Processos Industriais Orgânicos
Prof. Flavio Facio
Conteúdo Programático
Matérias Primas

Basicamente todos os compostos que apresentam o elemento quimico
carbono são possiveis materias primas para os processos químicos
organicos. Contudo, temos que considerar vários aspéctos
tecnicos/economicos. Atualmente podemos dividir as fontes de matéria
prima em dois grandes grupos: renovaveis e minerais.
Renovaveis
Animais
Vegetais
Microbiologica
(ácidos graxos, oleos, etc)
(açucares, oleos, celulose, etc)
(gases, etanol, etc)
Minerais
Carvão
Gas natural
Petroleo
Minerais
(gases, hidrocarbonetos, etc)
(metano, etc)
(hidrocarbonetos, gases)
(carbonatos)
Petroquímica




1 – Generalidades:
A industria do petroleo talvez seja a mais importante industria organica
para a civilização moderna. No inicio, a refinaria de petroleo utilizava o
simples processo fisico de fracionamento do oleo cru ( petroleo ) por
destilação. A medida que os mercados foram sendo ampliados, novas fontes
descobertas com composição química diferente e o próprio avanço
tecnologico tornou-se necessário o uso da química para sua adequação.
O petroleo fornece materia prima para diversos processos organicos de
maneira tecnica e economica, para exemplificar podemos citar: produção
de negro de fumo ( carbono elementar ), glicois ( alcoois ), elastomeros
sintéticos, plásticos, etc.
Históricamente a industria petroquimica é bastante recente e parece
inacreditável que tenha crescido tanto em tão pouco tempo. Podemos
identificar o ano de 1859 na Pensilvania, nos Estados Unidos da América o
primeiro poço de petroleo economicamente explorado. Inicialmente o
querosene era o principal produto extraido e utilizado na iluminação, logo a
seguir a gasolina passa a ser o principal produto devido a demanda como
combustivel nos motores automotivos.
Petroquímica

No inicio a destilação era descontinua e efetuada em pequenas quantidades, o petroleo cru
era bombeado para uma retorta cilindrica e aquecida por uma chama direta, o destilado era
condensado e tornava-se liquido, ao final na retorta restava os compostos de alto peso
molecular.

2 – Componentes do petroleo:

O petroleo cru é constituido por centenas de diferentes compostos químicos, do metano ao
asfalto. A análise elementar média apresenta de 83 a 87 % em carbono, 11 a 15 % em
hidrogenio, de 0 a 0,5 % em nitrogenio, de 0 a 6 % em enxofre e de 0 a 3 % em oxigenio.
Podemos dividir os hidrocarbonetos do petroleo em duas grandes classes, conforme o tipo de
cadeia carbonica, aberta ou fechada:


Compostos de cadeia aberta:

Parafinas normais:
com série homologa CnH2n+2 são os maiores constituintes de todos os petroleos e estão
presentes nas gasolinas automotivas, como exemplos temos o hexano, heptano, octano, etc.

Petroquímica

Isoparafinas:

São compostos de cadeia ramificadas normalmente obtidas por reformas catalíticas.
O petroleo cru apresenta pequenas quantidades destes compostos e podemos citar
o 2 e 3 metilpentano com série homologa CnH2n+2.

Olefinas:

Com série homologa CnH2n esta praticamente ausente ou em pequenas
quantidades no petroleo cru. Os processos de craqueamento produzem grandes
quantidades de olefinas, como combustiveis tem uma aplicação reduzida devido a
facilidade de reação química apresentada pelas insaturações, se oxidando ou
sofrendo polimerizações ao serem estocadas. Por outro lado são produtos de
elevada importancia como matéria prima em diversas sinteses. como exemplo
temos o eteno, propeno e buteno.
Petroquímica

Compostos de cadeia fechada:

Naftenicos:

Série homologa CnH2n, coincidente com a das olefinas, são compostos saturados e
podem ser considerados a segunda maior série nos petroleos, como exemplo
temos o ciclopentano e o ciclohexano, ( C5H10 e C6H12 ).

Aromáticos:

Compostos com série homologa CnH2n-6, estão presentes nos petroleos em
pequenas quantidades, apenas os crus de Borneo e Sumatra apresentam
quantidades expressivas. Os compostos típicos deste grupo são:
Xilol
C6H4 ( CH3 )2
Toluol
C6H5 CH3
Petroquímica

3 – Classificação dos petroleos:

De uma maneira geral os petroleos podem ser classificados antes do refino em tres
bases:

Base Parafinica:

São petroleos que apresentam basicamente hidrocarbonetos de cadeia aberta e
saturadas, por destilação produzem gasolinas de baixo peso molecular e oleos
cerosos.

Base Intermediária:

São crus que contém quantidades apreciáveis de compostos parafinicos e
naftenicos, fornecem por destilação gasolinas de médio peso molecular, oleos
cerosos e asfalto.

Base Naftenica:

Estes crus contém elevado teor em compostos ciclicos e fornecem gasolinas de
elevado peso molecular, oleos a serem refinados e asfalto.
Petroquímica

4 – Classificação dos produtos da destilação do petroleo:

Os produtos do petroleo foram ha muito divididos em frações comerciais, obtidos
por operações unitárias de destilação e refino. Podemos considerar uma divisão em
função da faixa de destilação ( faixa de peso molecular ). Quando da extração do
petroleo ja temos a separação natural dos gases contidos nos jazimentos
subterraneos.As frações podem ser classificadas como:

Gas natural

Gases e gasolina natural leve

Destilados leves

Gasolinas de médio e alto peso molecular, naftas, querosene de aviação e oleos
combustiveis leves.

Destilados médios ou intermediários

Oleos combustiveis pesados e oleo diesel

Destilados pesados

Oleos minerais medicinais ( vaselinas ), ceras e oleos lubrificantes
Petroquímica

Resíduos

Oleos combustiveis, asfalto e coque

O gas natural ocorre em reservatórios subterraneos com ou sem petroleo. Embora
conhecido ha séculos só foi economicamente viabilizado no inicio do século XIX. O
gás natural é composto principalmente de hidrocarbonetos parafinicos do metano
ao pentano, dioxido de carbono e as vezes hélio. Os produtos associados ao gás
natural são: gasolina leve, o GLP gás liquefeito de petroleo ( propano e butano ),
negro de fumo ( C elementar ) e hélio. A gasolina leve tem como composição
basicamente o pentano que é misturado a gosolina média e pesada para a
adequação comercial ( octanagem ), o GLP é utilizado como gás de cozinha e
combustivel em motores a explosão e os demais compostos na industria
petroquima em geral.

Os destilados leves compreendem as naftas, gasolinas de médio e alto peso
molecular, querosenes, oleos combustiveis leves, solventes do petroleo, etc. Como
naftas, entendemos compostos hidrocarbonetos leves entre a gasolina e querosene,
Petroquímica

São largamente utilizadas nas industrias de tintas e vernizes como solventes,
solventes para lavagem a “seco” ( eter de petroleo, hexano ), materia prima para
obtenção do eteno. Os aviões a jato utilizam o querosene de aviação, fração
apropriada do querosene comercial, também utilizado como iluminante. Os oleos
leves de baixo ponto de ebulição ( BPE ) são utilizados como combustiveis em
maçaricos industriais.

Os destilados médios ou intermediários incluem o gasoleo, oleo combustivel e oleo
diesel. Algumas naftas pesadas dos destilados intermediários são utilizadas para
reduzir a viscosidade dos compostos asfalticos para que possam ser utilizadas para
a pavimentação de estradas. O gasoleo hoje em dia é direcionado ao craqueamento
objetivando a obtenção de gasolinas. O oleo diesel é uma fração importante
presente no gasoleo utilizado como combustivel em motores de onibus e
caminhões. Ainda como destilado médio temos o oleo combustivel de baixo ponto
de fluidez ( BPF ) utilizado em maçaricos de caldeiras.

Os destilados pesados fornecem os oleos lubrificantes, que são classificados
segundo sua viscosidade ( peso molecular ) são aditivados e comercializados, graxas
e parafinas. Os oleos pesados podem sofrer craqueamento para conversão à com -
Petroquímica

bustiveis leves e gasolinas.

Os resíduos de destilação incluem oleo combustivel de alto peso molecular, asfalto
e coque são produtos finais da destilação. O asfalto segue para a pavimentação de
estradas, ou quando oxidado a quente é indicado para aplicações onde se requer
uma dureza maior. O coque ou carvão do petroleo é direcionado para a fabricação
de eletrodos e na produção do carbeto de calcio ( CaC2 )
Petroquímica

5 – Fluxograma geral da destilação e refino do petroleo: