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GRUPO II ÓLEO DE BASE

Hidrogenação:
Hidrogenação é um nome genérico para o tratamento de combustíveis e lubrificantes a temperaturas elevadas, na presença de hidrogênio e um catalisador.

Hidrotratamento
(frequentemente chamado hidroacabamento) e hidrocraqueamento
ambos são nomes diferentes para hidrogenação. O hidrotratamento é um processo não destrutivo, enquanto o hidrocraqueamento é um processo destrutivo.

Este artigo se restringe ao tema da conversão de PLO (Processed Lube Oil) de API Gr I para Gr II por meio do processo de Hidrotratamento.

A classificação API de óleos de base Gr I e Gr II são as seguintes:
GRUPO ENXOFRE (% M) SATURADOS (% M) ÍNDICE DE VISCOSIDADE
eu > 0,03 <90 >80
II ≤0,03 >90 80 a 120
(III) (≤0,03) (>90) (>120)

O hidrotratamento remove materiais questionáveis por meio da reação seletiva desses materiais com hidrogênio em um reator a altas temperaturas e pressões na presença de um catalisador. O hidrotratamento remove heteroátomos e satura as ligações carbono-carbono, resultando na remoção de materiais como enxofre, nitrogênio, oxigênio e metais; e as ligações olefínicas e aromáticas são saturadas. O processo melhora a cor, odor, VI e estabilidade.

O processo de hidrotratamento é mostrado esquematicamente na Figura 1 e é descrito abaixo.
As três seções do processo são:

  • Seção de Reação
  • Seção de decapagem a vapor
  • Seção de secagem a vácuo

Seção de reação:
A seção de reação consiste no seguinte equipamento:

  • Trocador de alimentação / efluente
  • Aquecedor de carga do reator
  • Reator
  • Condensador de efluente do reator
  • Separadores de produto
  • Reciclar compressor de hidrogênio
  • Compressor de hidrogênio de maquiagem
  • Purificador de amina

Seção de decapagem a vapor:
A seção de decapagem consiste em:

  • Vaporizador de alimentação líquida
  • Coluna de decapagem
  • Condensador superior
  • Tambor refluxo
  • Bomba de refluxo

Seção de secagem a vácuo:
A seção de secagem consiste em:

  • Coluna de vácuo
  • Ejetor ou bomba de vácuo
  • Bomba de transferência de óleo base

Os reagentes, nomeadamente uma mistura de alimentação de óleo de base e hidrogênio de alta pressão aquecido à temperatura desejada, entram no topo do reator contendo camadas do catalisador. Conforme os reagentes fluem para baixo através do leito catalítico, várias reações exotérmicas ocorrem e a temperatura aumenta ao longo do leito catalítico. A temperatura média do processo pode ser calculada em (1/3 do Tinlet + 2/3 do Toutlet).

Os parâmetros de processo típicos da alimentação que entra no reator são; pressão de 25 a 90 bar, temperatura de 350 a 400 ° C, dependendo da severidade do processo e das propriedades da alimentação.

Um trocador de efluente de alimentação / reator pré-aquece a alimentação antes de entrar no aquecedor de carga do reator. Isso recupera tanto calor quanto possível do calor da reação.

Os processos envolvidos no hidrotratamento são:
HDS: Hidro-dessulfurização:

  • O enxofre é questionável porque leva ao envenenamento do catalisador; mais importante é o principal contribuinte para a poluição do ar e a causa da corrosão do motor.
  • O enxofre orgânico é convertido em sulfeto de hidrogênio (H₂S).

HDA: Hidro-desaromatização:

  • Os aromáticos são os componentes mais reativos do óleo lubrificante; e eles consomem muito quantidades de hidrogênio.
  • A saturação aromática que ocorre dentro do reator converte alguns dos aromáticos
    compostos para naftenos.
  • A remoção de aromáticos também melhora a qualidade de lubrificação do óleo base.

HDO: Hidro-desolefina:

  • As olefinas diminuem o nível de saturação. Olefinas também causam incrustação do produto pelo formação de gomas ou materiais insolúveis. O hidrotratamento converte olefinas em mais compostos estáveis e aumenta o nível de saturação.

HDN: Hidro-desnitrogenação:

  • O nitrogênio inibe a atividade catalítica. Compostos de nitrogênio reduzem a superfície efetiva área do catalisador.
  • Compostos de nitrogênio orgânico são convertidos em amônia (NH₃)

O hidrotratamento emprega catalisadores que aumentam o VI.

H3S e NH4 formados durante as reações de dessulfurização e desnitrogenação, respectivamente, são removidos pela circulação de água de lavagem antes que a corrente de produto do reator entre no condensador para evitar a formação de sal.

Um separador de alta pressão separa o gás da água ácida (água contendo H₂S + NH₃) e o gás de reciclagem é enviado para um purificador de amina para remover a maior parte do H₂S. O hidrogênio que sai do purificador de amina é comprimido e reciclado. Uma parte do nitrogênio que sai do purificador pode ter que ser purgada para evitar o aumento excessivo da pressão do gás hidrogênio.

A remoção eficiente do H₂S é muito importante, pois o H₂S reduz a pressão parcial do hidrogênio e suprime a atividade do catalisador.

A pressão da mistura de vapor / hidrocarboneto líquido que sai do separador de alta pressão é reduzida em uma estação de redução de pressão e entra em um separador de baixa pressão onde o hidrocarboneto líquido é separado do gás.

Desativação e regeneração do catalisador:

Dependendo das propriedades da alimentação e das condições operacionais, o catalisador desativa devido às reações de polimerização e à formação de coque sobre o catalisador. O processo de desativação pode ser parcialmente controlado pelo aumento da temperatura de saída do vapor do processo. No entanto, após vários ciclos de operação, ele precisa ser regenerado antes de ser usado novamente e novamente.

Seção de decapagem:

O hidrocarboneto líquido que sai da seção do reator é vaporizado antes de entrar na coluna de separação. O vapor é usado como meio de decapagem. O vapor reduz a pressão parcial dos hidrocarbonetos leves e diminui a temperatura de vaporização dos hidrocarbonetos leves, que são condensados e removidos do tambor de refluxo.

Sistema de vácuo:

O produto do fundo da coluna de decapagem é submetido a vácuo de aprox. 100mbar. A água evapora e o óleo básico se separa e é bombeado para fora.