Craqueamento de Petróleo

Unidade de Craqueamento Retardado e Tanque Maracanã 128.

• O processo de craqueamento, também conhecido como pirólise, consiste na quebra de moléculas de triglicerídeos (presentes em óleos e gorduras) em moléculas menores, conhecidas como hidrocarbonetos. Além de apresentarem características semelhantes ao diesel de petróleo, dão origem ao biodiesel.

Geralmente neste processo ocorre a formação de uma mistura composta por hidrocarbonetos saturados, insaturados ou aromáticos: cetonas, aldeídos e ácidos carboxílicos. Estes últimos são compostos oxigenados que os tornam indesejáveis à utilização do biocombustível, pois deixam o produto ácido e podem levar os motores que o utilizam à corrosão.

• A pirólise de óleos e gorduras pode ser realizada via craqueamento térmico ou catalítico. O craqueamento térmico produz misturas complexas que são quimicamente semelhantes ao óleo diesel. Para a quebra das grandes moléculas em moléculas menores, são utilizados catalisadores.

A distribuição dos produtos finais depende da temperatura de reação do catalisador e do reator e também do procedimento de coleta e armazenamento do produto. O processo pode ser realizado à pressão atmosférica.

• A hidrogenação do óleo antes do craqueamento é favorável à produção de biodiesel. O processo de produção tem um rendimento de aproximadamente 60%, ou seja, 10 litros de óleo produzem 6 litros de biodiesel.

Plantas oleaginosas presentes em cada região do país podem ser usadas diretamente na produção do biocombustível, viabilizando, então, a produção do biodiesel em pequena escala, principalmente em comunidades isoladas e em propriedades agrícolas.

• O combustível obtido pelo craqueamento de óleos e gorduras não é considerado biodiesel pela nomenclatura internacional. A Embrapa adotou o termo ecodiesel para combustíveis obtidos a partir da pirólise dos triglicerídeos. Mas o termo mais utilizado é biodiesel craqueado, diferenciando assim do obtido pela rota da transesterificação.

Craqueamento térmico:

• O craqueamento térmico caracteriza-se pela degradação dos óleos e gorduras por altas temperaturas e na presença de catalisadores. Ao atingir temperaturas próximas a 400 ºC, as ligações químicas dos triglicerídeos se rompem, formando moléculas menores, com características físico-químicas semelhantes às dos combustíveis fósseis. No processo de craqueamento térmico, duas etapas distintas e sucessivas ocorrem:

Na etapa inicial, craqueamento primário, ocorre a formação de ácidos carboxílicos, obtidos pelo rompimento de ligações de carbono e oxigênio, entre a parte glicerídea e o resto da cadeia carbônica do triglicerídeo.

• No  Refinamento do petróleo é percebes-seo que esse produto orgânico geralmente não é usado na forma bruta. Como é constituído de uma mistura complexa de hidrocarbonetos, o petróleo passa por um processo de refinamento em que são obtidas as frações de petróleo, ou seja, grupos de misturas que contêm menos compostos e que possuem massa molar semelhante em cada fração.

A principal diferença entre essas frações está na quantidade de átomos de carbono nas moléculas de seus constituintes. Quanto maior for esse número, mais pesada será a fração. Por exemplo, a fração mais leve é o gás natural, que é composto praticamente de metano, que contém somente um átomo de carbono. Já a gasolina, que é líquida, possui moléculas com 6 até 10 átomos de carbono. O óleo diesel possui de 15 a 18 carbonos, e a parafina possui sólidos de massa molar elevada, como o C36H74.

• Visto que a diferença está somente no tamanho das moléculas, surgiu um processo químico em que algumas frações do petróleo, bem como resíduos do petróleo que restam após o fracionamento, são submetidas. Esse processo é chamado de craqueamento e é conhecido também como cracking. A palavra “craqueamento” vem do do inglês to crack, que significa “quebrar”.

É exatamente isso que é feito nesse processo, ocorre a quebra de moléculas longas de hidrocarbonetos de elevada massa molar para a formação de outras moléculas com cadeias menores e massas molares mais baixas, como alcanos, alcenos e, inclusive, carbono e hidrogênio.

• Por exemplo, a fração de querosene é formada por moléculas com 10 a 16 átomos de carbono, como o C12H26. Essa é uma molécula longa que pode passar pelo craqueamento em refinarias de petróleo e ser transformada em moléculas menores, como o C8H18, que compõe a gasolina.

Esse processo é muito importante, pois permite que frações do petróleo que são vendidas por valores menores transformem-se em frações de maior valor comercial.A gasolina é atualmente a fração mais importante do petróleo. Mas no processo de refinamento, é obtida uma porcentagem muito pequena (de 7% a 15%) de gasolina em relação à demanda atual. O craqueamento soluciona esse problema, pois aumenta a quantidade e a qualidade da gasolina produzida. Ele ajuda a aumentar de 20 a 50% a quantidade de gasolina produzida por barril de petróleo.

• O craqueamento é realizado em colunas de fracionamento das refinarias de petróleo e existem dois tipos:o craqueamento térmico e o catalítico. O craqueamento térmico é realizado com temperatura e pressão elevadas que rompem as moléculas mais pesadas. Por exemplo, no craqueamento do querosene, do óleo diesel e do óleo lubrificante em gasolina, são utilizadas temperaturas que vão de 450 a 700ºC. Já o craqueamento catalítico diferencia-se do térmico apenas pelo uso de um catalisador. Os catalisadores são substâncias capazes de aumentar a velocidade de determinadas reações químicas sem participar da reação, ou seja, são regenerados ao final dela.

Em virtude do uso de calor, esse processo também é chamado de pirólise, nome que deriva dos termos gregos piro, que significa “fogo”, e lise, que significa “quebra”. Assim, a pirólise pode ser definida como “quebra pelo fogo” e é um tipo de reação química de decomposição ou análise, em que o calor decompõe uma substância em dois ou mais produtos.

• O craqueamento do petróleo também é importante economicamente porque muitos de seus subprodutos são usados como matéria-prima na produção de plásticos, borrachas e novos materiais, 

Petrobras adapta refinarias ao novo consumidor brasileiro.Alta na produção de gasolina e de querosene de aviação forca empresa a refinar menos nafta, matéria-prima do plastico

• É chamada de refinaria de petróleo a instalação industrial construída com o objetivo de realizar a limpeza e o refino do óleo cru extraído, transformando-o em diferentes subprodutos derivados do petróleo, como combustíveis – gasolina, óleo diesel, gás de cozinha, querosene; lubrificantes – óleos e graxas; matéria-prima de anti-sépticos, fertilizantes, detergentes, ceras,aguarrás, asfalto, coque, diesel, gasolina, GLP, nafta, querosene, querosene de aviação e mais uma série de produtos com destaque para o plástico.

O Brasil possui hoje catorze refinarias de petróleo, que juntas são responsáveis pelo processamento de cerca de 1,7 milhão de barris de petróleo por dia. Os especialistas afirmam que a importância das refinarias de petróleo é tanta que estas constituem a base industrial da Era Moderna

• O petróleo assim que é retirado do solo, porém, quase não tem utilização alguma, mas depois de passar por diversos tratamentos químicos e físicos, torna-se de grande utilidade. É exatamente nesse ponto que se torna indispensável o trabalho de beneficiamento realizado pelas refinarias.

Para realizar seu trabalho, a refinaria recebe o petróleo em sua forma primária, o chamado óleo cru, que vem das plataformas de extração. O transporte é feito a partir de oleodutos, sendo guardado em tanques de armazenamento, de onde partirá para ser processado.

• Uma vez armazenado, o material é submetido a diversos processos químicos. O primeiro e mais importante é a destilação, que ocorre dentro de uma grande torre. Nela, o petróleo é aquecido em 370 graus Celsius, o que faz com que o material assuma a forma gasosa. O resultado é uma mistura de vapor misturada com o que sobrou de petróleo na forma líquida. Ao voltar à forma líquida, o petróleo já tem boa parte de seus principais subprodutos separados. 

A seguir, a mistura é destilada, onde a parte gasosa sobe e a líquida desce. O resíduo deste processo, que nunca vaporiza, é recolhido e usado para fazer asfalto. Ao longo da torre, há vários "andares" com pratos, que colhem partes do vapor de petróleo que esfriam e viram líquido de novo enquanto sobem.

• Os pratos retêm uma pequena parte do líquido formado. O excesso transborda e escorre até um recipiente chamado panela, onde será bombeada, seguindo para fora da torre por meio de dutos. O vapor de cada subproduto do petróleo, como a gasolina e o diesel vira líquido numa certa temperatura, atingida em "andares" diferentes da torre. Assim, cada subproduto enche uma panela específica.

Os derivados irão a seguir para um processo de purificação em tanques, sofrendo reações químicas para quebrar e recombinar suas moléculas até atingirem um nível satisfatório de pureza. Da refinaria, eles saem por oleodutos até as indústrias petroquímicas.

Conhecida como Captura de CO2, o processo transforma óleos pesados em derivados de petróleo mais leves. Os primeiros testes estão sendo feitos em um protótipo de unidade de craqueamento catalítico fluido (FCC).