos os resíduos sólidos gerados nas diversas

etapas de refino e também medidas de minimização de sua geração mais

utilizadas.

4.2.1- Sedimento dos tanques de armazenamento do petróleo cru

São emulsões formadas por partículas sólidas, petróleo pesado e água,

que se depositam no fundo dos tanques. Estes sedimentos incluem benzeno,

tolueno, etilbenzeno, xileno, enxofre, hidrocarbonetos aromáticos

polinucleados, e metais. As estratégias para prevenção e minimização desses

poluentes sólidos são:

- uso de misturadores para reduzir os volumes de resíduos gerados;

- reciclagem dos sedimentos nas unidades de processo da refinaria;

- aumento da eficiência das etapas de lavagem;

- controle de derramamentos.

4.2.2 – Sedimentos dos tanques de armazenamento de gasolina

Os sedimentos destes tanques são normalmente compostos por

ferrugem e crostas oriundas de dutos e reatores. Estes poluentes são

minimizados com a lavagem constante dos tanques e o tratamento dos

efluentes.

4.2.3 – Sedimentos do tanque de armazenamento de óleo residual

É produzido nas unidades de destilação atmosférica, coqueamento,

hidrocraqueamento e visco redução. É composto por hidrocarbonetos pesados,

ferrugem e crostas. Para redução dos sedimentos, utilizamos misturadores nos

tanques. Este sedimento também pode ser reutilizado em outros processos na

refinaria.

Page 37: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

37

4.2.4 – Sedimento CSO e/ou sólidos de filtração

Este sedimento é gerado pela limpeza intermitente dos tanques de

armazenamento do óleo purificado do fracionador do craqueamento catalítico.

Neste caso são usados hidrociclones para remover os sólidos do efluente do

reator. O sedimento que é removido durante a limpeza dos tanques é reciclado

em outras unidades de processo.

4.2.5 – Lama de dessalinização

Na dessalinização, a lavagem com água remove a maior parte dos

minerais solúveis presentes no petróleo e também sólidos em suspensão. São

utilizados caminhões aspiradores que centrifugam o material e armazenam os

sólidos em tambores. Também são usados desemulsificadores e

precipitadores eletrostáticos.

4.2.6 – Catalisador do craqueamento catalítico

O catalisador usado é substituído e enviado para o regenerador. Após

algum tempo, o catalisador perde a sua atividade e passa a ser um resíduo

composto por zeólitas, caulim, alumina e sílica. Ciclones de alta eficiência de

coleta são utilizados na redução deste catalisador craqueado.

4.2.7 – Catalisadores de hidrocraqueamento, hidrotratamento e

hidrorrefino

Estão presentes neste resíduo o sulfeto de hidrogênio, cobalto, níquel,

molibdênio e, mais raramente, o tungstênio. As medidas de minimização são:

- a reutilização do catalisador em outros processos;

- aumento do tempo de vida do catalisador.

4.2.8 – Catalisador da reforma catalítica

São hidrocarbonetos da corrente de alimentação e os produtos da

reação da reforma, além do benzeno e os próprios metais do catalisador.

Neste caso, segundo Mariano (2001, p.134), faz-se uma otimização na reforma

catalítica, reduzindo a freqüência de substituição do catalisador.

Page 38: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

38

4.2.9 – Catalisadores de isomerização

Os sedimentos são catalisadores exaustos de platina que podem conter

benzeno e outros metais em sua composição. Este tipo de catalisador é quase

que totalmente reciclado, segundo Mariano (2001, p.134).

4.2.10 – Argila de tratamento de isomerização/ extração

Os adsorventes sólidos podem ser Utilizados para três finalidades na

isomerização:

- purificação de carga de alimentação;

- purificação da corrente de hidrogênio;

- separação das parafinas da carga de alimentação ou do produto.

Neste caso, os compostos mais perigosos na argila são os

hidrocarbonetos como o benzeno. Como são utilizadas para o aumento da vida

útil do catalisador, ainda não foram encontradas medidas para minimização da

geração das mesmas.

4.2.11 – Outros resíduos sólidos

- lama e catalisador da unidade de alquilação;

- lama da unidade de alquilação;

- óleo solúvel ácido da alquilação;

- argila de tratamento da alquilação;

- catalisador da polimerização;

- enxofre fora da especificação, lama de enxofre, amina gasta e

catalisador dos processos de remoção de enxofre;

- finos do processamento térmico e produtos fora de especificação;

- argila de filtração de óleo lubrificante;

- soda exausta;

- argilas de tratamento;

- lama das estações de tratamento de efluentes.

Além da geração de resíduos sólidos, transbordamentos em sistemas

de calhas e drenagem do fundo dos tanques podem contaminar o solo e a

Page 39: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

39

vegetação, transformando-os em resíduos perigosos, que precisarão ser

descartados.

4.3 – Os resíduos perigosos da refinaria

A Agência de Proteção Ambiental Norte-Americana (EPA) classifica os

resíduos sólidos perigosos quanto à sua inflamabilidade, corrosividade,

reatividade e toxidade.

No Brasil, a ABNT também se baseia da mesma forma. Esses resíduos

sólidos são um sério risco para o meio ambiente, e é de grande importância a

sua destinação. Seus efeitos sobre o meio ambiente são em geral:

- aspecto estético desagradável e desfiguração de paisagens;

- produção de maus odores;

- poluição da água, pela infiltração dos detritos;

- liberação de gases tóxicos;

- poluição do ar.

A destinação ainda é um problema a ser resolvido. Existe uma grande

quantidade e variedade de resíduos industriais dificultando a escolha de uma

solução em comum. A destinação mais utilizada para os resíduos sólidos são

os aterros industriais. Os mesmos são divididos em duas correntes:

- aterros impermeabilizados ou totalmente drenados;

- aterros em que se admite a infiltração do percolado.

4.4 – Tratamento e disposição dos resíduos sólidos

Visam minimizar ou eliminar os constituintes perigosos do resíduo. Os

métodos de tratamento utilizados numa refinaria são divididos em quatro

categorias: métodos físicos, térmicos, químicos e biológicos.

Page 40: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

40

4.4.1 – Tratamento físico

Envolvem a separação de sólidos da fase liquida do resíduo. São eles:

centrifugação, decantação, filtração, adensamento, ultra filtração e osmose

reversa, redução de superfície, wheatering, destilação e evaporação.

4.4.2 – Tratamento térmico

Dependem essencialmente da disponibilidade de geração de calor. São

eles: injeção de liquido e incineração, desidratação térmica e filtração.

4.4.3 – Tratamento químico

Baseiam-se nas diferenças das propriedades químicas dos diversos

componentes dos resíduos e geralmente envolvem uma ou mais das seguintes

reações químicas: neutralização, precipitação, hidrólise, fotólise e reações de

oxirredução.

4.4.4 – Tratamentos biológicos

Os contaminantes são absorvidos e decompostos pela ação de

microorganismos. São eles: lodos ativados, lagoas de aeração, landfarming,

compostagem, e compostagem aeróbica.

Existem outros processos mais sofisticados que envolvem

transformação de resíduo em materiais vítreos e cerâmicas, que não serão

abordados neste trabalho.

Page 41: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

41

CAPÍTULO V

VALORAÇÃO DOS CUSTOS AMBIENTAIS DAS

EMISSÕES DE POLUENTES

Nos capítulos anteriores, caracterizamos todas as formas de poluição

encontradas em refinarias de petróleo, com seus efeitos sobre o meio

ambiente. Também descrevemos todas as possíveis formas de controle e

minimização desses poluentes. Mesmo assim, poluentes são gerados e danos

são causados no meio ambiente, e abordaremos neste capítulo como é feita a

valoração destes custos ambientais, para que possam servir de variável na

decisão de planejamento de futuras refinarias no Brasil.

[...] Os custos adicionais de proteger o meio ambiente podem parecer altos em termos absolutos – são modestos, entretanto, em comparação com os benefícios a serem obtidos, na redução da pobreza e na melhoria da condição humana. A questão não é saber se podemos suportá-los; a questão é saber se conseguimos suportar não fazê-los. (LEITE, 1994, p.34)

A valoração econômica de um dano ambiental ainda é um assunto

controverso. Não temos o objetivo de criar nenhuma nova metodologia de

valoração e sim verificar se os atuais critérios são eficazes quanto aos custos

gerados por danos ambientais.

Descreveremos, a seguir, alguns parâmetros importantes para a

valoração dos custos ambientais associados a cada poluente.

Page 42: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

42

5.1 – Custos ambientais decorrentes das emissões de

poluentes

Na atual base econômica do meio ambiente utilizam-se conceitos como

de bens públicos e o de externalidade.

Os bens públicos não são de propriedade de ninguém, todos podem

usufruir. São eles o ar, os recursos naturais, as paisagens naturais, as ruas e

as praças públicas.

Toda vez que a produção ou consumo de um bem tem efeitos paralelos

sobre os consumidores ou produtores envolvidos, surgem as externalidades.

Ocorre a imposição de quem detém a produção, uma externalidade ou custo

externo à economia dos agentes afetados.

O principal objetivo desta nova base da economia, no nosso caso, é

obter uma avaliação dos diferentes danos causados à fauna, flora, aos seres

humanos, aos recursos naturais e às condições climáticas.

5.2 – A importância da valoração dos custos ambientais

A estimativa destes custos ambientais tem a sua importância na

necessidade da adoção de medidas que visem à utilização sustentável de um

determinado recurso do meio ambiente.

Vamos tomar como exemplo o ar. Em certos locais do planeta, o seu

grau de degradação é tão alto, que esta valoração econômica não pode ser

desprezada. A falta de bem-estar e saúde no entorno das regiões industriais é

evidente naquelas populações. Neste contexto, o ar como recurso ambiental,

desempenha uma função econômica, levando à desvalorização toda a rede

imobiliária no entorno desta região.

De um modo geral, quando bens de consumo ambiental como o ar, a

água e solo, não são levados em consideração, fazendo farte de uma planilha

Page 43: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

43

com custo zero, pode levar tais recursos à completa exaustão e degradação,

fato indesejável para a sociedade.

5.3 – Mecanismos para internalização das externalidades

Podemos internalizar as externalidades através de vários mecanismos,

cada qual com a sua importância. São eles:

- taxação: pago pelo gerador da externalidade correspondente ao custo

da degradação causada pela poluição;

- subsídios: é o inverso da taxação. O gerador recebe ajuda financeira

para reduzir as emissões. Normalmente utilizado para implementação dos

sistemas de controle de poluição;

- controle direto: normas ambientais que devem ser seguidas, e quando

não, geram multas para o agente gerador da externalidade. Este processo é

aplicado por uma autoridade ambiental;

- licenças de poluição: a autoridade ambiental leiloa uma determinada

quantidade de licenças de poluição. O agente poluidor só poderá emitir

poluição proporcional a quantidade de licenças que adquiriu. Através das

licenças, regulamos o nível de poluição no meio ambiente. A autoridade

ambiental tem toda uma flexibilidade de reduzir os índices de poluição,

recomprando licenças no mercado livre.

5.4 – Técnicas de valoração econômica dos impactos

ambientais

É necessário que se faça a correta valoração das externalidades

relacionadas aos impactos negativos das diversas atividades humanas sobre o

meio ambiente, para que sirva como ferramenta para ser incorporada em

futuros planejamentos. A seguir, apresentaremos alguns métodos de valoração

mais relevantes.

Page 44: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

44

5.4.1 – Natureza e classificação dos valores ambientais

Não se classifica o valor econômico de um recurso ambiental em

qualquer tabela de preços, mas o seu valor deriva de seus atributos, estando

eles ou não associados ao seu uso.

Observemos a seguinte fórmula:

VERA = (VUD+VUI+VO) + VE

Onde:

- VERA: valor econômico de um recurso ambiental;

- (VUD+VUI+VO): valor de uso, onde: VUD = valor de uso direto; VUI =

valor de uso indireto; VO = valor de opção;

- VE: valor de existência ou valor de não uso.

a) Valor de uso: é atribuído a um recurso ambiental pelo seu uso presente e

pelo seu potencial de uso futuro. Pode ser caracterizado e subdividido em três

categorias. São elas:

- valor de uso direto: determinado pelo bem-estar que proporciona

através do seu uso direto no caso de extração, visitação ou outra atividade de

produção;

- valor de uso indireto: deriva de funções ecossistêmicas, no caso, por

exemplo, de contenção de erosão e de manutenção do estoque de carbono

retido pelas florestas;

- valor de opção: valor disposto a se pagar pelo uso direto ou indireto do

recurso ambiental.

b) Valor de não uso ou valor de existência: deriva de uma posição moral,

cultural ou ética ou altruística em relação aos direitos de existência de espécies

não humanas ou de preservação de outras riquezas naturais, mesmo que

estas não representem uso atual ou futuro. Como exemplo, há mobilização

pública em defesa das baleias e dos ursos panda, mesmo em regiões do

mundo onde nunca essas espécies poderão existir.

Todos esses valores citados passam por uma avaliação pessoal e

subjetiva, sem podermos precisar a extensão dos efeitos negativos de

Page 45: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

45

utilização de tais recursos ambientais. Descreveremos, a partir de então,

técnicas que visam estimar esses valores econômicos.

5.4.2 – Produção sacrificada

É medido de forma direta os seus efeitos negativos na produção

perdida, quando são localizados ou específicos. Como exemplo, podemos citar

a atividade pesqueira afetada por despejos líquidos em um rio. Neste caso,

não são levados em consideração os recursos atingidos para gerações futuras.

5.4.3 – Disposição para pagar

São identificados mercados hipotéticos de recursos ambientais para que

seja possível valorar um bem ambiental. Algumas vezes são questionados os

valores assim estimados, pois temos que levar em conta as distorções e

imperfeições da economia.

Para a valoração desta disposição a pagar, existem várias técnicas que

serão descritas a seguir.

a) Técnica de preço hedônico

Utilizando uma função denominada hedônica, podemos comprara, por

exemplo, valores de terrenos semelhantes, aonde há e aonde não há poluição

atmosférica ou sonora. Deste modo, podemos estimar que a diferença entre os

valores é o valor da disposição a pagar pela redução da poluição.

b) Método de valoração contingente

É elaborada uma pesquisa para se avaliar o valor de uso ou valor de

existência daquele meio ambiente. Nesta pesquisa, calcula-se quanto as

pessoas pagariam pela preservação de um recurso ambienta. As imprecisões

deste método viriam das perguntas mal formuladas da pesquisa, ou até do real

comprometimento das pessoas em respondê-las, levando a uma subavaliação

da disposição a pagar.

Page 46: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

46

c) Técnica do custo de viagem

Estima-se, nesta técnica, o custo de viagem associado à ida a um

parque ou lago, por exemplo, livres de poluição. O valor de uso referente aos

benefícios recreativos daquele local deve ser, pelo menos, igual ao dispêndio

da viagem que se realiza para desfrutar deste local.

d) Vida estatística

É utilizado nos casos que os efeitos ambientais negativos de

determinada atividade colocam em risco a vida humana. É utilizado para

mensurar o valor de salvar-se uma vida, quanto este tem de ser discutido

socialmente. As técnicas adotadas são as mesmas anteriormente

mencionadas, com alguns ajustes.

No valor associado, por exemplo, uma pesquisa de quanto uma

população pagaria para reduzir as mortes por acidentes numa estrada em

despesas de sinalização e manutenção.

No preço de propriedade, por exemplo, comparar salários de

trabalhadores que correm riscos com o daqueles que não correm, para

cálculos de adicionais de insalubridade e periculosidade.

No caso da produção sacrificada, tenta-se calcular a produção perdida

no caso de falecimento de um determinado individuo prematuramente.

5.5 – Metodologias de quantificação de dano – Função dose-

resposta

Estabelece-se uma relação física entre a causa e o efeito de um dano

ambiental, fornecendo medidas objetivas dos danos resultantes das várias

causas. São “funções de dano” ou “funções de dose-resposta” que relacionam

o nível da atividade impactante com o grau do dano físico ou ativo natural, ou

ativo realizado pelo homem, ou como grau de impacto sobre a saúde.

Page 47: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

47

Os dados para estas funções vêm de duas fontes:

- estudos de campo;

- procedimentos experimentais controlados.

A aplicação da função dose-resposta não é apenas um método de

valoração dos custos ambientais. Ela estabelece a relação entre a dose (a

gente causador da poluição) e a resposta (efeito, alteração). Após esta

relação, se estabelece o valor associado à resposta obtida. Do

estabelecimento desta função, podemos estimar a variação do dano que afeta

a produção ou qualidade de vida da população atingida. Depois, valora-se o

dano ocorrido a partir do preço do mercado. Esta função permite que se

estabeleça uma relação que os outros métodos não alcançam.

As etapas para aplicação deste método são:

- identificação das emissões nocivas e determinação do raio de

abrangência para elaboração de modelos de dispersão atmosférica, a fim de

se calcular as concentrações anuais de cada poluente;

- determinação do risco incremental individual, que estabelece o risco do

individuo sofrer uma doença ou morte quando se aumenta a concentração e

exposição a um determinado poluente. Parte-se do principio de que existe uma

relação causal entre o grau de exposição (dose) a um agente e a existência de

um mecanismo capaz de causar um efeito (resposta);

- determinação do risco incremental total, que é o produto do risco

individual pela população e pelos bens patrimoniais e ambientais da região.

São obtidos dados demográficos e levantamento de bens da região em estudo;

- valoração dos custos ambientais, produto do risco de incremento total

pelo valor econômico atribuído a tal incremento. São utilizados valores de

mercado, tomando tal valor e multiplicando pelo incremento. Quando não

existe valor estipulado no mercado, utilizamos inferência indireta. Nesta

técnica, utilizamos pesquisas de opinião, os salários dos indivíduos afetados, a

desvalorização das propriedades, para que se possa, na verdade, tentar obter

o valor que a sociedade estaria disposta a pagar para que houvesse a redução

do incremento dos riscos de doença e morte.

Page 48: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

48

A partir de todas estas etapas, chegamos a um valor numérico que

expressa o custo ambiental associado à emissão de uma dada quantidade de

poluentes.

5.5.1 – Dificuldades na estimativa das funções dose-resposta

Devido às relações causais em ecologia serem ainda pouco conhecidas

e de estimativa bastante complexa, o estabelecimento das funções dose-

resposta apresenta uma série de limitações. Necessitamos de vários estudos

de campo, já que populações e regiões são diferentes entre si e também o seu

grau de exposição.

As dificuldades normalmente encontradas são:

- a variedade de poluentes e a interação dos mesmos;

- os aspectos individuais como hábitos alimentares, tabagismo, histórico

de saúde, que influenciam também na saúde da população;

- o clima e suas variáveis;

- topografia, saneamento básico, qualidade de vida, nível de estresse,

precisam ser considerados.

As dificuldades mencionadas não invalidam o esforço de se valorar

monetariamente as externalidades ambientais.

5.6 – Custos de controle de poluição para uma refinaria de

petróleo

Normalmente, os custos de controle de poluição para implementação de

uma refinaria de petróleo ficam em torno de 10% dos investimentos totais

necessários. Calcula-se que uma refinaria de médio porte demandaria um

investimento em torno de três bilhões de dólares, dos quais aproximadamente

300 milhões de dólares seriam gastos com o controle da poluição atmosférica,

hídrica e do solo.

Os custos totais obtidos para o horizonte de 50 anos de vida útil de uma

refinaria, levando-se em consideração que se mantenham os níveis de

emissão de poluentes, conclui-se que é mais barato investir-se em

Page 49: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

49

equipamentos de controle de poluição que arcar-se com as despesas impostas

pela sociedade pela geração de poluentes.

A aplicação de investimentos no controle da poluição em refinarias de

petróleo demonstra um abatimento da poluição sobre os custos ambientais

para a sociedade, além de gerar melhores condições de vida para a

população, para o meio ambiente, enfim, para todo o ecossistema.

.

Page 50: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

50

CONCLUSÃO

Como podemos observar ao longo deste trabalho, as refinarias de

petróleo são atividades altamente poluidoras, afetando todo o meio físico: ar,

água e solo. A principal problemática ambiental gerada pelas refinarias, é que,

devido sua total importância em nossa sociedade, tornando-as indispensáveis

ao nosso estilo de vida, e, com certeza, irão existir ainda por várias décadas, o

que fazer para que as refinarias não prejudiquem ainda mais o meio ambiente?

A indústria do petróleo, no Brasil, assim como no resto do mundo, é uma

das atividades mais rentáveis. Precisamos cobrar desta indústria maiores

investimentos nas suas plantas de refino para que sejam menos poluidoras e

que tenham melhor gestão ambiental.

Dependemos de toda uma revisão na legislação atual para que as

refinarias que sujam, degradam e destroem ecossistemas possam ser punidas

por não aceitarem uma melhor gestão ambiental.

Ao lado da ética individual, necessária a todos, existe atualmente uma

ênfase sobre a responsabilidade social das empresas poluidoras. O Instituto

Ethos define responsabilidade social empresarial como:

[...] uma forma de gestão que se define pela relação ética e transparente daempresa com todos os públicos com os quais ela se relaciona e pelo estabelecimento de metas empresariais compatíveis com o desenvolvimento sustentável da sociedade, preservando recursos ambientais e culturais para gerações futuras, respeitando a diversidade e promovendo a redução das desigualdades sociais (www.ethos.org.br).

O crescimento do parque de refino no Brasil é inevitável, devido a nossa

demanda por derivados cada vez maior. Logo, tal ampliação deve ser

planejada levando em conta toda a questão ambiental. Sabemos que esse tipo

de gestão é viável sob todos os pontos de vista, inclusive o econômico.

Page 51: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

51

Descrevemos, ao longo deste trabalho, a existência de vários problemas

ambientais causados pelas refinarias e indicamos como resolvê-los. Várias

soluções que foram aqui descritas, foram utilizadas de forma bem sucedida.

Ressaltamos, também, que é imprescindível uma gestão melhor das

plantas de refino. Além da redução de níveis de poluição, também ocorre

diminuição de gastos em água e energia, acarretando uma economia nos

custos variáveis de uma refinaria.

Todo um controle interno das refinarias se faz necessário, para que haja

redução na geração de poluentes. Recuperação de substancias que não

reagiram, reciclagem de subprodutos dos processos, recirculação das águas e

redução de vazamentos são medidas que, além de representar uma economia

para as refinarias, podem reduzir a concentração de quase todos os poluentes

potenciais.

Demonstramos, também, que é mais barato pagar pela instalação de

equipamentos de controle de poluição do que pagar custos ambientais

imputados à sociedade. Podemos ver que na valoração dos custos ambientais

temos que levar em consideração todas as despesas que advêm da poluição

como tratamentos médicos, limpeza de ruas, prédios e monumentos,

desvalorização de propriedades, além de prejuízos irreversíveis, como perda

de bem-estar e da própria vida.

Seria muito mais interessante para as refinarias que investissem em

controle de poluição, gerando economias como a reutilização de efluentes

tratados ao invés de água, evitando multas e despesas legais impostas pelos

órgãos ambientais e aumentando sua eficiência produtiva.

[...] a poluição industrial também pode ser vista como uma forma de desperdício e ineficiência dos processos produtivos e resíduos industriais representam, na maioria dos casos, perdas de matérias primas e insumos. (LERIPIO, 2001, p. 11)

Até caberia, num determinado momento, um investimento na própria

imagem da companhia, renovando e preservando paisagens naturais no

entorno dos parques industriais, e melhorando a qualidade de vida desta

Page 52: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

52

população. No Brasil, a Petrobras têm implementado um Sistema de Gestão

Integrada de Meio Ambiente, Qualidade, Saúde e Segurança Industrial, tendo

como referências as normas ISO 14.001 e BS 8.800. A Petrobras também

implantou o Programa de Excelência em Gestão Ambiental e Segurança

Operacional, que tem como meta apresentar um detalhamento das ações

priorizadas e diretrizes de gestão para realizar análise e planos de

contingência, planos de investimento a médio e longo prazos, incluindo ações

de riscos para redução de riscos ambientais.

[...] aquilo que rende dinheiro para uma empresa, ao menos à curto prazo, pode ser nocivo para a sociedade como um todo, assim, o comportamento das empresas torna-se um exemplo em grande escala de comportamento racional de parte de um grupo, podendo ser traduzido em uma tomada de decisão desastrosa para a sociedade (DIAMOND, 2005, p. 528).

Varias medidas foram incorporadas no padrão de desenvolvimento da

Petrobras, como análises ambientais, avaliações dos impactos

socioeconômicos de cada projeto, recuperação das áreas afetadas,

recomposição paisagística, além de tratamento e adequação de resíduos

sólidos e líquidos gerados. Também foram investidos milhões de dólares em

aprimoramento da qualidade dos produtos, no caso do diesel, visando

melhorar os níveis de poluição atmosférica nas grandes cidades.

Por outro lado, é fundamental que o Poder Legislativo aprimore a

Legislação Ambiental, criando leis mais especificas e rigorosas para as

refinarias.

É necessário que sejam desenvolvidos novos estudos para a valoração

das externalidades ambientais. Tais estudos têm que contemplar a realidade

brasileira, levando-se em consideração nossa condição socioeconômica, além

do uso de modelos de dispersão adequados a cada região. A obtenção de

estimativas de custos de danos melhor suportadas é imprescindível para a

negociação junto às refinarias.

Page 53: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

53

Finalmente, para a valoração ambiental eficaz, recomenda-se a

elaboração de estudos detalhados sobre a gestão de riscos utilizada por

nossas refinarias, assim como uma análise critica sobre sua eficiência.

O conceito de “meio ambiente” é uma construção social, a qual é dependente da percepção que cada um tem sobre ele, sendo portanto, um lócus onde os conflitos humanos se evidenciam em função de seus interesses individuais ou coletivos. É neste espaço onde se dão todas as relações que envolve os seres vivos, incluindo o homem, em permanente interação.(SILVA E NASCIMENTO, 2007, p. 21).

Page 54: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

54

BIBLIOGRAFIA

ABADIE, E., Processos de Refinação, Petrobras, Rio de Janeiro, 1999.

AGÊNCIA NACIONAL DE PETRÓLEO, GÁS NATURAL E

BIOCOMBUSTÍVEIS, Anuário Estatístico da Indústria Brasileira do

Petróleo, ANP, Rio de Janeiro, 2009.

AGÊNCIA NACIONAL DE PETRÓLEO, GÁS NATURAL E

BIOCOMBUSTÍVEIS, Ministério de Minas e Energia, Brasil. Disponível em:

http://www.anp.gov.br . Acesso em 02/05/10.

ALVA-ARGÁEZ, A.; KOKOSSIS, A.C.; SMITH, R..The Design of waterusing

systems in petroleum refining a water-pinch decomposition. Chemical

Engineering Journal, v-128, n.1, p 33-46, 2007.

ANTUNES, P.B., Legislação Ambiental do Estado do Rio de Janeiro, Rio de

Janeiro, Lumen Juris.1981.

BARCELLOS, P.P., Impactos Ambientais da Indústria do Petróleo – da

produção ao consumo final, Tese de M.Sc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro,

RJ, Brasil, 1986.

CONAMA, Resoluções CONAMA 1994-1991, 4 Ed., Brasília, 1991.

CUNHA,C.E.S.C.P..Gestão de resíduos perigosos em refinaria de petróleo,

UERJ, Rio de Janeiro, 2009. Disponível em:

http://www.peamb.eng.uerj.br/trabalhosconclusao/2009/carloseduardo/pdf.

Acesso em 23/07/10.

DIAMOUND, J. Colapso, como as sociedades escolhem o fracasso ou o sucesso. Rio de Janeiro, Record, 2005.

Page 55: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

55

DREW, D., Processos Interativos Homem-Meio Ambiente, São Paulo,

Difuão Editoral S.A., 1983.

EPA – OFFICE OF COMPLIANCE, Profile of the Petroleum Refining

Industry, Washington, DC, EPA, 1995. Disponível em: http://www.epa.gov.

Acesso em 07/05/10.

FREEDMAN, B., Environmental Ecology, California, Academic Press, 1995.

GUERRA, I.F., Ação Civil Pública e Meio Ambiente, Rio de Janeiro,

Forenze, 1997.

HARRISON, R.M., Pollution, Causes, Effects and Control, 3 Ed., Cambridge,

The Royal Society of Chemistry, 1995.

IPEA, Comunicado nº51 – Estatísticas de Desenvolvimento, Rio de Janeiro,

RJ Brasil. Disponível em: http://www.ipea.org.br. Acesso em 07/06/10.

INSTITUTO ETHOS. São Paulo. Instituto Ethos de Empresas e Responsabilidade Social. Disponível em: http://www.ethos.org.br. Acesso em 04/06/10.

KUPCHELLA, C.E., HYLAND, M.C., Environmental Science, 3 Ed., New

Jersey, Prentice Hall, 1993.

LAURENCE, D.O..Efluentes Liquidos de Refinaria de Petróleo. Disponivel

em:http://www.cedeteg.unicentro.br/graduação/DEAMB/sedmana_estudos/pdf

acesso em:05/05/10.

LEITE, J.L., Problemas – Chave do Meio Ambiente, Bahia, IG – UFBA, 1994.

LERIPIO, A. A. Gaia, um método de gerenciamento de aspectos e impactos ambientais. Tese de Doutorado, Florianópolis, 2001.

Page 56: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

56

MARIANO, J.B., Impactos Ambientais do Refino de Petróleo, Tese de

M.Sc., COPPE – UFRJ , Rio de Janeiro, RJ, Brasil, 2001.

MATTHEWS, H.S., LAVE, L.B., Applications of Environmental Valuation for

Determining Externality Costs, Environmental Science and Technology, V.

34, N.8, PP. 1390-1395, Jan. 2000.

MORAES, C. D. Conceitos, técnicas e processos em downstream – refino e petroquímica. Material acadêmico e notas de aula, Rio de Janeiro, 2007.

MOTA, S., Introdução à Engenharia Ambiental, Rio de Janeiro: ABES, 1997.

NEMEROW, N.L., Zero Pollution for Industry, New York, 1 Ed. John Wiley

and Sons, 1995.

PETROBRAS, Relatório Anual, Rio de Janeiro, 2009. Disponível

em:http://www.petrobras.org.br . Acesso em 05/05/10.

ROMEIRO, A.R., REYDON, B.P., Economia do Meio Ambiente, Campinas,

Unicamp, 1996.

SILVA, E. R.; NASCIMENTO, V. B. Sistema de Gestão Ambiental. Apostila acadêmica e notas de aula, Rio de Janeiro, 2007.

SIQUEIRA, J. C. Ética e Meio Ambiente. São Paulo, Editora Loyola, 2002.

SOUZA JÚNIOR, A.B., Curso de Análise e Gerenciamento de Risco de

Processos Industriais, Tese de D.Sc., COPPE – UFRJ, Rio de Janeiro, 1996.

STEPNOWSKI, P. et al. Enhanced Photo-degradation of contaminants in

petroleum refinery waste water, Water Research, v.36, n.9, p 2167-

2172,2002.

Page 57: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

57

SZKLO, A.S., Percepção, Diagnóstico e Critérios de Tomadas de Decisão

em Risco, Tese de M.Sc., COPPE – UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, 1996.

SZKLO, Alexandre Salem. Fundamentos do Refino do Petróleo, Rio de

janeiro: Interciência, 2005.

TOLMASQUIM, M.T., Metodologias de Valoração de Danos Ambientais

Causados pelo Setor Elétrico. Rio de Janeiro, ENERGE, 2000.

Page 58: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

58

ÍNDICE

FOLHA DE ROSTO 2

DEDICATÓRIA 3

AGRADECIMENTO 4

RESUMO 5

METODOLOGIA 6

SUMÁRIO 7

INTRODUÇÃO 8

CAPÍTULO I

Refino de Petróleo e seus processos 10

1.1 – Processos de Refinação 10

1.1.1 – Processos de separação Física 11

1.1.1.1 – Destilação 11

1.1.1.2 – Extração por Solventes 13

1.1.2 – Processos Químicos 13

1.1.2.1 – Coqueamento Retardado 14

1.1.2.2 – Visco-redução 14

1.1.2.3 – Alquilação Catalitica 15

1.1.2.4 – Reforma Catalitica 15

1.1.2.5 – Hidrotratamento 16

1.1.2.6 – Craqueamento Catalitico 16

1.1.2.7 – Hidrocraqueamento Catalitico 17

1.1.2.8 – Isomerização 17

1.1.2.9 – Polimerização 17

1.1.2.10 – Extração e fracionamento de aromáticos 18

1.1.2.11 – Recuperação de Enxofre 18

1.1.3 – Processos de Tratamento 18

1.1.3.1 – Tratamento Bender 18

1.1.3.2 – Tratamento Caustico 19

Page 59: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

59

1.1.3.3 – Tratamento com DEA 19

CAPITULO II

Problemática das emissões de poluentes atmosféricos 20

2.1 – Problemática dos poluentes atmosféricos sobre a saúde em

Caráter geral 21

2.1.1 – Irritação nos olhos 21

2.1.2 – Sistema Cardiovascular 21

2.1.3 – Sistema Respiratório 21

2.1.4 – Impacto sobre os materiais 21

2.1.5 – Visibilidade 22

2.1.6 – Odores 22

2.1.7 – Efeitos Globais 22

2.2 – Problemática dos poluentes atmosféricos sobre a saúde em

Caráter especifico emitido por refinarias 22

2.2.1 – Óxido de enxofre 23

2.2.2 – Materiais particulados 23

2.2.3 - Óxido de nitrogênio 23

2.2.4 – Monóxido de carbono 24

2.2.5 – Gás sulfídrico 24

2.2.6 – BTX 24

2.2.7 – VOC’S 24

2.2.8 – Amônia 25

2.3 – Medidas de controle das emissões atmosféricas 25

2.3.1 – Controle de emissão de poluentes gasosos 25

2.3.2 – Controle de emissão de material particulado 25

2.4 – Medidas de minimização das emissões atmosféricas 25

CAPITULO III

Problemática das emissões de poluentes hídricos 27

3.1 – Poluentes hídricos por processo em uma refinaria 27

3.1.1 – Armazenamento de óleo cru e dos produtos 27

3.1.2 – Dessalinização de óleo cru 27

Page 60: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

60

3.1.3 – Fracionamento 28

3.1.4 – Craqueamento térmico 28

3.1.5 – Craqueamento catalítico 28

3.1.6 – Hidrocraqueamento catalítico 28

3.1.7 – Reforma catalítica/Polimerização 28

3.1.8 – Coqueamento 28

3.1.9 – Alquilação 28

3.1.10 – Isomerização 29

3.1.11 – Extração por solventes 29

3.1.12 – Desparafinação 29

3.1.13 – Hidrotratamento 29

3.1.14 – Desasfaltação 29

3.1.15 – Processo de adoçamento 29

3.1.16 – Hidroacabamento de óleos lubrificantes 29

3.1.17 – Embalagem e Mistura 29

3.1.18 – Geração de hidrogênio 30

3.2 – Conseqüências da poluição por efluente hídrico 30

3.2.1 – Sólidos 30

3.2.2 – Metais pesados 30

3.2.3 – Alterações no Ph 31

3.2.4 – Compostos tóxicos 31

3.2.5 – Substâncias tensoativas 31

3.2.6 – Matéria consumidora de oxigênio 31

3.2.7 – Eutrofização 31

3.2.8 – Elevação de temperatura 31

3.2.9 – Sais 31

3.2.10 – Petróleo cru e seus derivados 31

3.3 – Tratamento dos efluentes hídricos 32’

3.3.1 – Separadores gravitacionais 32

3.3.2 – Floculação química 33

3.3.3 – Flotação a ar 33

3.3.4 – Quebra de emulsão 33

3.3.5 – Métodos biológicos de tratamento 33

Page 61: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

61

3.3.6 – Oxidação química 33

3.3.7 – Remoção de cianetos 33

3.3.8 – Remoção de metais 33

3.4 – Minimização da quantidade de efluentes hídricos gerados 34

CAPITULO IV

Problemática das emissões de poluentes sólidos 35

4.1 – A geração de resíduos sólidos nas refinarias de petróleo 35

4.2 – Descrição dos resíduos sólidos e medidas de minimização

De sua geração 36

4.2.1 – Sedimento dos tanques de armazenamento de petróleo cru 36

4.2.2 – Sedimento dos tanques de armazenamento de gasolina 36

4.2.3 – Sedimento dos tanques de armazenamento de óleo residual 37

4.2.4 – Sedimento CSO e/ou sólidos e filtração 37

4.2.5 – Lama de dessalinização 37

4.2.6 – Catalisador do craqueamento catalítico 37

4.2.7 – Catalisadores do hidrocraqueamento, hidrotratamento e

Hidrorrefino 37

4.2.8 – Catalisador de reforma catalítica 37

4.2.9 – Catalisador de isomerização 38

4.2.10 – Argila de tratamento de isomerização/extração 38

4.2.11 – Outros resíduos sólidos 38

4.3 – Os resíduos perigosos da refinaria 39

4.4 – Tratamento e disposição dos resíduos sólidos 39

4.4.1 – Tratamento físico 40

4.4.2 – Tratamento térmico 40

4.4.3 – Tratamento químico 40

4.4.4 – Tratamentos biológicos 40

CAPITULO V

Valoração dos custos ambientais das emissões de poluentes 41

5.1 – Custos ambientais decorrentes das emissões de poluentes 42

5.2 – A importância da valoração dos custos ambientais 42

Page 62: UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO … · O atual processo de refino de petróleo não tem como ser ... um vapor em processo de condensação, ... utilizado no pool

62

5.3 – Mecanismos para a internalização das externalidades 43

5.4 – Técnicas de valoração econômica dos impactos ambientais 43

5.4.1 – Natureza e classificação dos valores ambientais 44

5.4.2 – Produção sacrificada 45

5.4.3 – Disposição para pagar 45

5.5 – Metodologia de quantificação de dano – função dose-resposta 46

5.5.1 – Dificuldades na estimativa das funções dose-resposta 48

5.6 – Custos de controle de poluição para uma refinaria de petróleo 48

CONCLUSÃO 50

BIBLIOGRAFIA 54

INDICE 58