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Refinamento do petróleo

Química

O refinamento do petróleo é a separação dos seus componentes com base na diferença de faixa de ponto de ebulição das diferentes frações.

Os textos Exploração e Extração do Petróleo e Como é feito o transporte do petróleo? mostraram como o petróleo é encontrado, retirado das jazidas subterrâneas e transportado. Esse transporte por meio de oleodutos ou de superpetroleiros (grandes navios) é realizado para levar o petróleo até as refinarias. Estes são locais em que são feitos processos físico-químicos para o refino do petróleo bruto (ou refinamento do petróleo) para a obtenção das chamadas frações do petróleo.

O petróleo não é usado diretamente na forma bruta, por isso ele precisa passar por esse processo. Esse combustível é composto de uma mistura complexa de hidrocarbonetos, além de pequenas quantidades de outras classes de compostos orgânicos que contêm nitrogênio, oxigênio e enxofre. Não é possível isolar cada um desses compostos orgânicos que compõem o petróleo, tendo em vista que muitos possuem pontos de ebulição muito próximos. Por isso, o refinamento do petróleo isola frações, ou seja, grupos com um número menor de compostos orgânicos, principalmente hidrocarbonetos que possuem massas molares próximas.

Portanto, a diferença básica entre essas frações do petróleo é a quantidade de átomos de carbono presentes em suas moléculas. Por exemplo, a gasolina é uma fração do petróleo formada por hidrocarbonetos que possuem de 6 a 10 átomos de carbono, enquanto que outra fração do petróleo, o óleo diesel, possui moléculas com 15 a 18 carbonos. Veja na imagem abaixo outras frações do petróleo e a quantidade de átomos de carbono em cada caso, além das amplas aplicações dessas frações em nossa sociedade:

Principais frações o petróleo, suas composições aproximadas e aplicações
Principais frações o petróleo, suas composições aproximadas e aplicações

Quanto maior a massa molar de um composto orgânico, maior é o seu ponto de ebulição, ou seja, a temperatura que passa do estado líquido para o estado de vapor. Essa propriedade é importante, porque uma das principais técnicas usadas nas refinarias é a destilação fracionada do petróleo, e ela se basia nessa propriedade para separar as frações do petróleo.

Basicamente, essa técnica consiste em colocar o petróleo em um forno ou fornalha para ser aquecido a cerca de 400ºC. Essa fornalha é acoplada a uma torre de destilação a pressão atmosférica (ou torre de fracionamento) que possui vários pratos ou bandejas de destilação (no máximo 50 bandejas). Conforme vai subindo, cada bandeja apresenta uma temperatura diferente que vai diminuindo nesse sentido.

Assim, ocorre o seguinte, os hidrocarbonetos de maiores massas molares (de moléculas com maior quantidade de carbonos) formam uma fração que permanece no fundo do recipiente no estado líquido, pois o seu ponto de ebulição é muito elevado. Já as frações com menores massas molares e que possuem menores pontos de ebulição, passam para o estado de vapor e sobem na torre de destilação, chegando à próxima bandeja. Se a temperatura nessa bandeja for menor que o ponto de ebulição da fração, ela se condensa e é retida. Se não, ele continua subindo para a próxima bandeja e assim sucessivamente, até a fração mais leve chegar no último prato da coluna, onde a temperatura é a menor e é coletada ali.

Esse processo se repete novamente, para garantir a eficiência do processo. Nesta parte do processo são obtidos principalmente gás, gasolina, nafta e querosene.

O líquido de massa molar elevada que permaneceu na parte inferior da torre de destilação é então encaminhada para outro forno, para ser aquecida novamente. Mas, acontece que essa fornalha está acoplada uma torre de destilação a vácuo ou a pressão reduzida, ou seja, que possui a pressão de vapor menor que a pressão atmosférica. Desse modo, esses compostos pesados entram em ebulição em temperaturas menores que 400ºC, o que impede que suas moléculas se decomponham, isto é, sejam quebradas. O mesmo processo que ocorreu na outra torre de destilação ocorre novamente e são obtidas novas frações desse resíduo. Essas frações do petróleo são mais pesadas que as obtidas na primeira destilação. Nesta parte do processo são obtidos principalmente graxa, parafinas, óleos lubrificantes e betume que é usado para fazer asfalto e na impermeabilização.

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

Para uma maior aproveitamento do petróleo, depois do refino ele pode passar por um processo chamado de craqueamento. Veja sobre essa próxima etapa no texto a seguir:

-Craqueamento do petróleo.

* Créditos da imagem (modificada): Autora: Theresa knott/ Fonte: Wikimedia Commons


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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  • dalmo deoliveira marinhoterça-feira | 11/11/2014 21:52Hs
    É bom termos conhecimento das ciências que não da nossa área. Sou médico, gostei do que li, porém já tinha algum conhecimento da matéria. Valeu!!
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