Os três estágios da refinação

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O petróleo bruto precisa ser processado antes de poder ser usado (Veja o Close-Up: “Por que o petróleo bruto precisa ser refinado”) . Três tipos principais de operação são realizados para refinar o óleo em produtos acabados: separação, conversão e tratamento.

Separação

No primeiro passo, as moléculas são separadas através da destilação atmosférica (isto é, à pressão atmosférica normal), de acordo com o seu peso molecular. Durante o processo, também conhecido como topping (refinação), o óleo é aquecido no fundo de uma coluna de destilação de 60 metros a uma temperatura de 350 a 400 ° C, fazendo com que ele vaporize. Os vapores sobem dentro da coluna enquanto as moléculas mais pesadas, ou resíduos, permanecem no fundo, sem vaporizar.

Conforme os vapores se elevam, as moléculas se condensam em líquidos a diferentes temperaturas na coluna. Apenas gases atingem o topo, onde a temperatura caiu para 150 ° C. Os líquidos, que se tornam cada vez mais leves quanto mais altos são encontrados na coluna, são coletados em bandejas localizadas em diferentes alturas da coluna. Cada bandeja recolhe um diferentecorte de petróleo (fração) , também conhecido como o concurso petrobras, com preservação altamente viscosa (hidrocarbonetos) como asfalto (betume) na parte inferior e gases na parte superior.

Os resíduos pesados ​​remanescentes após a destilação atmosférica ainda contêm muitos produtos de densidade média. Os resíduos são transferidos para outra coluna onde passam por uma segunda destilação para recuperar destilados médios como óleo combustível pesado e diesel.

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Conversão

Ainda existem muitas moléculas de hidrocarbonetos muito pesadas remanescentes após o processo de separação. Para atender a demanda por produtos mais leves, as moléculas pesadas são “quebradas” em duas ou mais mais leves.

O processo de conversão, que é realizado a 500 ° C, também é conhecido como craqueamento catalítico porque usa uma substância chamada catalisador para acelerar a reação química. Este processo converte 75% dos produtos pesados ​​em gasolina, gasolina e diesel. O rendimento pode ser aumentado ainda mais pela adição de hidrogênio , um processo chamado de hidrocraqueamento , ou usando a conversão profunda para remover o carbono.

Quanto mais complexa a operação, mais ela custa e mais energia é usada. O objetivo contínuo da indústria de refino é encontrar um equilíbrio entre o rendimento e o custo de conversão.

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Tratar envolve remover ou reduzir significativamente as moléculas que são corrosivas ou causam poluição do ar, especialmente enxofre. Os padrões de emissões de enxofre da União Européia são muito rigorosos. Desde 1º de janeiro de 2009, a gasolina e o diesel vendidos na Europa não podem conter mais de 10 partes por milhão (ppm) , ou 10 miligramas por quilo, de enxofre. O objetivo dessas medidas é melhorar a qualidade do ar e otimizar a eficácia dos conversores catalíticos usados ​​para tratar os gases de escape. Para diesel, dessulfuração ou remoção de enxofre, é realizada a 370 ° C, a uma pressão de 60 bar. O hidrogênio usado no processo se combina com o enxofre para formar o sulfeto de hidrogênio (H 2 S), que é então tratado para remover o enxofre, uma substância usada na indústria.

Querosene, butano e propano são lavados em uma solução de soda cáustica (hidróxido de sódio) para remover os tióis, também conhecidos como mercaptanos. Este processo chamado de adoçante.

Combustíveis automotivos também devem ser tratados para aumentar sua octanagem, que é uma medida da resistência à detonação de um combustível , com base em uma escala de 0 a 100. (Motor batendo ocorre quando o combustível em um motor de combustão interna inflama espontaneamente sem entrada da vela de ignição.) Se a classificação de octanagem não for alta o suficiente, o motor eventualmente sofrerá danos irreversíveis. Para evitar isso, é necessário aumentar a octanagem para 95 ou 98.

O processo usado para produzir produtos de alta octanagem é chamado de reforma catalítica. As reações químicas durante o processo de reforma catalítica, que utiliza platina como catalisador, ocorrem a 500 ° C e uma pressão de 10 bar. Eles convertem alguns dos hidrocarbonetos naftênicos (hidrocarbonetos cíclicos saturados) em hidrocarbonetos aromáticos (hidrocarbonetos cíclicos insaturados), que possuem um índice de octanas muito mais alto. Outras reações químicas, como a alquilação , também melhoram a octanagem.