Combustíveis, Energia e Ambiente

Petróleo- destilação fracionada

Catarina Carvalho nº7 ,12ºA

Professora: Elisa Varanda Ano Letivo:2014/2015

Introdução

A palavra petróleo vem do latim, petrus, “pedra” e oleum, “óleo, extraído das rochas denominadas de Rocha Reservatório. O petróleo apresenta-se em várias cores, variando entre o negro e o castanho-escuro, tendo caráter oleoso, inflamável, menos denso que a água, com cheiro característico e composto basicamente por milhares de compostos orgânicos, com predominância exclusiva dos hidrocarbonetos”. Quando a mistura contém uma maior percentagem de moléculas pequenas seu estado físico é gasoso e quando a mistura contém moléculas maiores seu estado físico é líquido, nas condições normais de temperatura e pressão.

O petróleo formou-se a milhares de anos, quando pequenos animais e vegetais marinhos foram soterrados e submetidos à ação de micro-organismos, do calor e de pressões elevadas, ao longo do tempo.

O petróleo quando extraído no campo de produção é chamado Óleo Cru e dependendo da Rocha Reservatório de onde o mesmo foi extraído pode apresentar diversos aspetos visuais e características diferentes. Por isso existem petróleos de várias cores: amarelo, marrom, preto e verde.

O petróleo no seu estado natural é sempre uma mistura complexa de diversos tipos de hidrocarbonetos contendo também proporções menores de contaminantes (enxofre, nitrogénio, oxigénio e metais). Os contaminantes são considerados como impurezas e podem aparecer em toda a faixa de ebulição (destilação) do petróleo, mas tendem-se a concentrar nas frações mais pesadas.

Figura 1-composição média do óleo cru

Destilação do petróleo

Para obtermos os derivados do petróleo e torná-los utilizáveis, o petróleo bruto, passa por uma série de processos até atingir seu estado final, e será, então, consumido. Entre eles a destilação fracionada.

O que é destilação fracionada?

Para separarmos uma mistura de produtos, utilizamos de uma propriedade físico-química: o ponto de ebulição, ou seja, a certa temperatura o produto irá evaporar. A destilação fracionada é um processo de aquecimento, separação e esfriamento dos produtos.

Produtos derivados do petróleo bruto

O petróleo bruto contém centenas de diferentes tipos de hidrocarbonetos misturados e, para separá-los, é necessário ser refinado.

As cadeias de hidrocarbonetos de diferentes tamanhos têm pontos de ebulição que vão aumentando progressivamente, o que possibilita separá-las através do processo de destilação. É isso o que acontece em uma refinaria de petróleo.

Uma torre de refinaria é uma gigantesca coluna de destilação (às vezes com mais de 30 metros de altura). O petróleo é inserido continuamente na torre e o destilado é retirado continuamente. Desta maneira, uma refinaria pode destilar milhares de barris de petróleo em um dia.

-Normalmente as refinarias contam com duas unidades de processo para efetuar a destilação do petróleo:

Destilação Atmosférica Destilação a Vácuo.

Por ser um processo físico, não se espera que as propriedades físicas dos componentes sejam modificadas, pois o sistema deve ser operado de forma a não permitir a ocorrência de reações químicas. Porém, devido às elevadas temperaturas de operação para a destilação das frações mais pesadas, o craqueamento térmico nem sempre poderá ser totalmente evitado.

Figura 2-Coluna de fracionamento industrial

A destilação atmosférica (< 370oC ) é um processo físico de separação, baseado na diferença entre os pontos de ebulição dos compostos coexistentes numa mistura líquida. Como os pontos de ebulição dos hidrocarbonetos presentes na mistura do petróleo aumentam com seus pesos moleculares, ao se variarem as condições de aquecimento do petróleo, é possível vaporizar-se compostos leves (por vezes precisam de sofrer uma destilação a pressão elevada), intermediários e pesados que, ao se condensarem, podem ser separados.

Neste processo, ocorre, também, a formação de um resíduo bastante pesado que, nas condições de temperatura e pressão da destilação atmosférica, não se vaporiza. Por isso existe a necessidade de se submeter este resíduo a um outro processo de separação denominado de destilação a vácuo (> 400o C; 103 Pa).

O resíduo de vácuo, produzido na destilação atmosférica, é um corte de alto peso molecular e baixo valor comercial. Contudo, existem frações nele, como os gasóleos, de mais alto valor e que não podem ser vaporizadas na destilação atmosférica, pois o limite máximo de temperatura da destilação é inferior a seus pontos de ebulição.

Como a temperatura de ebulição varia diretamente com a pressão, ao reduzir-se a pressão, reduz-se o ponto de ebulição. Então, trabalhando em pressões subatmosféricas é possível retirar do resíduo atmosférico os gasóleos. Este processo chama-se destilação a vácuo.

Figura 3-produtos da destilação e respetivos pontos de ebulição

Há ainda outros processos onde há transformação química dos produtos

obtidos na destilação. As reações que ocorrem modificam o tamanho e a

estrutura das moléculas nas frações da destilação, produzindo materiais

úteis a partir do resíduo e convertendo outros produtos a compostos com

maior valor comercial. Essas reações envolvem a ação de calor e pressão,

muitas vezes na presença de um catalisador. O esquema abaixo mostra o

fluxo dos produtos da destilação direta desde a torre de refinamento até os

produtos finais.

Figura 4-produtos da destilação direta desde a torre de refinamento até os produtos finais.

Bibliografia

Figura 1-

http://cann.scrantonfaculty.com/industrialchemistry/industrialchemistrymoduleport.h

tml

Figura 2- http://pt.wikipedia.org/wiki/Destila%C3%A7%C3%A3o_fracionada

Figura 3 e

4

-http://cann.scrantonfaculty.com/industrialchemistry/industrialchemistrymoduleport.

html

http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/11898/11898_11.PDF

http://www.neri.adm.br/produtos.pdf

http://www.iqsc.usp.br/cursos/quimicageral/petroleo2-2.htm

http://www.tecnicodepetroleo.ufpr.br/apostilas/engenheiro_do_petroleo/

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