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Com a tendência crescente de o petróleo bruto se tornar mais pesado e de menor qualidade, as diferenças de preço entre os diferentes tipos de petróleo forçam as refinarias a processar cada vez mais petróleo bruto pesado e rico em enxofre. Ao mesmo tempo, a demanda da sociedade por produtos petrolíferos também está mudando: há um aumento na demanda por petróleos leves e médios, enquanto a demanda por petróleos pesados diminui. Portanto, nos últimos anos, houve interesse em tornar o petróleo pesado mais leve, com o objetivo de aumentar a eficiência econômica no processamento do petróleo bruto. No contexto dos altos preços do petróleo atuais, há uma maior pressão para transformar o petróleo pesado em produtos mais leves. Muitos países ao redor do mundo competem para desenvolver tecnologias eficientes que permitam transformar o petróleo pesado em produtos petrolíferos de alto valor ou em matérias-primas para a indústria química. O processamento avançado de óleo pesado refere-se principalmente ao processamento do óleo residual, que é um dos sistemas mais complexos do mundo. A maior parte das impurezas presentes no petróleo bruto, como enxofre, nitrogênio, níquel metálico, vanádio metálico e asfaltenos, fica concentrada no óleo residual. Em particular, o petróleo bruto rico em enxofre costuma conter altos teores de metais (como vanádio e níquel), além de alto teor de asfaltenos. Isso torna o processamento avançado do óleo residual proveniente do petróleo bruto rico em enxofre ainda mais difícil e complexo. O óleo residual é um sistema carente de hidrogênio. Para transformar o óleo residual com baixo teor de hidrogênio em produtos petrolíferos leves com alto teor de hidrogênio, é necessário adicionar hidrogênio externo ou remover o carbono em excesso. Portanto, as tecnologias de processamento avançado do óleo residual podem ser divididas em duas categorias principais: hidrogenação e descarbonização. Os processos de hidrogenação incluem o tratamento de óleos residuais por hidrogenação e a hidrocracking de óleos residuais. Já os processos de descarbonização incluem a desalquenatação com solventes, a catálise, a craqueamento para reduzir a viscosidade, a craqueamento catalítico de óleos residuais e a gasificação. O processamento avançado de óleo residual é uma maneira importante para as empresas petrolíferas aumentarem sua eficiência econômica. Na construção de novas refinarias, bem como durante a reforma e expansão das existentes, a escolha do processo de processamento do óleo residual e a otimização do fluxo de produção costumam ser os passos mais importantes. A experiência mostrou que, devido às grandes diferenças nas propriedades do óleo residual, nenhum processo de processamento isolado consegue resolver todos os problemas. Portanto, encontrar maneiras econômicas e eficazes de utilizar todos os recursos provenientes do óleo residual é o que impulsiona o constante aperfeiçoamento das tecnologias de processamento de óleos pesados. Diferentes processos de processamento de óleo residual exigem propriedades diferentes dos materiais brutos. Portanto, a escolha do processo de processamento do óleo residual depende, em grande medida, das propriedades desse óleo. Os diferentes processos de processamento de óleos residuais apresentam características distintas em termos de requisitos e adaptabilidade dos materiais brutos, distribuição e qualidade dos produtos, bem como no fluxo do processo. Atualmente, as características dos processos e rotas tecnológicas para o processamento de óleo pesado são as seguintes: 1. Características do processo combinado de cokagem retardada – hidrogenação – craqueamento catalítico: o óleo residual rico em enxofre é levado ao equipamento de cokagem, enquanto o óleo ceroso rico em enxofre e o óleo ceroso resultante da cokagem passam por um processo de hidrogenação para remoção de enxofre e nitrogênio, sendo posteriormente utilizados como matéria-prima para o craqueamento catalítico ； O lodo oleoso produzido pelos dispositivos de craqueamento catalítico de óleo pesado é utilizado como matéria-prima para o processo de cokagem retardada. O nafta resultante do processo de cokagem é processada por meio de craqueamento catalítico, com o objetivo de aumentar a produção de gasolina. Ou então, após ser refinada e desenxofreada em dispositivos de hidrogenação, ela é utilizada como matéria-prima para a síntese de etileno. O coque rico em enxofre pode ser utilizado como matéria-prima em caldeiras CFB para fornecer vapor e eletricidade a toda a fábrica. 2. Características do processo combinado de desasfaltação por solvente e craqueamento catalítico: todo ou parte do lodo oleoso é extraído e misturado com o óleo residual a baixa pressão, sendo utilizado como matéria-prima no equipamento de desasfaltação por solvente. Isso permite aumentar a taxa de obtenção do óleo desasfaltado, que é então enviado para o equipamento de craqueamento de óleos pesados. 3. Características do processo combinado de hidrogenação de óleos residuais e craqueamento catalítico de petróleo pesado: o óleo residual de baixa qualidade é submetido a tratamento por hidrogenação, o que permite a produção de alguns produtos petrolíferos leves. O óleo residual a pressão atmosférica, após hidrogenação, é utilizado como matéria-prima para a craqueação catalítica de petróleo pesado. O óleo reciclado produzido pelo processo de craqueação catalítica pode ser usado como insumo para a hidrogenação do óleo residual. O alto teor de aromáticos no óleo reciclado permite melhorar a solubilidade das substâncias gelatinosas e asfálticas presentes no óleo residual, aumentando assim a taxa de conversão deste. Isso também reduz a formação de carbonização no catalisador, prolongando assim sua vida útil. 4. Características do processo combinado de desasfaltação por solvente do óleo residual, gasificação do asfalto, hidrogenação do óleo desasfaltado e craqueamento catalítico: Utiliza-se o processo de desasfaltação por solvente para concentrar metais, enxofre e carbono residual presentes no óleo residual de baixa qualidade. Em seguida, o asfalto desoxidado é submetido a um dispositivo de gasificação, que produz eletricidade, vapor d’água e gás sintético. O óleo desasfaltado é então levado ao processo de craqueamento catalítico, ou submetido a tratamento com hidrogênio antes de ser processado ainda mais pelo craqueamento catalítico. 5. Características do processo combinado de hidrogenação de óleos residuais e cokagem retardada: os óleos residuais de baixa qualidade são submetidos a um tratamento de hidrogenação superficial, com o objetivo de reduzir seu teor de enxofre ； Óleo residual com baixo teor de enxofre é enviado ao dispositivo de cokagem retardada ； A produção de óleos leves por descarbonização por meio da catálise permite obter esses produtos. Os óleos leves produzidos por esse processo precisam passar por um processo de refino superficial antes de serem comercializados. Além disso, o coque de petróleo com baixo teor de enxofre tem boa demanda no mercado e diversas aplicações. 6. Características do processo combinado de craqueamento catalítico – desasfaltagem por solvente – coqueificação retardada: Com base no processo combinado de craqueamento catalítico e desasfaltagem por solvente, é realizado posteriormente o processo combinado de desasfaltagem por solvente e coqueificação retardada. O dispositivo catalítico mistura o óleo desasfaltado, tentando eliminar o lodo de óleo para que ele seja utilizado pelo dispositivo de desasfaltamento por solvente. Dessa forma, aumenta-se a taxa de uso do material residual no dispositivo catalítico, o que por sua vez aumenta a capacidade de processamento. O equipamento de cokagem processa o asfalto desoleado, resolvendo assim o problema da destinação desse material, que antes dificultava a produção contínua nos equipamentos de desoleação por solventes. Isso aumentou a capacidade de processamento desses equipamentos. Além disso, o óleo de cera resultante do processo de cokagem também é enviado para os equipamentos de craqueamento catalítico, onde é processado. 7. Características do processo combinado de craqueamento catalítico – coqueificação retardada e desasfaltagem por solventes – coqueificação retardada: trata-se da combinação dos dois processos combinados, ou seja, o processo de craqueamento catalítico – coqueificação retardada e o processo de desasfaltagem por solventes – coqueificação retardada. A maior diferença entre este processo combinado e o processo de craqueamento catalítico – desalquenização por solventes – cokagem retardada é que, neste processo combinado, o óleo em estado líquido é enviado para ser misturado com o material de alimentação do dispositivo de cokagem, em vez de ser enviado para o dispositivo de desalquenização por solventes. 8. Características do processo de hidrogenação de óleo residual: De acordo com o grau de conversão da hidrogenação do óleo residual, ela pode ser dividida em tratamento por hidrogenação de óleo residual e craqueamento por hidrogenação de óleo residual. No processo de hidrogenação do óleo residual, ocorrem principalmente reações de remoção de impurezas, incluindo desenxofração, desnitrificação, desmetalização e redução do carbono residual. A taxa de conversão dos componentes pesados em componentes leves (ou taxa de leveza) é inferior a 50%. Na hidrocraqueação de óleos residuais, ocorre também uma reação de remoção de impurezas, mas, nesse caso, a taxa de leveza do produto é superior a 50%. De acordo com o tipo de reator de hidrogenação de resíduos oleosos, a hidrogenação de resíduos pode ser dividida em 4 tipos: hidrogenação em leito fixo, hidrogenação em leito fluidizado, hidrogenação em leito suspenso e hidrogenação em leito móvel. 9. Características do processo tecnológico de IGCC para óleo residual: A tecnologia IGCC é uma tecnologia de gaseificação integrada e geração de energia em ciclo fechado. A tecnologia inclui a produção de gás sintético, a purificação do gás sintético e a geração de energia por ciclo combinado. A tecnologia de gasificação do óleo residual utiliza o método de oxidação parcial. Atualmente, as principais empresas detentoras de patentes relacionadas a essa tecnologia são a Texaco e a Shell. O gás sintético bruto precisa passar por processos de remoção de poeira e desulfuração, a fim de atender aos requisitos dos equipamentos e das emissões nas etapas seguintes do processo IGCC. As tecnologias de purificação do gás sintético dividem-se em purificação a temperatura ambiente e por método úmido (ou seja, o gás é primeiro resfriado e depois purificado) e purificação a alta temperatura e por método seco. Cada método de purificação inclui duas etapas: remoção de poeira e desulfuração.