Refinaria de petróleo

Anacortes Refinaria ( Tesoro), no extremo norte de Março Ponto sudeste de Anacortes, Washington

Uma refinaria de petróleo é um industrial planta de processo em que o petróleo bruto é processado e refinado em mais útil produtos petrolíferos, tais como gasolina, diesel combustível, base de asfalto, óleo para aquecimento, querosene, e gás liquefeito de petróleo. As refinarias de petróleo são normalmente grandes alastrando industriais complexos com extensa Quentinha correndo por toda parte, levando fluxos de fluidos entre grandes unidades de processamento químico.

Operação

O petróleo bruto é separado em frações por destilação fraccionada. As fracções no topo do coluna de fraccionamento, têm inferiores pontos de ebulição do que as fracções na parte inferior. As fracções pesadas são frequentemente inferiores rachado em produtos mais úteis mais leves. Todas as fracções são subsequentemente transformados em outras unidades de refinação.

("Bruto") de petróleo bruto ou não transformado não é útil na forma que vem em fora da terra. Apesar de "light, sweet" (de baixa viscosidade, baixo teor de enxofre) óleo foi usado diretamente como combustível para a propulsão queimador navio a vapor, os elementos mais leves formar vapores explosivos nos tanques de combustível e por isso é muito perigoso, especialmente em navios de guerra. Para este e muitos outros usos, o óleo tem de ser separado em peças e refinado antes da sua utilização em combustíveis e lubrificantes, e antes de alguns dos subprodutos pode ser utilizado em processos petroquímicos para formar materiais tais como plásticos , detergentes, solventes , elastômeros, e fibras, tais como e nylon poliésteres. Petroleum combustíveis fósseis são usados em navio , automóvel e avião motores. Estes diferentes hidrocarbonetos têm diferentes pontos de ebulição , o que significa que eles podem ser separados por destilação . Uma vez que os elementos líquidos mais leves estão em grande demanda para uso em motores de combustão interna, uma refinaria moderna irá converter pesado hidrocarbonetos e elementos gasosos mais leves para estes produtos de valor mais elevado, utilizando processos intensivos complexas e de energia.

A refinaria de petróleo em Haifa, Israel é capaz de processar cerca de 9 milhões de toneladas (66 milhões de barris) de petróleo bruto por ano. Suas duas torres de refrigeração são pontos de referência para o horizonte da cidade.

O óleo pode ser usado em muitas formas diferentes, pois contém hidrocarbonetos de diferentes massas moleculares , formas e comprimentos, como parafinas, aromáticos, naftenos (ou cicloalcanos), alcenos , dienos, e alcinos. Hidrocarbonetos são moléculas de diferentes graus de extensão e complexidade feitas de apenas hidrogênio e carbono átomos . Suas várias estruturas dar-lhes as suas propriedades diferentes e usa assim. O truque no processo de refinamento de óleo é separar e purificar estas.

Uma vez separado e purificado de quaisquer contaminantes e impurezas, o combustível ou lubrificante pode ser vendido sem qualquer processamento adicional. Moléculas mais pequenas tais como e isobutano ou propileno butilenos podem ser recombinadas para satisfazer específica requisitos de octanas dos combustíveis por processos tais como a alquilação ou menos comumente, dimerização. Octano grau de gasolina também pode ser melhorada pela reforma catalítica, que tira hidrogénio de hidrocarbonetos para produzir aromáticos, que têm muito mais elevada octanagem. Produtos intermediários, tais como gasóleos pode mesmo ser reprocessada para quebrar um óleo pesado, de cadeia longa em um isqueiro de cadeia curta, por várias formas de fissuração tal como craqueamento catalítico de fluido, craqueamento térmico, e hidrocraqueamento. O passo final na produção de gasolina é a mistura de combustíveis com diferentes índices de octanagem, pressões de vapor e outras propriedades para atender às especificações de produtos.

As refinarias de petróleo são plantas de grande porte, processamento de cerca de cem mil para várias centenas de milhares barris de petróleo bruto por dia. Devido à elevada capacidade, muitas das unidades são operadas continuamente (em oposição ao processamento por lotes) a estado estacionário ou estado aproximadamente constante durante longos períodos de tempo (meses a anos). Esta alta capacidade também faz otimização de processos e controle de processo avançado muito desejável.

Principais produtos de refinarias de petróleo

A maioria dos produtos de processamento de petróleo são geralmente agrupados em três categorias: destilados leves (LPG, gasolina, nafta), destilados médios (querosene, diesel), destilados pesados e resíduo (óleo combustível, óleos lubrificantes, cera, alcatrão). Esta classificação baseia-se na forma de óleo bruto é destilado e separados em fracções (chamada e destilados resíduo) como pode ser visto no desenho acima.

• Gás de petróleo liquefeito (GPL)
• Gasolina (também conhecido como gasolina)
• Nafta
• Querosene e afins combustíveis de aeronaves a jato
• Combustível diesel
• Óleos combustíveis
• Óleos lubrificantes
• A cera de parafina
• Asfalto e Alcatrão
• O coque de petróleo

Unidades de processo comuns encontrados em uma refinaria

O número e natureza das unidades de processamento numa refinaria de determinar a sua índice de complexidade.

• Unidade de dessalinização lava para fora o sal do petróleo bruto antes de entrar na unidade de destilação atmosférica.
• Unidade de destilação atmosférica destila petróleo bruto em frações. Ver Destilação contínua.
• Unidade de destilação de vácuo destila mais fundos residuais após destilação atmosférica.
• Nafta Unidade de hidrotratamento usa hidrogênio para dessulfurar nafta de destilação atmosférica. Deve hydrotreat da nafta antes de enviar para uma unidade catalítica Reformer.
• Unidade reformador catalítico é usado para converter as moléculas gama de ponto de ebulição da nafta em maior octanagem reformado (produto reformador). O reformado tem maior teor de compostos aromáticos, olefinas e hidrocarbonetos cíclicos). Um subproduto importante de um reformador é hidrogénio libertado durante a reacção de catalisador. O hidrogénio é utilizado quer nas Hidrotratadores ou o hidrocraqueamento.
• Unidade de hidrotratamento desulfurizes destilado de destilados (como diesel) após destilação atmosférica.
• Fluid Catalytic Cracking (FCC) unidade atualiza fracções mais pesadas em leves, produtos mais valiosos.
• Hydrocracker unidade utiliza o hidrogênio para atualizar fracções mais pesadas em leves, produtos mais valiosos.
• Visruptura actualizações de unidade pesados óleos residuais por craqueamento térmico-los em mais leves, mais valiosos produtos de viscosidade reduzida.
• Unidade Merox trata de GLP, querosene ou combustível de jato por oxidação mercaptans para Orgânico persulfuretos.
• Unidades de produção de coque ( coqueamento retardado, coker de leito fluidizado, e flexicoker) processo de óleos residuais muito pesados para a gasolina eo óleo diesel, deixando coque de petróleo como um produto residual.
• Unidade de alquilação produz componentes de alta octanagem da gasolina de mistura.
• Unidade de dimerização converte olefinas em componentes de maior índice de octano de mistura de gasolina. Por exemplo, butenos pode ser dimerizada em isooctene que poderão posteriormente ser hidrogenado para formar isooctano. Há também outros usos para a dimerização.
• Isomerization unidade converte moléculas lineares a de maior octanagem moléculas ramificadas para a mistura com gasolina ou alimentar para unidades de alquilação.
• Vapor unidade de reformação produz hidrogênio para os Hidrotratadores ou hydrocracker.
• Unidades de armazenamento de gás liquefeito de propano e gasosos semelhantes a pressão suficiente para manter em forma líquida. Estes são geralmente navios ou balas esféricas (vasos horizontais com extremidades arredondadas.
• Tanques de armazenamento de petróleo bruto e de produtos acabados, geralmente cilíndrico, com algum tipo de controle de emissão de vapor e cercado por uma terra berm para conter derramamentos.
• Amine tratador de gás, Unidade Claus, e de tratamento de gás da cauda para a conversão sulfeto de hidrogênio a partir de hidrodessulfurização em enxofre elementar.
• Unidades de utilidade pública, como torres de arrefecimento de água de arrefecimento circulante, caldeiras para geração de vapor, sistemas de ar instrumento para acionamento pneumático As válvulas de controlo e um subestação elétrica.
• Recolha de águas residuais e sistemas de tratamento que consistem Separadores API, flotação por ar dissolvido (DAF) e unidades de algum tipo de tratamento adicional (tal como um ativado biotreater lodo) para fazer essa água adequado para reutilização ou para eliminação.
• Unidades de refino de solventes usar solvente, tal como cresol ou furfural para remover indesejados, principalmente materiais asfaltenica de lubrificação estoque de óleo (ou estoque diesel).
• Unidades desparafinagem com solvente remover os pesados componentes de cera petrolato a partir de produtos de destilação de vácuo.

Diagrama de fluxo de refinaria típica

A imagem abaixo é um esquema diagrama de fluxo de uma refinaria de petróleo típico que retrata os diversos processos unitários e o fluxo de correntes de produtos intermédios que ocorre entre a entrada de matéria-prima de petróleo bruto e os produtos finais. O diagrama mostra apenas um dos literalmente centenas de diferentes configurações de refinaria de óleo. O diagrama também não inclui qualquer uma das instalações de refinaria habituais que prestam serviços públicos, tais como vapor, água de arrefecimento e de energia elétrica, bem como tanques de armazenagem de matéria-prima petróleo bruto e de produtos intermediários e produtos finais.

Diagrama de fluxo esquemático de uma refinaria de petróleo típico

Existem muitas outras do que o descrito acima configurações de processo. Por exemplo, a unidade de destilação de vácuo pode também produzir fracções que pode ser refinado em produtos finais, tais como: óleo de eixo utilizado na indústria têxtil, máquinas de óleo leve, óleo do motor e óleo de cilindro de vapor. Como outro exemplo, o resíduo de vácuo pode ser processado em um unidade de coker para produzir coque de petróleo.

Produtos finais especializadas

Estes irão misturar várias matérias-primas, misture aditivos apropriados, fornecer armazenamento de curto prazo, e se preparar para o carregamento em massa para caminhões, barcaças, navios de produtos e vagões.

• Os combustíveis gasosos, tais como propano , armazenado e transportado na forma líquida sob pressão em vagões especializados para distribuidores.
• Os combustíveis líquidos mistura (produzindo graus automóvel e da aviação de gasolina, querosene, combustíveis várias turbinas de aviação e combustível para motores diesel, a adição de corantes, detergentes, aditivos anti-detonantes, oxigenatos, e compostos anti-fúngicos como requerido). Enviado por barcaça, ferroviário e navio petroleiro. Pode ser enviado regionalmente em dedicado pipelines para apontar os consumidores, particularmente combustível de jato aviação para os principais aeroportos, ou canalizada para distribuidores em oleodutos multi-produtos utilizando separadores de produtos chamados inspeção de dutos calibres ("porcos").
• Lubrificantes (produz óleos para máquinas leves, óleos de motores, e graxas, acrescentando estabilizadores de viscosidade conforme necessário), normalmente enviado em massa para uma empresa de acondicionamento externo.
• Cera (parafina), utilizado na embalagem de alimentos congelados, entre outros. Pode ser embarcado a granel para um site para se preparar como blocos embalados.
• Enxofre (ou ácido sulfúrico ), a remoção de enxofre de derivados de petróleo que podem ter até um par cento de enxofre como compostos orgânicos contendo enxofre. Enxofre e ácido sulfúrico são materiais industriais úteis. O ácido sulfúrico é geralmente preparado e enviado como o precursor do ácido oleum.
• Massa tar o transporte para as embalagens unidade offsite para uso em coberturas tar-e-cascalho.
• Unidade de asfalto. Prepara asfalto granel para embarque.
• Coque de petróleo, usado em produtos de especialidade de carbono ou combustível tão sólido.
• Insumos ou matérias-primas petroquímicas, que são muitas vezes enviados para petro fábricas de produtos químicos para posterior processamento em uma variedade de maneiras. Os petroquímicos podem ser olefinas ou dos seus precursores, ou vários tipos de petroquímicos aromáticos.

Localização / localização de refinarias de petróleo

Os princípios de encontrar um canteiro de obras para as refinarias são semelhantes aos de outras fábricas de produtos químicos:

• O site tem que ser razoavelmente longe de áreas residenciais.

• Facilidades para entrega acesso matérias-primas e produtos para mercados deve ser facilmente disponível.

• Processamento de necessidades energéticas devem ser facilmente disponíveis.

• Eliminação de resíduos do produto não deve causar dificuldades.

Para refinarias que utilizam grandes quantidades de vapor de processo e água de refrigeração, uma fonte abundante de água é importante. Devido a isso, as refinarias de petróleo são muitas vezes localizados (associado a um porto), perto de rios navegáveis ou ainda melhor em uma praia do mar. Ou são de dupla finalidade, fazendo também transporte barato disponível por rio ou por mar. Embora as vantagens do transporte por oleoduto de petróleo bruto são evidentes, e o método também é frequentemente utilizado por empresas petrolíferas para entregar grandes produtos de saída, tais como combustíveis para os seus terminais de distribuição a granel, entrega gasoduto não é prático para pequenos produtos de saída. Para estes, vagões ferroviários, podem ser utilizados veículos-cisterna ou barcaças.

É útil para as refinarias do site em áreas onde há espaço abundante para ser utilizado pela mesma empresa ou outros, para a construção de instalações petroquímicas, fabricação de solventes (fraccionamento multa) plantas e / ou plantas similares para permitir que estes fácil acesso a grande saída produtos de refinaria para processamento adicional, ou plantas que produzem aditivos químicos que a refinaria pode precisar para se misturar com um produto na fonte em vez de nos terminais de mistura.

As preocupações de segurança e ambientais

Miro refinaria no Karlsruhe

O processo de refinação libera numerosos produtos químicos diferentes para a atmosfera ; consequentemente, não são substanciais poluição do ar e as emissões de um notável odor normalmente acompanha a presença de uma refinaria. Além do impacto na poluição atmosférica também existem preocupações de águas residuais, os riscos de acidentes industriais, tais como incêndio e explosão, e efeitos na saúde devido ao ruído ruído industrial.

O público exigiu que muitos governos impõem restrições contaminantes que liberam refinarias, ea maioria das refinarias de ter instalado o equipamento necessário para cumprir os requisitos da protecção ambiental agências reguladoras pertinentes. No Estados Unidos , há uma pressão forte para evitar o desenvolvimento de novas refinarias, e nenhum grande refinaria foi construída no país desde Maratona de Garyville, facilidade Louisiana em 1976. No entanto, muitas refinarias existentes foram expandidas durante esse tempo. Restrições e pressão para evitar a construção de novas refinarias ambientais também podem ter contribuído para o aumento dos preços dos combustíveis nos Estados Unidos. Além disso, muitas refinarias (mais de 100 desde 1980) têm fechado devido a obsolescência e / ou actividade de fusões dentro da própria indústria. Esta atividade foi relatada ao Congresso e em estudos especializados não amplamente divulgados.

Preocupações ambientais e de segurança significa que as refinarias de petróleo são, por vezes, localizado a alguma distância das principais áreas urbanas. No entanto, existem muitos casos em que as operações da refinaria estão perto de áreas povoadas e representam riscos de saúde, como no Campo de Gibraltar, uma estatal refinaria espanhola perto das cidades de Gibraltar , Algeciras, La Linea , San Roque e Los Barrios com uma população total de mais de 300.000 residentes dentro de um raio de 5 milhas (8,0 km) e da refinaria CEPSA em Santa Cruz, na ilha de Tenerife, Espanha, que está situada no centro da cidade densamente povoada e ao lado as únicas duas grandes rotas de evacuação dentro e fora da cidade. Na Califórnia 's Contra Costa County e Solano County, um colar de linha costeira de refinarias e fábricas de produtos químicos associados são adjacentes a áreas urbanas em Richmond, Martinez, Pacheco, Concord, Pittsburg, Vallejo e Benicia, com eventos acidentais ocasionais que necessitam de "abrigo no local" ordens às populações adjacentes.

História

Primeiras refinarias de petróleo do mundo foram criadas por Ignacy Lukasiewicz perto Jaslo, Império Austríaco (agora na Polônia ) nos anos de 1854-1856, mas eles foram inicialmente pequena, pois não houve demanda real para o combustível refinado. Como Łukasiewicz de lâmpada de querosene ganhou popularidade indústria de refino cresceu na área.

A primeira grande refinaria de petróleo tem início às Ploiesti, Romênia em 1856. Várias outras refinarias foram construídas naquele local com o investimento de Estados Unidos empresas antes de ser adquirida pela Alemanha nazista durante a Segunda Guerra Mundial . A maioria dessas refinarias foram fortemente bombardeados por Forças aéreas do exército em Operação Maremoto, 1 de agosto de 1943 . Desde então, têm sido reconstruído e, atualmente, representam um tanto de uma preocupação ambiental.

Outro exemplo é cedo Oljeön, Suécia , agora preservada como um museu na UNESCO património mundial Engelsberg. Ele entrou em operação em 1875 e faz parte da Ecomuseu Bergslagen.

Ao mesmo tempo, a maior refinaria de petróleo do mundo foi reivindicada a ser Ras Tanura, Arábia Saudita , de propriedade de Saudi Aramco. Para a maior parte do século 20, a maior refinaria do mundo foi o Abadan refinaria no Irã . Esta refinaria sofreu grandes danos durante a Guerra Irã-Iraque. O maior complexo de refinaria do mundo é o "Centro de Refinación de Paraguaná" (CRP), gerido por PDVSA na Venezuela, com uma capacidade de produção de 956 mil barris por dia (152.000 m ³ / d) (Amuay 635.000 bbl / d (101.000 m ³ / d), Cardón 305.000 bbl / d (48.500 m ³ / d) e Bajo Grande 16.000 bpd ). Da SK Energy Ulsan refinaria na Coreia do Sul com uma capacidade de 840.000 bbl / d (134.000 m ³ / d) e Refinaria da Reliance Petroleum em Jamnagar, Índia, com 660 mil bbl / d (105.000 m ³ / d) são a segunda e terceira maior, respectivamente.

Refinarias primeiros norte-americanos processados petróleo bruto para recuperar o querosene. Outros produtos (como a gasolina) foram considerados resíduos e muitas vezes foram despejados diretamente no rio mais próximo. A invenção do automóvel mudou a demanda de gasolina e diesel, que continuam a ser os principais produtos refinados hoje. Refinarias anteriores à EPA foram muito tóxico para o meio ambiente. Legislação rigorosa determinou que as refinarias atender aos padrões de ar e limpeza de água modernos. Na verdade, a obtenção de uma autorização para construir uma refinaria moderna, mesmo com o mínimo impacto sobre o meio ambiente (excepto as emissões de CO ₂₎ é tão difícil e dispendiosa que não há novas refinarias foram construídas (embora muitos tenham sido expandido) nos Estados Unidos desde 1976 . Como resultado, alguns acreditam que esta pode ser a razão que os EUA estão se tornando mais e mais dependente das importações de gasolina terminado, em oposição ao petróleo bruto incremental. Por outro lado, estudos têm revelado que a aceleração da actividade de fusões no sector da refinação e produção reduziu ainda mais capacidade, resultando em mercados mais rígidos nos Estados Unidos em particular.