Produção e Refino de Aço e Petróleo

Aquisição de Aço

O ferro é extraído de vários minerais, incluindo pirita, magnetita, hematita e siderita.

Ferro puro tem uma dureza entre 4 e 5. É macio, maleável e dúctil.

O ferro é extraído de vários minerais, incluindo pirita, magnetita, hematita e siderita.

Minerais de Ferro

Pirita: um agregado granular ou fibroso irradiado, massas compactas. Tem um brilho metálico e uma listra verde-negra.

Magnetita: uma massa compacta de grãos grossos ou finos, agregados frondosos e cristais isolados ou agrupados.

Hematita: geralmente é terrosa. Pode ocorrer em cristais implantados, incluídos ou agrupados em rosetas.

Siderita: uma massa compacta de granulação grossa ou fina espática.

Para a produção de ferro e aço são necessários quatro elementos fundamentais:

• O minério de ferro.
• Coque.
• Calcário.
• Ar.

Redução Direta de Aço

• Esponja de Ferro
• Ferro de Redução Direta
• Ferro Pré-reduzido e Reduzido

Tipos de Forno

• O alto-forno
• Forno Bessemer
• Forno a arco
• Forno de indução
• Forno a ar ou cadinho

Classificação dos Aços

Ambos os sistemas utilizam quatro ou cinco dígitos para designar o tipo de aço. O sistema AISI também mostra o processo de produção com uma letra antes do número.

Primeiro Dígito

É um número que indica o elemento de liga predominante. 1 = carbono, 2 = níquel, 3 = níquel-cromo, 4 = molibdênio, 5 = cromo, 6 = cromo-vanádio, 8 = liga tripla, 9 = magnésio, silício.

O Segundo Dígito

Um número que indica a porcentagem aproximada em peso do elemento de liga, indicado no primeiro dígito. Por exemplo, um aço 2540 indica que a liga de níquel é de 5 por cento.

Dígitos 3 e 4

Indicam o teor médio de carbono em centésimos, então no exemplo acima, um aço 2540 é um níquel a 5% e 0,4% de carbono.

Mineração e Refino de Petróleo

Petróleo, líquido betuminoso composto por diferentes substâncias orgânicas naturais, também conhecido como óleo cru.

Extração

O petróleo não é distribuído uniformemente no subsolo; deve haver a presença de pelo menos quatro condições básicas para se acumular:

• Deve haver uma rocha permeável para que a pressão do óleo possa se mover através dos poros microscópicos.
• A presença de uma rocha impermeável, para evitar vazamentos de petróleo e gás para a superfície.
• O local deve se comportar como uma armadilha.
• Deve haver material orgânico suficiente que, sob efeito de pressão e temperatura, se transforme em petróleo.

Tipos de Óleo

Existem milhares de compostos químicos que compõem o petróleo, diferenciados pela volatilidade.

Para exportação no México, são preparadas três variedades de petróleo bruto:

• Istmo: Leve, com uma densidade de 33,6 graus API e 1,3% de enxofre em peso.
• Maya: Pesado, com densidade de 22 graus API e 3,3% de enxofre em peso.
• Olmeca: Super leve, com uma densidade de 39,3 graus API e 0,8% de enxofre em peso.

Classificação de Óleo de Acordo com Sua Densidade

• Extra pesado > 1,0 densidade. Leve < 0,83 densidade (> 39 API).

Perfuração de Poços

A única maneira de realmente saber se há petróleo no local que a pesquisa geológica sugere que poderia conter um depósito de petróleo é perfurando um buraco ou poço.

Torre de petróleo.

RIG

Os principais elementos de um equipamento e suas características são:

• Derrick ou estrutura.
• Tubulação ou "string".
• Brocas.
• Guincho.
• Sistema de Lama.
• Sistema de Cimentação.
• Motores.

A perfuração é realizada em etapas para que o tamanho do poço no topo seja largo e mais fundo e mais estreito. Isso dá consistência e evita deslizamentos de terra, portanto, são usados bits e tubos menores em cada seção.

Recuperação Avançada de Petróleo

Injeção de Água

Se a água é bombeada para um dos poços, a pressão do reservatório como um todo pode ser mantida ou até mesmo aumentada, e a água desloca o óleo fisicamente.

Injeção de Vapor

A injeção de vapor é utilizada em tanques contendo óleo altamente viscoso. O vapor não só desloca o óleo, mas reduz a viscosidade (aumentando a temperatura do reservatório), de modo que o óleo flui mais rápido em uma dada pressão.

Perfuração Offshore

A torre é essencialmente um dispositivo para suspender e girar o tubo de perfuração onde a ponta da broca está localizada.

Refino

Refinarias de petróleo convertem o óleo cru em derivados úteis. O óleo é separado em várias frações usadas para finalidades diferentes.

Depois de o óleo extraído, ele é tratado com produtos químicos e calor para remover água e sólidos.

Processos Químicos na Indústria de Refino

Isto é conseguido através de uma série de transformações químicas que ocorrem nos diversos processos que constituem uma refinaria, que modificam a estrutura dos hidrocarbonetos:

Decomposição

• Craqueamento FCC.
• Hidrodesintegração.
• Coqueificação.
• Craqueamento Viscosidade Térmica.
• Redução de Viscosidade.

Rearranjo Molecular

• Reforma.
• Isomerização.
• Hidrodessulfurização.
• Hidrocraqueamento.
• Hidrogenação de Diolefinas.
• Desidrogenação.

Construção Molecular

• Alquilação.
• Polimerização.
• Eterificação.
• Dimerização.

A Separação Física dos Componentes

A ciência da catálise desenvolveu vários tipos de catalisadores, divididos de acordo com o tipo de procedimento que se aplicam:

• Heterogêneos:

• Homogêneos:

Catalisadores desenvolvidos no IMP

Destilação Básica

A ferramenta básica na refinaria é a unidade de destilação. O petróleo bruto começa a evaporar em um nível de temperatura para ferver a água. Quanto menor o peso molecular dos hidrocarbonetos, mais baixas são as temperaturas de evaporação, e com o aumento da temperatura, moléculas maiores evaporam.

Craqueamento Térmico

O processo de craqueamento térmico sob pressão foi desenvolvido em um esforço para aumentar o rendimento da destilação. Neste processo, as partes mais pesadas do petróleo bruto são aquecidas a altas temperaturas. Isto divide grandes moléculas de hidrocarbonetos em moléculas menores.

Derivados de Petróleo e Usos

A seguir estão os diferentes produtos petrolíferos e seu uso:

• Gasolina para motor e extra: para uso em veículos.
• Lubrificantes: Óleos lubrificantes.
• Combustível Turbo ou jet fuel: combustível para aviões a jato.
• Gasolina de aviação: para uso em aeronaves com motores de combustão interna.
• Querosene: É usado em fogões domésticos.
• Tipo Cocinol: tipo de gasolina para consumo doméstico.
• Propano: ou GLP.
• Nafta Industrial: É utilizada como matéria-prima para a fabricação de solventes.
• Óleo combustível: é um combustível pesado para fornos e caldeiras industriais.
• Asfalto: Usado na produção de asfalto.
• Polietileno: Matéria-prima para indústria de plásticos em geral.
• Bases lubrificantes: É a matéria-prima para a produção de óleos lubrificantes.
• Alcatrão: É usado na indústria de pneus. Também usado como diluente.
• O tolueno: Utilizado como solvente em tintas.

Gás Natural

O gás natural é composto principalmente de metano, propano...

Processamento

O processamento de gás natural principalmente envolve:

• Remoção de Compostos Ácidos
• Recuperação de Enxofre
• Adoçamento, Condensação e Crescimento
• Recuperação Criogênica
• Tratamento Cáustico
• Fracionamento