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Refino do Petróleo

Torres de destilação fracionada em refinarias de petróleo

Quando o petróleo é retirado do subsolo, na sua forma bruta, ele vem cheio de impurezas. Para retirar essas impurezas, primeiramente se usam duas técnicas físicas de separação de misturas. Uma delas é a decantação, que consiste na separação dos componentes de uma mistura pela diferença de suas densidades. Como o petróleo é menos denso que a água, com o tempo a água tende a ficar na parte inferior; e o petróleo na parte superior, separando-se.

Outra técnica física é a filtração, a qual é constituída pela passagem da mistura por um filtro ou malha fina que retém as partículas maiores. Nesse caso, podem ser retidas impurezas sólidas como a areia e a argila.

No entanto, não se fazem apenas técnicas de separação física, mas também um refino do petróleo. O petróleo é composto de uma mistura complexa de hidrocarbonetos e o seu refino transforma essa mistura em frações mais simples com menor diversidade de componentes, denominadas frações do petróleo.  

O petróleo é uma mistura de centenas de hidrocarbonetos com pontos de ebulição muito próximos, por isso não é possível separar cada um desses componentes um a um. Já as frações do petróleo apresentam diferentes faixas de pontos de ebulição, assim é mais fácil separar o petróleo em grupos ou misturas de hidrocarbonetos, formados por um número menor de substâncias.

Entretanto, visto que a constituição do petróleo pode variar dependendo do seu tipo e origem, antes de se realizar o refinamento, o petróleo passa por um exame laboratorial para que se saiba com maior precisão a sua curva de destilação, ou seja, a temperatura que se deve operar para separar as frações desejadas.

Nas refinarias, os processos físicos e químicos mais utilizados para o refinamento do petróleo são: destilação fracionada, destilação a vácuo, craqueamento térmico ou catalítico e reforma catalítica. Vejamos cada um desses:

1.      Destilação Fracionada: baseada na temperatura de ebulição das frações. O petróleo é colocado em um forno, fornalha ou caldeira, e ligado a uma torre de destilação que possui vários níveis, também chamados de pratos ou bandejas. Conforme vai aumentando a altura da torre, a temperatura de cada bandeja vai diminuindo.

O petróleo é aquecido até a sua ebulição, então os vapores dos compostos vão subindo pela torre. Os hidrocarbonetos com moléculas maiores permanecem líquidos na base da torre. Os mais leves são vaporizados e vão subindo pela coluna até atingirem níveis de temperaturas menores que o seu ponto de ebulição, e assim se condensam e saem da coluna.

Abaixo é mostrado um esquema* que representa o processo de destilação fracionada e algumas frações que são obtidas por meio dessa técnica, como gás, gasolina e querosene.

Esquema de algumas frações do petróleo obtidas pela destilação fracionada, primeira etapa do seu refino

2.      Destilação a vácuo: as frações que não foram separadas na etapa anterior são colocadas em outro tipo de torre de destilação; a diferença consiste na pressão, que é inferior à pressão atmosférica. Isso possibilita que as frações mais pesadas entrem em ebulição em temperaturas mais baixas. Com isso, suas moléculas de cadeia longa não se quebram.

Nessa etapa são recolhidas frações, como graxa, parafinas e betume.

3.      Craqueamento térmico ou catalítico (Cracking ou Pirólise): o termo “craqueamento” vem do inglês to crack, que significa “quebrar”. E é exatamente isso que é feito nesse processo, ocorre a quebra de moléculas longas de hidrocarbonetos de elevada massa molar em outras de cadeia menor e massa molar mais baixa. É um processo importantíssimo que permite que a partir de um único composto se obtenham vários compostos de moléculas menores, que são usados para várias finalidades.

O craqueamento pode ser térmico ou catalítico. O térmico é feito submetendo-se o petróleo a altas temperaturas e a elevadas pressões. Já o catalítico não necessita disso, mas apenas da presença de catalisadores (e é feito na ausência de oxigênio).

Essa etapa é feita para aumentar o aproveitamento e rendimento do petróleo e conseguir suprir as demandas mundiais cada vez maiores de petróleo e seus derivados. Por exemplo, se a demanda por gasolina aumentar, uma refinaria pode transformar óleo diesel ou querosene em gasolina.

4.      Reforma Catalítica (Reforming): nesse processo se reformulam ou reestruturam as moléculas dos derivados do petróleo, podendo transformar hidrocarbonetos de cadeia normal em cadeia ramificada, pela isomerização, ou pode-se também transformar hidrocarbonetos de cadeia normal em hidrocarbonetos de cadeia cíclica ou aromáticos.

Esse processo é importante, pois permite melhorar a qualidade da gasolina, sendo que quanto mais ramificações e cadeia cíclicas e aromáticas o hidrocarbonetos tiver, melhor será o desempenho da gasolina nos motores dos automóveis.


 

* Fonte da imagem: USBERCO, J. , SALVADOR, E. Química 3 – Química Orgânica. Volume 3.  6. ed. reform.— São Paulo: Saraiva, 2000.


Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça
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