Quando
o petróleo é retirado do subsolo, na sua forma bruta, ele vem cheio de
impurezas. Para retirar essas impurezas, primeiramente se usam duas técnicas
físicas de separação de misturas. Uma delas é a decantação, que consiste na separação dos componentes de uma
mistura pela diferença de suas densidades. Como o petróleo é mais denso que a
água, com o tempo a água tende a ficar na parte inferior; e o petróleo na parte
superior, separando-se.
Outra
técnica física é a filtração, a qual
é constituída pela passagem da mistura por um filtro ou malha fina que retém as
partículas maiores. Nesse caso, podem ser retidas impurezas sólidas como a
areia e a argila.
No
entanto, não se fazem apenas técnicas de separação física, mas também um refino
do petróleo. O petróleo é composto de uma mistura complexa de hidrocarbonetos e
o seu refino transforma essa mistura em frações mais simples com menor
diversidade de componentes, denominadas frações
do petróleo.
O
petróleo é uma mistura de centenas de hidrocarbonetos com pontos de ebulição
muito próximos, por isso não é possível separar cada um desses componentes um a
um. Já as frações do petróleo apresentam diferentes faixas de pontos de
ebulição, assim é mais fácil separar o petróleo em grupos ou misturas de
hidrocarbonetos, formados por um número menor de substâncias.
Entretanto,
visto que a constituição do petróleo pode variar dependendo do seu tipo e
origem, antes de se realizar o refinamento, o petróleo passa por um exame
laboratorial para que se saiba com maior precisão a sua curva de destilação, ou seja, a temperatura que se deve operar para
separar as frações desejadas.
Nas
refinarias, os processos físicos e químicos mais utilizados para o refinamento
do petróleo são: destilação fracionada,
destilação a vácuo, craqueamento térmico ou catalítico e reforma catalítica.
Vejamos cada um desses:
1.Destilação Fracionada: baseada na temperatura de ebulição das
frações. O petróleo é colocado em um forno, fornalha ou caldeira, e ligado a
uma torre de destilação que possui vários níveis, também chamados de pratos ou
bandejas. Conforme vai aumentando a altura da torre, a temperatura de cada
bandeja vai diminuindo.
O
petróleo é aquecido até a sua ebulição, então os vapores dos compostos vão
subindo pela torre. Os hidrocarbonetos com moléculas maiores permanecem
líquidos na base da torre. Os mais leves são vaporizados e vão subindo pela
coluna até atingirem níveis de temperaturas menores que o seu ponto de
ebulição, e assim se condensam e saem da coluna.
Abaixo
é mostrado um esquema que representa o processo de destilação fracionada e
algumas frações que são obtidas por meio dessa técnica, como gás, gasolina e
querosene.
2.Destilação a vácuo: as frações que não foram separadas na etapa
anterior são colocadas em outro tipo de torre de destilação; a diferença
consiste na pressão, que é inferior à pressão atmosférica. Isso possibilita que
as frações mais pesadas entrem em ebulição em temperaturas mais baixas. Com
isso, suas moléculas de cadeia longa não se quebram. Nessa etapa são recolhidas
frações, como graxa, parafinas e betume.
3.Craqueamento térmico ou catalítico (Cracking ou Pirólise): o termo
“craqueamento” vem do inglês to crack, que significa “quebrar”. E é exatamente
isso que é feito nesse processo, ocorre a quebra de moléculas longas de
hidrocarbonetos de elevada massa molar em outras de cadeia menor e massa molar
mais baixa. É um processo importantíssimo que permite que a partir de um único
composto se obtenham vários compostos de moléculas menores, que são usados para
várias finalidades.
O
craqueamento pode ser térmico ou catalítico. O térmico é feito submetendo-se o
petróleo a altas temperaturas e a elevadas pressões. Já o catalítico não
necessita disso, mas apenas da presença de catalisadores (e é feito na ausência
de oxigênio).
Essa
etapa é feita para aumentar o aproveitamento e rendimento do petróleo e
conseguir suprir as demandas mundiais cada vez maiores de petróleo e seus
derivados. Por exemplo, se a demanda por gasolina aumentar, uma refinaria pode
transformar óleo diesel ou querosene em gasolina.
4.Reforma Catalítica (Reforming): nesse processo se reformulam ou
reestruturam as moléculas dos derivados do petróleo, podendo transformar
hidrocarbonetos de cadeia normal em cadeia ramificada, pela isomerização, ou
pode-se também transformar hidrocarbonetos de cadeia normal em hidrocarbonetos
de cadeia cíclica ou aromáticos.
Esse
processo é importante, pois permite melhorar a qualidade da gasolina, sendo que
quanto mais ramificações e cadeia cíclicas e aromáticas o hidrocarbonetos
tiver, melhor será o desempenho da gasolina nos motores dos automóveis.
