PETRÓLEO
Petróleo bruto é o termo para o óleo não processado. Ele também é conhecido
apenas como petróleo. O petróleo bruto é um combustível fóssil, o que significa que ele é
formado pelo processo de decomposição de matéria orgânica, restos vegetais, algas, alguns
tipos de plâncton e restos de animais marinhos - ocorrido durante centenas de milhões de
anos na história geológica da Terra. O petróleo bruto é o ponto de partida para muitas
substâncias diferentes porque contém hidrocarbonetos.
O petróleo bruto contém centenas de diferentes tipos de hidrocarbonetos misturados
e, para separá-los, é necessário refinar o petróleo. As cadeias de hidrocarbonetos de
diferentes tamanhos têm pontos de ebulição que vão aumentando progressivamente, o que
possibilita separá-las através do processo de destilação. Isso é o que acontece em uma
refinaria de petróleo.
Os vários componentes do petróleo bruto são moléculas que possuem tamanhos, pesos
e temperaturas de ebulição diferentes. Por isso, o primeiro passo é separar esses
componentes. E devido à diferença de suas temperaturas de ebulição (que são próximas), eles
podem ser facilmente separados por um processo chamado de destilação fracionada. A seguir
são explicadas todas as etpaas deste processo de destilação.
O primeiro passo da destilação fracionada consiste em aquecer a mistura de duas ou
mais substâncias (líquidos) de diferentes pontos de ebulição. A mistura entra em ebulição
formando vapor (gases). A mistura a ser purificada é colocada no destilador, que é aquecido.
Surge então um vapor quente. Ele sobe pela coluna, mas vai se resfriando ao longo dela e
acaba por condensar-se. Com a condensação, o composto volta a forma líquida, que retorna à
fonte de calor. Vapores sobem continuamente pela coluna e acabam por encontrar-se com o
líquido. Parte deste rouba o calor do vapor ascendente e torna a vaporizar-se. Este ciclo ocorre
repetidas vezes ao longo de todo o comprimento da coluna.
Os vários obstáculos instalados na coluna, conhecidos como pratos, forçam o contato
entre o vapor quente ascendente e o líquido condensado descendente, gerando sucessivas
destilações simples. Quanto maior a quantidade de estágios de vaporização-condensação e
quanto maior a área de contato entre o líquido e o vapor no interior da coluna, mais completa
é a separação e mais purificada é a matéria final.
No processo de destilação, conforme o vapor sobe pelas placas da coluna, ele esfria.
Quando uma substância na forma de vapor atinge uma altura em que a temperatura da coluna
é igual ao ponto de ebulição da substância, ela condensa e forma um líquido. A substância com
o menor ponto de ebulição irá se condensar no ponto mais alto da coluna. Já as substâncias
com pontos de ebulição maiores condensarão em partes inferiores da coluna.
A destilação fracionada é uma etapa muito importante no processo de refino. A Figura
1 ilustra como funciona o processo.
Para entender a diversidade contida no petróleo bruto e o motivo pelo qual o seu
refino é tão importante, a seguir é mostrado exemplos de produtos que pode-se obter a partir
do petróleo bruto:
FIGURA 1 – Processo de destilação fracionada do petróleo.
a) gás de petróleo: a primeira fração da destilação fracionada corresponde a alcanos de cadeia
curta, na faixa de destilação abaixo de 40oC, como metano, etano, propano e butano. Esses
gases são utilizados na indústria na produção do GLP – gás liquefeito de petróleo – (butano),
como propelente de desodorantes (propano e butano), dentre outras aplicações;
b) nafta: a segunda fração da destilação fracionada do petróleo corresponde a alcanos de
cadeia média, na faixa de destilação entre 60 e 100oC que passará por mais alguns processos
para gerar gasolina e compostos aromáticos utilizados na indústria química;
c) gasolina: terceira fração da destilação fracionada do petróleo que corresponde a alcanos de
cadeia média (em torno de oito átomos de carbono). Esta fração é muito importante pois
corresponde à etapa de obtenção de combustível para automóveis;
d) querosene: fração da destilação fracionada do petróleo que corresponde a alcanos de
cadeia de média a longa, na faixa de destilação entre 175 e 325oC. Esses alcanos são utilizados
como combustível para a aviação e tratores;
e) diesel: fração da destilação fracionada do petróleo que corresponde a alcanos de cadeia de
média a longa, na faixa de destilação entre 250 e 350oC. Esses alcanos são utilizados como
combustível para caminhões;
f) óleo lubrificante: fração da destilação fracionada do petróleo que corresponde a alcanos de
cadeia longa, na faixa de destilação entre 300 e 370oC. Estes compostos são alcanos,
cicloalcanos e aromáticos de longa cadeia que são utilizados como óleo de motor, graxa, e
outros tipos de lubrificantes;
g) resíduos: corresponde ao que sobrou no final do processo de destilação. Esses resíduos são
utilizados na indústria química como asfalto, breu ou ceras.
A destilação fracionada é útil para separar uma mistura de substâncias com diferenças
pequenas em seus pontos de ebulição sendo uma etapa muito importante no processo de
refino.
Poucos compostos já saem da coluna de destilação prontos para serem
comercializados. Muitos deles devem ser processados quimicamente para criar outras frações.
Por exemplo, apenas 40% do petróleo bruto destilado é gasolina. No entanto, a gasolina é um
dos principais produtos fabricados pelas empresas de petróleo. Em vez de destilar
continuamente grandes quantidades de petróleo bruto, essas empresas utilizam processos
químicos para produzir gasolina a partir de outras frações que saem da coluna de destilação. É
este processo que garante uma porção maior de gasolina em cada barril de petróleo bruto.
Pode-se transformar uma fração em outra usando um destes três métodos:
1) Craqueamento
O craqueamento divide grandes cadeias de hidrocarbonetos em pedaços menores.
C36H74 → C8H18 (iso-octano) + C3H8 (propano) + C4H10 (butano)
Após vários hidrocarbonetos terem sido craqueados em outros menores, os produtos
passam por mais uma coluna de destilação fracionada para separá-los.
2) Polimerização ou reforma
Algumas vezes, é preciso combinar hidrocarbonetos menores para fazer outros
maiores. Este processo é chamado de polimerização. Nesta etapa ocorre a conversão de
olefinas gasosas, tal como duas moléculas de butano, em moléculas maiores, dentro da faixa
da gasolina para aumentar o rendimento e obtenção deste combustível no processo.
3) Isomerização
Consiste na transformação de um compostos de cadeia normal em compostos de
cadeia ramificada que são isômeros. Esse fenômeno ocorre com porções de nafta que são
ttransformados em gasolina.
C8H18 (octano) → C8H18 (iso-octano)