PRINCÍPIOS E CARACTERÍSTICAS DO PROCEDIMENTO DE DESTILAÇÃO PARA FORMAÇÃO DA CURVA PEV

1- INTRODUÇÃO

A destilação é um processo de suma importância para o setor de óleo e gás, pois trata-se do procedimento mais simples de separação das frações de hidrocarboneto. As plantas de destilação estão presentes em todas as refinarias, mas o foco deste trabalho será o processo de destilação laboratorial, ou seja, o processo que caracteriza o petróleo.

Independentemente do processo de destilação laboratorial referido, o objetivo do método sempre será o mesmo, que é a determinação da curva de destilação PEV, pois é através desta curva que será verificado os rendimentos dos derivados do petróleo.

1.1- OBJETIVO

O objetivo deste trabalho é explicar o processo de destilação, utilizando dois métodos como exemplo (Destilação PEV e Destilação ASTM) e sua importância para a determinação da curva de destilação PEV. Assuntos como os tipos de petróleo e algumas características fundamentais para o entendimento da destilação também será abordada.

2- CONSTITUINTES DO PETRÓLEO

O petróleo é constituído por moléculas de hidrocarbonetos e não hidrocarbonetos. As moléculas de hidrocarbonetos correspondem cerca de 90% da composição do petróleo (FARAH, 2013). Já os elementos não hidrocarbonetos são compostos orgânicos ou até mesmo organometálicos. Na figura 1 podemos observar as classes que os constituintes do petróleo são divididos. Os Hidrocarbonetos são compostos de três grupos ou classes: Alcanos ou Parafínicos, Cicloalcanos ou Naftênicos e aromáticos. Hidrocarbonetos saturados são aqueles que os carbonos e os hidrohgenios são ligados por ligações simples. Já os hidrocarbonetos insaturados apresentam pelo menos uma ligação dupla.

Figura 1: Constituintes do Petróleo

Fonte: Farah (2013)

2.1- OS HIDROCARBONETOS

Segundo Farah já foram observados mais de 600 hidrocarbonetos presentes em diversos tipos de petróleos (FARAH, 2013). E que estes diferentes tipos de petróleo geralmente apresentam em sua composição a maioria dos hidrocarbonetos existentes. Sendo que os tipos de petróleos se diferenciarão pela concentração de hidrocarbonetos diferentes, acarretando, assim, petróleos com diferentes características.

2.1.1- Os Alcanos ou Parafínicos

De acordo com Speight “a proporção de parafinas no petróleo bruto varia com o tipo de petróleo, mas a concentração diminui com o aumento do peso molecular do petróleo bruto ” (SPHEIGHT, 2007). Os alcanos possuem a seguinte formulação geral: CnH¬2n+2. Os alcanos se apresentam em grandes concentrações em petróleos leves. Este grupo de hidrocarboneto são conhecidos por apresentarem ligações simples entre os átomos de carbono, ou seja, são hidrocarbonetos saturados (FARAH, 2013). A tabela abaixo mostra as principais cadeias de hidrocarbonetos alcanos.

Figura 2 Cadeia de Hidrocarbonetos Parafínicos

Fonte: Farah (2013).

2.1.2- Os Cicloalcanos ou Naftênicos

Os hidrocarbonetos Naftênicos também são considerados saturados, mas apresentam uma ou mais cadeias cíclicas ou fechada. Para dar um exemplo de um hidrocarboneto naftênico deve-se observar a figura 3. Nela podemos observar as ligações simples, pois, é um hidrocarboneto saturado e sua cadeia cíclica.

Hidrocarbonetos naftênicos com cadeias de cinco (Ciclopentano) ou seis (Ciclo-hexano) carbonos são as mais comuns de ser encontradas no petróleo. Estudos termodinamicos mostram que esses hidrocarbonetos mais comuns são os mais estáveis (SPHEIGHT, 2007).

Figura 3 Exemplos de Hidrocarbonetos Naftênicos

Fonte: Farah (2013).

2.1.3- Os Aromáticos

Pode-se definir um hidrocarboneto aromático quando o mesmo possui um ou mais anéis benzênicos. Os anéis benzênicos apresentam ligações duplas alternadas. São os compostos mais comum de ser encontrados no petróleo. É importante mencionar que estes hidrocarbonetos também podem apresentar anéis parafínicos.

Os hidrocarbonetos aromáticos são diretamente proporcionais com o peso molecular do petróleo, portanto, são encontrados em maiores concentrações em frações mais pesadas de petróleo. Na figura 4 podemos observar alguns exemplos de hidrocarbonetos aromáticos.

Figura 4: Hidrocarbonetos aromáticos

Fonte: Farah (2013).

2.2- OS NÃO HIDROCARBONETOS

O petróleo, como já foi visto, também é composto por moléculas formadas por não hidrocarbonetos, isto é, os asfaltenos e resinas e os contaminantes. Estes compostos tendem a se concentrar entre as frações mais pesadas de petróleo. Compostos como enxofre, nitrogênio e oxigênio são alguns não hidrocarbonetos conhecidos.

2.2.1- Asfaltenos e Resinas

Segundo Thomas (2001, p. 10) “ Os asfaltenos e resinas são moléculas grandes com alta relação carbono/hidrogênio e presença de enxofre, oxigênio e nitrogênio de (6,9 a 7,3%). ” Também são consideradas substâncias complexas. Estas moléculas podem ser formadas por anéis poliaromaticos (dois ou mais anéis aromaticos) ligados a anéis naftenicos (FARAH, 2013).

2.2.2-Compostos sulfurados

Os compostos são ditos sulfurados quando há em sua cadeia pelo menos um átomo de enxofre. Os átomos de enxofre são os terceiros mais abundante no petróleo (FARAH, 2013). O enxofre poder ser encontrado em qualquer tipo de petróleo. Pode-se dizer que o teor de enxofre também é proporcional com o peso molecular do petróleo. Logo, quanto mais pesado o petróleo for, maior será seu teor de enxofre. De acordo com Thomas (2001, p. 09) “ os compostos sulfurados, além de indesejáveis, são responsáveis pela corrosividade dos produtos do petróleo, contaminam os catalisadores utilizados nos processos de transformações e determinam a cor e o cheiro dos produtos finais. Uma das principais características dos compostos sulfurados é a sua toxidade. Que por combustão podem produzir dióxido de enxofre (SO2) e trioxido de enxofre (SO3).

2.2.3-Compostos Nitrogenados

Os compostos nitrogenados podem ser encontrados, quase que em sua totalidade, na forma orgânica e também são considerados