Abaixadores do ponto de fluidez
Abaixadores do ponto de fluidez da Clariant: Tratamento atual do petróleo bruto e de combustíveis
Como líderes do setor, os serviços de refinaria da Clariant oferecem uma ampla gama de abaixadores do ponto de fluidez, concebidos para atender às especificações dos clientes, em vários segmentos e aplicações, tais como o transporte de petróleo bruto, destilados médios (inclusive óleo para aquecimento), óleos pesados, componentes cerosos e biodiesel ou em misturas de diesel marítimo. Com constantes inovações e a utilização das mais recentes tecnologias, nossas equipes de especialistas podem oferecer soluções de PPD específicas para cada aplicação:
- enquadrar o petróleo bruto, destilados médios ou combustíveis marítimos nas especificações
- melhorar o transporte e a capacidade de bombeamento de petróleos brutos especialmente cerosos
- ampliar a lista de petróleos brutos por meio da injeção de PPDs durante a descarga de petróleos brutos cerosos
A presença global e o conhecimento local da Clariant nos permitem fornecer soluções específicas para cada cliente para superar os desafios do tratamento do petróleo.
Petróleos brutos e óleos combustíveis pesados são misturas complexas de diversos hidrocarbonetos como parafinas, compostos aromáticos, naftenos, resinas e asfaltenos. As parafinas de cadeia longa tendem a cristalizar-se quando resfriadas, o que causa sedimentação intensa. A fim de evitar a sedimentação ou até mesmo a obstrução dos oleodutos, as formulações de PPD são adicionadas para manter o fluxo do petróleo bruto ou do óleo combustível pesado. A Clariant oferece soluções inovadores, como o DODIFLOW®, para ajudar a enfrentar esses desafios com eficácia.
O petróleo bruto é chamado de petróleo de oportunidade ou desafio quando reúne algumas propriedades que exigem atenção especial para tratamento nas refinarias. Este tipo de petróleo bruto geralmente apresenta alto ponto de fluidez, alto teor de cera, é predominantemente doce e, na maioria dos casos, é comprado e vendido no mercado à vista. O custo mais baixo deste tipo de petróleo no processo de refinamento faz deles uma melhor opção econômica para aumentar a lucratividade das refinarias. Antes da refinação, o petróleo bruto de oportunidade precisa ser tratado para que o ponto de fluidez fique dentro das especificações dos oleodutos e de armazenamento. Nossos PPDs foram testados para reduzir com sucesso os pontos de fluidez de várias qualidades de petróleo bruto e melhorar o tratamento e o armazenamento.
Nome |
Região |
API* típico [°] |
WAT aprox. [°C] |
PF não tratado aprox. [°C] |
PF tratado aprox. [°C] |
|---|---|---|---|---|---|
| Escravos | Nigéria | 35,6 | 24 | -3 | -12 |
| Okwori | Nigéria | 36,3 | 20 | 12 | -12 |
| Mistura Skarv | Mar do Norte | 37,2 | 30 | -12 | -27 |
| Okono | Nigéria | 40,8 | 21 | 15 | -12 |
| Yoho | Nigéria | 39,9 | 26 | 15 | -15 |
| Qua Iboe | Nigéria | 35,7 | 21 | 12 | -27 |
| Brent | Mar do Norte | 37,8 | 0 | -24 | |
| Amenam | Nigéria | 38,7 | 23 | 15 | -30 |
| Norne | Noruega | 31,0 | 39 | 21 | 6 |
| Triton | Reino Unido | 37,9 | -3 | -18 |
Para evitar um aumento significativo nos preços dos combustíveis e atender às novas restrições de emissões de enxofre, as refinarias estão promovendo ou desenvolvendo novas misturas de combustíveis que combinam fluxos pesados e leves. Os armadores que não desejam ou não conseguem instalar equipamentos caros de tratamento por exaustão estão começando a reconhecer o valor dos combustíveis híbridos. Esses novos tipos de diesel marítimo precisam estar de acordo com a especificação referente ao ponto de fluidez com PPDs. Os serviços de refinaria da Clariant têm acompanhado essa tendência global de redução das emissões desde o início e desenvolveram vários aditivos específicos para os novos tipos de diesel marítimo. Nossos especialistas e laboratórios globais ajudam os refinadores a combinar seus respectivos fluxos de produção para garantir que os produtos finais sejam estáveis e comercializáveis e atendam às novas regulamentações. Fornecemos produtos inovadores para reduzir o ponto de fluidez sem reversão nos combustíveis marítimos de nossos clientes.
Atualmente, vinte por cento de todos os petróleos brutos produzidos têm alto ponto de fluidez e grande volume de cera. A maior parte deles precisa ser transportada por oleodutos desde o furo do poço até a usina de processamento, armazenamento do porto ou refinaria. Para contornar os problemas de transporte, são utilizadas diferentes tecnologias. No transporte por oleodutos, nossos abaixadores do ponto de fluidez são muito mais econômicos do que outras tecnologias. Oferecemos vários produtos eficazes para enfrentar esse desafio. Nossos especialistas trabalham em conjunto com o cliente para garantir o suporte necessário a cada projeto específico de transporte de petróleo bruto.
Os combustíveis diesel e os óleos de aquecimento contêm parafinas de menor peso molecular, com números de carbono até aproximadamente C30. Nesta faixa, os combustíveis podem diferir bastante nas propriedades de fluxo a frio. Os tipos de diesel provenientes dos procedimentos de “carvão para líquido” ou de “gás para líquido” mostram pontos de fluidez mais elevados do que o diesel proveniente da destilação de petróleo bruto. Alguns petróleos brutos com alto teor de cera geram tipos de diesel com pontos de fluidez altos. As especificações e os requisitos locais referentes a oleodutos podem exigir o uso de PPDs para estes tipos de combustíveis diesel. Todos estes diferentes destilados médios requerem o uso de PPDs, que são otimizados de acordo com a distribuição específica de parafina. A Clariant é especializada no desenvolvimento de PPDs personalizados, com o objetivo de usar o PPD com o máximo de economia na injeção. Seja qual for o desafio, temos o conhecimento e a experiência necessários para ajudar você a enfrentá-lo. Nossos especialistas estão prontos para desenvolver soluções inovadoras especificamente para você.
Há vários tipos diferentes de biodiesel no mercado. Alguns contêm ésteres metílicos de ácidos graxos produzidos por transesterificação de óleos vegetais, óleos de cozinha ou gorduras animais com ésteres de ácidos graxos produtores de álcool, enquanto outros são à base de hidrocarbonetos, por exemplo, produzidos em processo semelhante ao de Fischer-Tropsch. O biodiesel é usado principalmente em motores diesel padrão como mistura ou como combustível puro. Misturas de biodiesel e diesel à base de hidrocarbonetos convencionais são identificadas com um fator B, na maioria dos casos. Os abaixadores do ponto de fluidez são utilizados para casos em que o teor B é mais alto (por exemplo, teor de bio > 20%) ou ao manipular substâncias puras, por exemplo, antes da mistura ou ao transportar ou armazenar biodiesel puro. O B100 (bisodiesel puro) é também utilizado em alguns motores, mas precisa de modificações no ponto de fluidez e no ponto de névoa. A Clariant desenvolveu PPDs de biodiesel especiais.
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Definições, medidas e mecanismo
Por razões econômicas, a maioria das refinarias tende a usar o petróleo bruto proveniente de várias fontes. De acordo com a origem do petróleo bruto e da capacidade de conversão da refinaria, esses combustíveis podem diferir consideravelmente em suas características. Exemplos são o teor de cera e asfalteno, bem como o grau API. Estes têm forte impacto nas propriedades físicas e no comportamento do combustível a baixas temperaturas.
O resfriamento de uma amostra de petróleo bruto ou de combustível residual causa a formação de cristais de cera, que, por sua vez, fazem o petróleo adquirir o aspecto de um gel. O ponto de fluidez é a temperatura mais baixa à qual é possível bombear o fluido sem solidificação.
Entre os métodos de teste convencionais aplicados estão o ASTM D 97/DIN ISO 3016 ou o ASTM D 5985.
Esta é a escala invertida do American Petroleum Institute (API) para denotar a “leveza” ou “peso” do petróleo bruto e outros hidrocarbonetos líquidos.
Aferida em graus API, ela é utilizada universalmente para indicar a densidade relativa do petróleo.
O petróleo bruto com:
- API > 30 é denominado leve;
- entre 22° e 30°, médio;
- abaixo de 22°, como pesado, e o
- API < 10, como extrapesado.
Com base na equação abaixo, pode-se facilmente converter o API em densidade:
Densidade = 141,5 / (131,5 + API)
WAT é definida como a temperatura na qual os primeiros cristais de cera começam a se formar em óleos combustíveis pesados e petróleos brutos. A WAT pode ser determinada por vários métodos, entre eles o CDV, microscopia de luz polarizada cruzada e viscosidade.
As parafinas lineares podem formar cristais semelhantes a agulhas ou placas que podem aglomerar-se e criar uma rede tridimensional que solidifica o combustível. Os abaixadores do ponto de fluidez agem como um modificador dos cristais de cera. A modificação é obtida por nucleação, cristalização conjunta e antiaglomeração, o que reduz o tamanho e a forma dos cristais de cera. Os cristais de cera não são inibidos, mas modificados de forma a não precipitarem.
De modo geral, os PPDs consistem em:
- Cadeias lineares de alquil que podem se cristalizar conjuntamente com as parafinas de cadeia longa no petróleo
- Um componente polar, que retarda ainda mais o crescimento dos cristais de cera
- Moléculas poliméricas muito grandes que inibem a formação de grandes cristais de cera
A performance do abaixador do ponto de fluidez não só depende da concentração e da distribuição das n-parafinas lineares, mas também dos asfaltenos e de outros componentes.
As microdispersões DODIFLOW’ da Clariant, bem como os produtos DODIFLOW® líquidos, apresentam excelentes características de manipulação sob diferentes temperaturas para aplicações em terminais, regiões frias ou zonas protegidas por EX. Os aditivos DODIFLOW® diminuem também a necessidade de usar diluentes caros.
Picture: Crystal Modification of a wax by Pour Point Depressants
ASTM D97
Método de teste padrão do ponto de fluidez de produtos do petróleo
ISO 3016
Produtos do petróleo, determinação do ponto de fluidez (UE)
IP 15
Produtos do petróleo, determinação do ponto de fluidez (EUA)
GOST 20287
Produtos do petróleo, métodos de teste do ponto de fluxo e do ponto de fluidez (GUS)
ASTM D5853
Método de teste padrão do ponto de fluidez de petróleos brutos
IP 441
Determinação do ponto de fluidez do petróleo bruto
ASTM D5949
Método de teste padrão do ponto de fluidez de produtos do petróleo (Método Automático de Pulsação da Pressão) [Phase Tech 70Xi]
ASTM D5950
Método de teste padrão do ponto de fluidez de produtos do petróleo (Método de Inclinação Automática) [PAC CPP 5Gs]
ASTM D5985
Método de teste padrão do ponto de fluidez de produtos do petróleo (Método de Rotação Automática) [PSL PPT 45150]
ASTM D6892
Método de teste padrão do ponto de fluidez de produtos do petróleo (Método de Inclinação Robótica) [PAC HCP 852]
ASTM D7346
Método de teste padrão do ponto de fluidez de produtos do petróleo (Método Automático do Diferencial de Pressão) [PAC MPP 5Gs]
Products
Desenvolvemos vários abaixadores do ponto de fluidez DODIFLOW® específicos para determinadas aplicações. Entre em contato conosco para saber qual produto DODIFLOW® é mais adequado às suas necessidades. As recomendações são fornecidas mediante solicitação, de acordo com cada desafio específico relativo ao petróleo bruto ou após a realização de testes individuais em um de nossos laboratórios.
Clariant Pour Point Depressants enable customers to:
- Treat discounted, high paraffin crudes & residual fluids
- Reduce costs,associated with blending cutter stock with high paraffinic oils
- Improve pipeline flexibility by allowing transportation of highly paraffinic oils without heating
- Win flexibility by increasing No. of crude slates.
- Reduce heating in fuel distribution system
- Avoid removal costs of solidified paraffin waxes
- Reduce pumping costs
- Upgrade value of refinery residues / heavy fuels
- Bring Marine Diesel, especially DMA and DMB to Pour-Point-specification
- Use Biodiesel of all generations, even in higher concentration or pure.
A maioria dos abaixadores do ponto de fluidez é sólida ou cerosa à temperatura ambiente e precisa ser aquecida antes de ser usada. O tempo e a complexidade para usar um PPD aumentam. É difícil usar sistemas aquecíveis em áreas especiais, como zonas EX ou a bordo. PPDs fluidos à temperatura ambiente podem resolver o problema. A tabela abaixo mostra um exemplo de um PPD altamente eficaz pertencente à linha DODIFLOW®, que só se solidifica abaixo de -6 °C e pode ser bombeado normalmente até atingir essa faixa de temperatura. Você pode obter outros sistemas mediante solicitação.
Para que nossos clientes obtenham o máximo de benefício com o aditivo, nossa equipe de serviço oferece uma análise abrangente e caracterização do óleo e/ou das misturas de óleo. Estes incluem, entre outras, a S.A.R.A., tensão de escoamento, medidas reológicas, etc. Com base nos dados recebidos dessas análises, a Clariant seleciona e recomenda o PPD de melhor desempenho para as necessidades do cliente.
Graph shows viscosity curve of a selected PPD with improved handling conditions
Contato
Nossos especialistas podem ajudá-lo a escolher entre uma seleção de PPDs desenvolvidos para melhorar o desempenho dos combustíveis. Entre em contato conosco para obter mais informações sobre como nossos abaixadores do ponto de fluidez podem aumentar a eficiência e melhorar a lucratividade.
