Processamento químico

Autor: 
Craig C. Freudenrich, Ph.D.

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).

Craqueamento
O craqueamento divide grandes cadeias de hidrocarbonetos em pedaços menores.

 


O craqueamento divide cadeias grandes em outras menores

Há vários tipos de craqueamento.

  • 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.

     


    Foto cedida Phillips Petroleum Company
    Catalisadores usados no craqueamento ou reforma catalítica
  • Catalítico: usa um catalisasor para aumentar a velocidade da reação de craqueamento. Os catalisadores incluem a zeólita, hidrossilicato de alumínio, bauxita e alumino-silicatos.
    • craqueamento catalítico fluido ("fluid cracking catalysis", FCC): 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).

Após vários hidrocarbonetos terem sido craqueados em outros menores, os produtos passam por mais uma coluna de destilação fracionada para separá-los.

Reforma
Algumas vezes, é preciso combinar hidrocarbonetos menores para fazer outros maiores. Este processo é chamado de reforma. O principal processo á 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.

 


Um reformador combina cadeias de hidrocarbonetos

Alquilação
Às vezes, 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 (consulte O que é octano para mais detalhes).

 


Reorganizando cadeias

Agora que vimos como as diferentes frações são alteradas, vamos discutir como elas são tratadas e misturadas para fabricar os produtos que são comercializados.

 


Uma refinaria de petróleo é uma combinação de todas essas unidades.