Refinação do petróleo

Refinação do petróleo

O petróleo bruto é composto por diversos tipos de hidrocarbonetos:

  • Dienos e Alcinos

  • Alcenos

  • Naftenos ou cicloalcanos

  • Aromáticos

  • Parafinas

O processo de refino do petróleo envolve basicamente as seguintes operações:

  • Destilação Fracionada

  • Destilação a vácuo

  • Craqueamento témico ou catalíticO

- Durante o processo de refino ocorrem ainda outras inúmeras operações unitárias de maneira a minimizar as perdas do processo.

DESTILAÇÃO FRACIONADA

Os vários componentes do petróleo bruto têm tamanhos, pesos e temperaturas de ebulição diferentes.

Por isso, o primeiro passo é separar esses componentes. E devido a diferença de suas temperaturas de ebulição, eles são separados por um processo chamado de destilação fracionada.

Esse processo acontece da seguinte forma:

Destilação a vácuo

Destilação a vácuo

  • As frações que não foram separadas na primeira destilação são levadas para outra coluna que apresenta pressão inferior à atmosférica, possibilitando que as frações mais pesadas entrem em ebulição em temperaturas mais baixas, evitando assim a quebra de suas moléculas. Nesta etapa são recolhidos produtos como a graxa, parafinas, óleos lubrificantes e betume (utilizado no asfaltamento e na produção de impermeabilizantes).

Pode-se transformar uma fração em outra usando um destes três métodos:

  • Pode-se transformar uma fração em outra usando um destes três métodos:

  • Dividindo grandes cadeias de hidrocarbonetos em pedaços menores (craqueamento);

  • Combinando pedaços menores para criar outros maiores (reforma);

  • Rearranjando vários pedaços para fazer os hidrocarbonetos desejados (alquilação).

  • Pode ser de diversos tipos:

  • Térmico: grandes cadeias de hidrocarbonetos são aquecidas a altas temperaturas (e algumas vezes a altas pressões também) até que elas se quebrem (craqueiem).

  • Vapor: vapor de alta temperatura (816°C) é usado para craquear etano, butano e nafta em etileno e benzeno, que são usados para fabricar produtos químicos;

  • Viscorredução: os resíduos da torre de destilação são aquecidos (482°C), resfriados com gasóleo e rapidamente colocados em uma torre de destilação. Este processo reduz a viscosidade de óleos pesados e produz o alcatrão;

  • Coqueamento: os resíduos da torre de destilação são aquecidos a temperaturas acima de 482°C até que se quebrem em óleo pesado, gasolina e nafta. Ao final do processo, sobra um resíduo pesado, quase puro, de carbono (coque). O coque é limpo e vendido.

  • Catalítico: usa um catalisador para aumentar a velocidade da reação de craqueamento. Os catalisadores incluem a zeólita, hidrossilicato de alumínio, bauxita e alumino-silicatos.

  • Craqueamento catalítico fluido: um catalisador fluido aquecido (538°C) craqueia gasóleo pesado em óleo diesel e gasolina;

  • Hidrocraqueamento: semelhante ao craqueamento catalítico fluído, mas usa um catalisador diferente, temperaturas menores, pressão maior e gás hidrogênio. Ele craqueia o óleo pesado em gasolina e querosene (combustível de aviação).

  • E certos casos é preciso combinar hidrocarbonetos menores para fazer outros maiores. Este processo é chamado de reforma.

  • O principal processo é a reforma catalítica, que utiliza um catalisador (platina, mistura platina-rênio) para transformar nafta de baixo peso molecular em compostos aromáticos, usados na fabricação de produtos químicos e para misturar na gasolina. Um subproduto importante dessa reação é o gás hidrogênio, usado para o hidrocraqueamento ou vendido separadamente.

Em alguns casos as estruturas de moléculas em uma fração são rearranjadas para produzir outra. Isso normalmente é feito por meio de um processo chamado alquilação.

  • Em alguns casos as estruturas de moléculas em uma fração são rearranjadas para produzir outra. Isso normalmente é feito por meio de um processo chamado alquilação.

  • Na alquilação, compostos de baixo peso molecular, como o propileno e o buteno, são misturados na presença de um catalisador como o ácido fluorídrico ou ácido sulfúrico (um subproduto da remoção de impureza de muitos produtos do petróleo).

  • Os produtos da alquilação são hidrocarbonetos ricos em octanas, usados em tipos de gasolina para reduzir o poder de detonação.

Frações destiladas são processadas quimicamente para que impurezas como compostos orgânicos contendo enxofre, nitrogênio, oxigênio, água, metais dissolvidos e sais inorgânicos sejam removidas.

Frações destiladas são processadas quimicamente para que impurezas como compostos orgânicos contendo enxofre, nitrogênio, oxigênio, água, metais dissolvidos e sais inorgânicos sejam removidas.

O tratamento é feito nas seguintes etapas:

  • uma coluna de ácido sulfúrico remove hidrocarbonetos insaturados (os que possuem ligações duplas carbono-carbono), compostos de nitrogênio, compostos de oxigênio e sólidos residuais (alcatrão, asfalto);

  • uma coluna de absorção preenchida com agentes secantes para remover a água;

  • tratamento para remover o enxofre e compostos de enxofre;

Após o tratamento das frações, elas são resfriadas e misturadas para formar vários produtos, tais como:

  • Gasolina de vários tipos, com ou sem aditivos;

  • Óleos lubrificantes de diferentes pesos moleculares e tipos;

  • Querosene de vários tipos;

  • Combustível de aviação;

  • Óleo diesel;

  • Óleo combustível;

  • Diferentes tipos de produtos químicos para a produção de plásticos e outros polímeros;

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