O que é o petróleo e a sua refinação?

O que é o petróleo

O petróleo bruto (ou crude) é um líquido espesso, de cor que vai do castanho ao negro, encontrado em rochas porosas no subsolo, em terra ou sob o mar. Forma-se pela transformação lenta de restos de seres vivos, sobretudo microrganismos marinhos, enterrados em sedimentos, sob pressão e temperatura elevadas, durante milhões de anos. Por isso se chama combustível fóssil e recurso não renovável: gasta-se muito mais depressa do que se forma.

Quimicamente, não é uma substância pura, é uma mistura. Os seus componentes principais são:

• Alcanos (hidrocarbonetos saturados, de cadeia aberta), em grande quantidade;
• Cicloalcanos e hidrocarbonetos aromáticos, em proporções variáveis;
• pequenas quantidades de compostos com enxofre, azoto e oxigénio, e vestígios de metais.

A composição muda de jazida para jazida. Por isso há petróleos mais «leves» (mais moléculas pequenas, mais fluidos) e mais «pesados» (mais moléculas grandes, mais viscosos). Angola é um país produtor e exportador de petróleo bruto, e este recurso tem grande peso na sua economia.

Porque é preciso refinar

O petróleo bruto quase não serve diretamente. Para um motor de automóvel, um fogão a gás ou uma estrada asfaltada, é preciso separar os componentes conforme o tamanho das moléculas. É isso que faz a refinação.

A refinação passo a passo

A ideia central é esta: quanto maior a cadeia carbonada, maior a temperatura de ebulição, porque as moléculas maiores atraem-se mais entre si (forças intermoleculares mais fortes). Assim, os componentes podem ser separados pelo ponto de ebulição.

1. Dessalinização e aquecimento. O crude é tratado para retirar água e sais e depois aquecido num forno, até a maior parte se vaporizar.
2. Entrada na torre de destilação fracionada. A mistura de vapor e líquido entra na parte inferior de uma coluna alta, que está mais quente em baixo e mais fria em cima.
3. Subida e condensação. Os vapores sobem; cada componente condensa na altura em que a temperatura da coluna fica abaixo do seu ponto de ebulição.
4. Recolha das frações. Em cada nível, recolhe-se um líquido. Cada fração é ainda uma mistura, mas de hidrocarbonetos com tamanhos semelhantes.
5. Tratamento e conversão. As frações são purificadas (por exemplo, retirando enxofre) e as mais pesadas, menos procuradas, são convertidas em moléculas mais pequenas e mais úteis.

As principais frações

Os intervalos de carbonos são aproximados e variam um pouco de manual para manual; o que deve fixar é a ordem e a regra: moléculas pequenas no topo, moléculas grandes no fundo.

Craqueamento e outros processos

Sai mais fração pesada do que o mercado precisa, e há mais procura de gasolina e gasóleo. Por isso recorre-se ao craqueamento: partir moléculas grandes em moléculas menores, a temperatura elevada e, muitas vezes, com catalisador. Os produtos incluem alcanos mais curtos e alcenos (com ligação dupla), que são matéria-prima de plásticos. Existe ainda a reforma, que reorganiza moléculas para melhorar a qualidade da gasolina.

Exemplos resolvidos

Erros frequentes

• Dizer que a destilação fracionada separa substâncias puras. Separa frações, que continuam a ser misturas; evite escrever «o gasóleo é uma substância».
• Trocar o sentido da torre. Os componentes mais leves, de ponto de ebulição mais baixo, saem no topo; os mais pesados ficam no fundo.
• Confundir destilação com craqueamento. A destilação é uma separação física; o craqueamento é uma reação química que parte moléculas.
• Pensar que o petróleo é renovável. Demora milhões de anos a formar-se; para fins práticos é não renovável.
• Esquecer a diferença entre petróleo bruto e derivados. O crude é a matéria-prima; gasolina, gasóleo e GPL são derivados obtidos na refinação.
• Não acertar as equações de combustão. Acerte primeiro C, depois H e deixe o O para o fim.