INTEGRAÇÃO REFINO-PETROQUÍMICA: QUANDO UPSTREAM E DOWNSTREAM SE DÃO AS MÃOS

Quase todas as grandes empresas de energia hoje em dia entraram no ramo da petroquímica, mesmo quando o mercado, os produtos finais, os consumidores e até mesmo o modo de operar as plantas são bastante diferente entre refinaria e petroquímica. Mas a integração tem muitas vantagens e pode ocorrer de diversas formas. Entenda as principais razões para que essa integração seja cada vez mais frequente e quais os principais pontos de integração.

A petroquímica está na chamada parte downstream da cadeia do petróleo enquanto as refinarias estão na parte comumente classificada como upstream. Assim, enquanto os principais produtos das refinarias são os combustíveis e lubrificantes, muitos produtos gerados durante os diversos processos nas refinarias também podem ser direcionados uso como matéria-prima na petroquímica, responsável por produzir moléculas conhecidas como building-blocks, que depois serão utilizadas em diversas indústrias. Por isso, é de se esperar que haja certa superposição entre as matérias-primas dos produtos finais da refinaria e as matérias-primas para a petroquímica.

Mas, se antigamente, a competição era tão grande que ambas as indústrias estavam separadas, hoje em dia o cenário está mudando, pois se percebeu que ambas ganham mais se houver integração entre elas, com troca de produtos e matérias-primas. E isso deve-se não só a mudanças em legislações ambientais sobre os combustiveis, mas também a mudanças na demanda de certos produtos da petroquímica. Além disso, é evidente que as flutuações nos preços dos produtos, inerentes da indústria química, podem tornar mais vantajoso utilizar um produto como matéria-prima na refinaria ou na petroquímica, dependendo da época do ano. Por isso, atualmente,  a maior parte das grandes empresas, como a ExxonMobil, possuem refinaria e petroquímica no mesmo sítio. A Figura 1 mostra a porcetagem de integração entre refino e petroquimica de grandes empresas e novos projetos de integração planejados em 2006, o que também mostra que essa integração é relativamente recente, mas já vem sendo pensada há alguns anos.

Figura 1.Porcentagem de integração entre refino e petroquimica nas grandes empresas e novos projetos integrados (2006).

E atualmente existem diversos exemplos bastante evidentes dessa integração, motivados pelos diferentes aspectos citados anteriormente. Um exemplo de intergação que surgiu principalmente devido a novas legislações ambientais está relacionado aos aromáticos.

Primeiramente, devemos entender que uma das especificações da gasolina é a chamada octanagem, que é a medida da resitência à combustão espontânea ou autoignição, visto que na gasolina o objetivo é impedir tal fenômeno, já que a combustão do combustivel deve ocorrer exclusivamente dentro da câmara de combustível do motor. Existe, portanto, uma forma de medir a octanagem e um valor mínimo que deve ser obedecido para que a gasolina seja colocada no mercado.

O que determina tal resistência à autoignição é basicamente a composição da gasolina; em outras palavras, aos tipos de hidrocarbonetos e eventualmente outros tipos de compostos químicos presentes nela. Algumas moléculas são mais resistentes à autoignição e, portanto, devem estar presentes em maiores quantidades. Os aromáticos caracterizam-se justamente por sua estabilidade. Portanto, são bastante resistentes à autoiginição e quando presentes na gasolina elevam de forma significativa a octanagem.

Mas todos sabemos que os compostos aromáticos são tóxicos e um dos compostos comumente presentes em altas quantidades na corrente da refinaria adicionadas ao pool da gasolina é o benzeno. Por isso, há alguns anos, na maior parte do mundo, surgiram leis que regulam e limitam a quantidade de aromaticos, particularmente bezeno, na gasolina. Obviamente, isso fez com que correntes ricas em aromáticos da refinaria não possam ser adicionadas ao pool de gasolina em grandes quantidades.

Por outro lado, na indústria petroquímica, os aromáticos são um dos principais building-blocks, utilizados para a produção de solventes e plásticos importantes do nosso dia-a-dia. Por isso, a corrente  rica em aromáticos, que tornou-se quase que um problema nas refinarias, agora pode ser enviada à petroquímica como matéria-prima, o que obviamente mostrou-se um bom negocio para ambas as partes.

Outro exemplo interessante é o do butano. A corrente de butano gerada nas refinarias pode ter vários destinos, dependendo das especificações do produto e do preço no mercado. Ele pode e deve, em alguns casos, ser adicionado diretamente à gasolina, pode ser utilizado em outros processos dentro da refinaria para gerar produtos como aditivos para combustíveis e também pode ser enviado à petroquimica, sendo utilizado como matéria-prima no processo de craqueamento a vapor, para gerar olefinas. Nesse caso, além do preço de cada um dos produtos finais, outro fator que influencia a escolha é novamente uma especificação da gasolina, a pressão de vapor, que pode ser ajustada com a adição de butano. No inverno, quando as temperaturas são mais baixas e a pressão de vapor é mais baixa, pode ser necessário adicionar buttano para chegar à especificação. No entanto, no verão, quando as temperaturas são mais altas, a adição de butano à gasolina não é necessária, de forma que a adição de butano não precisa e nem deve ser feita, para que a gasolina fique dentro das especificações requeridas.

Por fim, um dos exemplos que considero mais interessante é o do craqueamento catalítico fluidizado (FCC, do inglês Fluidized Catalytic Cracking), um processo que é feito nas refinarias para gerar componentes mais leves a partir de frações mais pesadas do petróleo, provenientes da destilação à vacuo. Os produtos gerados no processo de craqueamento catalítico fluidizado são geralmente para formar o pool de gasolina. Acontece que, durante o processo, são formadas frações gasosas, principalmente C3 e C4, que contém olefinas. Embora as olefinas possam ser adicionadas à gasolina, existe um limite, pois a presença de ligações duplas torna esses compostos um pouco instáveis e suscetiveis à formação das chamadas gomas, que podem bloquear o motor.

Por outro lado, um dos grandes prolemas da petroquímica hoje é justamente o gap entre a demanda e o suprimento de propeno, que ainda tem como principal fonte o craqueamento a vapor, um processo utilizado para gerar olefinas, principalmente etileno. Entretanto, devido ao crescimento do uso de matérias-primas gasosas nesse processo, como o etano, impulsionadas pelo shale gas, propeno está sendo cada vez mais produzido em menores quantidades durante esse processo, (publicaremos el breve um texto tradando mais especificamente desse assunto, fique ligado nas proximas publicações!). Assim, um dos grandes desafios tem sido encontrar processos para produzir diretamente o propeno. Dentro desse contexto, alguns têm apontado que o FCC tornou-se mais interessante pela produção de olefinas, em especial o C3, que pode ser direcionado à petroquimica do que propriamente para a produção de gasolina. E isso tanto é verdade que algumas refinarias já têm o ch amado FCC de alta severidade, em que condições mais severas de temperatura e pressão são aplicadas, gerando maiores quantidades das frações gasosas ricas em olefinas e menor quantidade dos compostos para serem adicionados à gasolina.

Com base em tudo isso, é possível entender porque refino e petroquímica estão cada vez mais integrados e porque grandes empresas de energia estão em ambos os setores. Além dos produtos que podem ser trocados entre ambas, a integração permite, ainda, economia de utilidades, como vapor e água bem como economia de energia. Embora os objetivos e os produtos finais sejam bastante diferentes, assim como a maneira de operar as plantas, atualmente é quase impossível que uma refinaria sobreviva sem nenhuma integração com a petroquímica e vice-versa.

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

[1] MONSAVOIR, JEAN-LUC. IFP School. Synergy: An opportunity for the refining and petrochemicals industries. Further Reading reserved exclusively to IFP School Students, 2017.

[2] SANTOS, PATRÍCIA CARNEIRO DOS; LEITE, LUIZ FERNANDO. Integração Refino-Petroquímica: Tendêndias e Impactos. FAPERJ, 2012.

[3] TOTAL. Disponível em: < http://br.total.com/pt-br/por-uma-energia-melhor/projetos-mundiais/plataformas-integradas-de-refino-petroquimica-para-atender-crescente-demanda-mundial>. [Acesso em 08  de agosto, 2017].

Autora: Clarissa Alves Biscainho (IFP School)

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