Refino do petróleo

Carolina Batista

O refino do petróleo consiste na separação dos seus componentes através de processos que ocorrem nas refinarias.

O objetivo do refino é transformar o petróleo, uma mistura complexa de hidrocarbonetos com diferentes propriedades físicas e químicas, em frações mais simples e com grande utilidade. O fator determinante para ocorrer a separação é a temperatura de ebulição de cada substância.

Antes de se obter as frações de hidrocarbonetos é necessário que ocorra a eliminação de impurezas por meio de processos físicos. A decantação promove a eliminação de água e a filtração retira pedaços de rochas arrastados durante a extração.

O tamanho da cadeia carbônica influencia no estado físico das frações de petróleo. Substâncias com grandes cadeias carbônicas tendem a ser sólidas. Já as frações com menos átomos de carbono são gasosas e as de cadeia intermediária são líquidas.

Os principais componentes obtidos no refino são: gás natural, gás liquefeito de petróleo – GLP, gasolina e nafta.

Etapas do processo de refino do petróleo

Após ser extraído, o petróleo bruto chega até as refinarias de petróleo por meio de oleodutos e navios para que ocorra a separação e purificação dos componentes.

extração de petróleo offshore
Plataforma de extração de petróleo

Ao ser recebido na refinaria, o petróleo passa inicialmente pelos processos de decantação e filtração.

As principais impurezas que chegam junto com o petróleo e precisam ser removidas são: areia, argila, pedaços de rocha, água salgada ou salobra.

O processo de decantação retira a água salgada do petróleo. Pela diferença de densidade, a mistura é separada deixando-a em repouso. A água (mais densa) tende a se acumular na parte inferior e o petróleo (menos denso) na parte superior. Na filtração, as impurezas sólidas, como areia e argila, são retiradas do petróleo.

As frações do petróleo são obtidas com a utilização de processos físicos e químicos interligados entre si. São eles: destilação fracionada, destilação a vácuo, craqueamento térmico ou catalítico e reforma catalítica.

Destilação fracionada do petróleo

A separação das frações do petróleo ocorrem em diferentes temperaturas de acordo com os pontos de ebulição das substâncias.

Torre de destilação
Torre de destilação e frações separadas do petróleo

Inicialmente, o petróleo é aquecido a 400 ºC em uma fornalha e produz uma mistura de vapores e líquidos que entram na torre de destilação com pressão atmosférica.

Como os componentes do petróleo são apolares, os pontos de ebulição aumentam de acordo com a cadeia carbônica. Por isso, as substâncias com baixo ponto de ebulição se transformam em vapor e as moléculas maiores continuam líquidas.

A separação das frações é feita na torre de destilação. Trata-se de uma coluna de aço preenchida com bandejas que possuem "obstáculos" nos espaços reservados para passagem do petróleo. As substâncias de menor ponto de ebulição vaporizam e conseguem chegar até o topo da coluna, onde são retiradas.

Nesta etapa, são recolhidos, principalmente, gás, gasolina, nafta e querosene. As frações mais pesadas são recolhidas na parte inferior da coluna.

Destilação a vácuo

A destilação a vácuo funciona como uma segunda destilação, que ocorre em pressão inferior à atmosférica. A diminuição da pressão faz com que as substâncias com maior cadeia carbônica entrem em ebulição com temperatura mais baixa.

destilação fracionada  e a vácuo
Primeira destilação (pressão atmosférica) e segunda destilação (vácuo)

Nesse processo, os resíduos líquidos retirados no fundo da coluna de destilação fracionada são reaquecidos e enviados para coluna de destilação a vácuo.

Nela, são transformados em produtos como a graxa, parafinas, óleos lubrificantes e betume (utilizado como asfalto), que é o resíduo final.

Craqueamento do petróleo

Um outro processo utilizado é submeter os resíduos restantes ao craqueamento para um aproveitamento quase integral do petróleo, por meio da pirólise ou craqueamento, que corresponde à quebra de moléculas maiores e transformação em moléculas menores.

No craqueamento térmico elevadas temperaturas e pressões são utilizadas para romper as moléculas.

Com isso, frações menos rentáveis são transformadas em frações comercializáveis e, posteriormente, transformadas em produtos com aplicações no nosso dia a dia.

Exemplo: espaço tabela linha com célula com reto C com 12 subscrito reto H com 26 parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito fim da célula seta para a direita célula com espaço reto C com 8 subscrito reto H com 18 parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito fim da célula mais célula com 2 reto C com 2 subscrito reto H com 4 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito fim da célula linha com Querosene blank Gasolina blank Eteno fim da tabela

Com isso, mais gasolina é obtida no refino e também é gerado uma matéria-prima, o eteno (C2H4), utilizada nas indústrias petroquímicas para fabricação de plástico.

O craqueamento catalítico utiliza o aquecimento em conjunto com catalisadores, como a alumina (Al2O3), e as grandes moléculas de carbono são quebradas em um processo mais seguro e econômico.

O processo de refino realizado na refinaria varia de acordo com os tipos de hidrocarbonetos que compõem o petróleo, das tecnologias disponíveis e dos produtos que o mercado consumidor necessita em cada momento.

Reforma catalítica

Esse processo químico permite que a cadeia carbônica seja reestruturada sem que o número de carbonos seja alterado.

Os hidrocarbonetos de cadeia normal são transformados em hidrocarbonetos ramificados, cíclicos e aromáticos com o uso de catalisadores apropriados e sob aquecimento.

Obtenção de hidrocarboneto ramificado

isomerização do heptano
Isomerização do heptano em 2-metil-hexano

Obtenção de hidrocarboneto cíclico

reforma catalítica do hexano
Reforma catalítica do hexano em ciclo-hexano

Obtenção de hidrocarboneto aromático

reforma do hexano
Reforma do hexano em benzeno

Essa etapa é executada para melhorar a qualidade da gasolina, pois os hidrocarbonetos obtidos melhoram o desempenho do combustível no motor do automóvel.

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Carolina Batista
Carolina Batista
Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011) e Bacharelada em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018).