Principal elemento químico da constituição do petróleo

O petróleo é atualmente a nossa maior fonte de energia, é a mais utilizada no mundo. O combustível fóssil é capaz de gerar diversos subprodutos muito utilizados pela sociedade. De acordo com a Petrobras, empresa responsável pelo refinamento do  petróleo, são produzidos, em média, cerca de 1,8 milhão de barris de derivados por dia, como diesel, gasolina, nafta, querosene de aviação, gás liquefeito de petróleo, lubrificantes, entre outras substâncias que servem de matéria prima para diversos outros produtos.

Vem comigo para conhecer mais sobre esse “óleo” tão rico e necessário!

A química por trás do petróleo

A palavra Petróleo vem do latim Petra (pedra) e Oleum (óleo).  

A mistura viscosa é menos densa do que a água, composta por grande quantidade de hidrocarbonetos (compostos cujas moléculas são formadas somente por átomos de carbono e de hidrogênio) e pequenas quantidades de enxofre, oxigênio e nitrogênio. Contêm alcanos, alcenos,cicloalcanos e compostos aromáticos. Sua cor varia entre marrom e preta, embora também possa ser encontrado na cor verde ou azul, dependendo de sua composição.

De acordo com a Agência Nacional do Petróleo, a proporção dos componentes do petróleo é:

Carbono – 82% – é o elemento predominante no petróleo

Hidrogênio – 12% – atua com o carbono formando as moléculas

Nitrogênio – 4% – encontrado na forma de amina

Oxigênio – 1% – muito pouco é encontrado

Sais – 0,5% – raramente aparecem

Metais (ferro, cobre etc.) – 0,5% – considerados como resíduos

O estágio inicial do petróleo bruto é chamado de crude. É o resultado do acúmulo de organismos ricos em carbono no fundo dos oceanos, ou seja FÓSSEIS! Essa matéria ficou acumulada por milhares de anos (estima-se que as reservas de petróleo tenham entre 10 e 500 milhões de anos), presa em um ambiente com baixo nível de oxigênio e repleto de sedimentos.

O que é o refinamento do petróleo?

Por causa do grande número de substâncias em sua composição, o petróleo não pode ser utilizado diretamente na produção de seus derivados. Antes de sua aplicação, ele é transportado para uma indústria chamada refinaria.

Refinar petróleo é separá-lo em frações, processá-lo, transformando-o em produtos derivados.

A principal diferença entre as frações está na quantidade de átomos de carbono nas moléculas que os constituem. Quanto maior for o número de átomos, 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.

De acordo com a Petrobras, o processo de refinamento se divide em 3 etapas:

1. Destilação – é o processo de separação dos derivados por meio de uma destilação fracionada: o petróleo é aquecido em altas temperaturas até evaporar. Esse vapor volta ao estado líquido conforme resfria em diferentes níveis dentro da torre de destilação. Em cada nível há um recipiente que coleta um determinado subproduto do petróleo.
   
   
2. Conversão – é o processo que transforma as partes mais pesadas e de menor valor do petróleo em moléculas menores, dando origem a derivados mais nobres. Frações com menor número de átomos de carbono são obtidas nas partes superiores da torre e as com maior número de átomos de carbono, nos níveis inferiores. Esse processo aumenta o aproveitamento do petróleo.
   
   
3. Tratamentos – são os processos voltados para adequar os derivados à qualidade exigida pelo mercado. Em um desses processos, por exemplo, é feita a remoção do enxofre.

O craqueamento do petróleo

Esse processo também é conhecido como cracking. A palavra “craqueamento” vem do do inglês to crack, que significa “quebrar”. O petróleo é aquecido a altas temperaturas com o auxílio de catalisadores, e na ausência de oxigênio. Como o nome já sugere, no craqueamento 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.

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%). O craqueamento vêm como uma solução a esse problema, pois consegue aumentar a quantidade e a qualidade da gasolina produzida. No processo pode-se aumentar cerca de 20 a 50% a quantidade de gasolina produzida por barril de petróleo.

Esse processo se divide em dois tipos:

– Craqueamento térmico: 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.

– Craqueamento catalítico: Se utiliza de um catalisador. Os catalisadores são capazes de aumentar a velocidade de determinadas reações químicas sem participar da reação.

Confira o nosso post sobre os Impactos do Petróleo no meio ambiente, clicando AQUI.

BÔNUS

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