Introdução

Antes de imergir no processo de extração e craqueamento, é necessário entender sobre a indústria petroquímica brasileira.

A indústria é um setor vital para o crescimento econômico, pois contribui significativamente para a captação de recursos, o desenvolvimento tecnológico e financeiro. Além disso, ela tem uma maior relação com outros setores industriais, já que outras indústrias utilizam os produtos petroquímicos para transformá-los em bens de consumo.

As refinarias utilizam processos físicos e químicos para obter os insumos petroquímicos a partir do petróleo, que não é utilizado em forma bruta, em geral. A extração e o craqueamento são os principais temas abordados em nosso e-book sobre a produção de produtos petroquímicos derivados do petróleo.

Entretanto, para entender os processos de extração e craqueamento do petróleo, é importante compreender alguns pontos cruciais, tais como: a definição do petróleo, sua formação e o papel que ele desempenha na indústria petroquímica.

Dessa forma, o próprio nome já o define, originado do latim petra = pedra + oleum = óleo, também conhecido como “Ouro Negro”, em razão a sua coloração oleosa e escura e, sua grandeza econômica.

O petróleo é um líquido viscoso, insolúvel e menos denso que a água. Formado por uma combinação complexa de compostos orgânicos, principalmente hidrocarbonetos (moléculas de carbono e de hidrogênio) ligados a pequenas quantidades de outras classes de compostos que incluem nitrogênio, oxigênio e enxofre.

A formação de uma jazida de petróleo, “local” onde o petróleo é extraído, leva milhares de anos! “A formação de jazidas de petróleo requer vários anos para que as rochas sedimentares armazenem quantidade suficiente de matéria orgânica proveniente de restos animais e vegetais, que passa por uma transformação e fica retida nas rochas.

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O que é a petroquímica?

A petroquímica, conhecida também como química do petróleo, é a ciência que utiliza o petróleo e o gás natural como matéria-prima para o desenvolvimento de diversos insumos para a indústria química, além de ser responsável por fornecer mecanismos e conhecimentos para a extração de substâncias químicas por meio de combustíveis fósseis, como a gasolina, querosene, metano, gasóleo, propano, metano e o butano.  

Em disparado, a petroquímica é o setor industrial que possui o maior poder de expansão, bem como o de mais alto relacionamento com outros setores econômicos.

Devido a toda essa magnitude, a indústria petroquímica é o setor que concentra o maior desenvolvimento de tecnologias complexas, e a maior alocação de recursos e capital, já que é a partir dela que se originam diversos processos, muitos deles automatizados, que impactam a economia e a descobertas de novos produtos. 

Processo de extração e craqueamento

O processo de extração e craqueamento são executados em refinarias envolvem alterações físicas e químicas dos hidrocarbonetos, que resultam em produtos petroquímicos. O processo básico, conhecido também como cracking (craqueamento), divide o petróleo e o gás natural em vários compósitos. A combinação entre o processo básico e os diversos insumos químicos, permitem a produção de petroquímicos intermediários. 

A indústria petroquímica destina seus produtos a outros setores industriais, os quais transformam esses produtos em bens de consumo e atendem desde o agronegócio com pesticidas, fertilizantes e herbicidas, até as indústrias de fibras sintéticas, produção de asfalto, plásticos, borrachas, tintas e muitos outros utilizados no dia a dia de bilhões de pessoas no mundo.

Bom, por enquanto mostramos a você um breve resumo sobre a petroquímica, mas ainda há diversas informações a serem abordadas. Fique atento às nossas mídias sociais e acompanhe os lançamentos dos nossos e-books e acompanhe para saber tudo sobre o processo de extração e craqueamento.

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Processo de extração do petróleo

Para realizar o processo de extração e craqueamento do petróleo, terrestre ou marítimo, é necessário que algumas etapas sejam seguidas, sendo elas: prospecção, perfuração e a própria extração. A seguir acompanhe a explicação de cada uma delas:

Prospecção

A equipe realiza um estudo geológico na etapa de prospecção, que consiste em uma análise detalhada do solo e subsolo para identificar uma rocha rica em petróleo.

Eles determinam a profundidade em que a rocha está localizada, se está nas primeiras camadas do solo ou abaixo do nível do mar. Depois dessa etapa, a equipe inicia todos os preparativos para a extração.

Vale ressaltar que além do petróleo, também é possível encontrar o gás natural junto ao petróleo, que normalmente ocorre nas bacias sedimentares, local onde o gás parece dissolvido. Esse evento é chamado de duplo achado – gás associado ao petróleo.
 

Perfuração

As empresas realizam as marcações com coordenadas de GPS nas jazidas de petróleo descobertas nesta etapa e posicionam boias marcadoras na água do mar para extração marítima.

Na extração terrestre, as perfurações são feitas por sondas de perfuração e, uma vez que a perfuração é concluída, o petróleo é instantaneamente jorrado para fora da jazida devido à pressão dos gases presentes.

 
Extração final 

A rocha perfurada por completo faz com que o petróleo jorre até a superfície, devido à pressão exercida pelo gás. Diminuindo o bombardeamento do petróleo e garante que o material seja extraído com segurança.

Vale ressaltar que o Brasil apresenta uma crescente estimativa no ramo petrolífero, garantindo um bom crescimento para o segmento!

Entretanto, devemos considerar principalmente as novas plataformas adaptadas para o processo. 

Processo de refinamento 

De forma simples e resumida, o processo de extração e craqueamento do petróleo é um processo químico que visa transformar frações de cadeias carbônicas maiores em frações menores. Porém, para entender sobre o craqueamento é essencial dar um passo para trás e explorar sobre o processo de refinamento do petróleo!

Assim, entendemos como as empresas encontram o petróleo, extraem-no das jazidas subterrâneas e o transportam até as refinarias. Nessas refinarias, as empresas realizam todos os processos físico-químicos para refinar o petróleo e produzir suas diversas frações.

No entanto, durante o processo de refinamento, as empresas não utilizam o petróleo diretamente em sua forma bruta. Em vez disso, elas o convertem em uma forma complexa de hidrocarbonetos, através de um processo que permite a obtenção de frações de petróleo, também conhecidas como grupos de misturas que contêm menos compostos e possuem massa molar semelhante em cada fração.

Frações no processo de refinamento

Embora não seja possível isolar cada um dos compostos orgânicos, já que muitos possuem pontos de ebulição muito próximos, o refinamento do petróleo isola-se em frações (grupos com um número menor de compostos orgânicos). Principalmente os hidrocarbonetos, conhecidos por possuírem massas molares muito próximas por esse motivo.

Então o segredo para entender a diferença nas divisões das frações é: analisar a quantidade de átomos de carbono nas moléculas de seus constituintes. Desta forma, quanto maior for a quantidade de átomos de carbono nas moléculas, mais pesada será a fração.

Por exemplo: o gás natural é a fração mais leve, já que a sua composição é somente de metano, que contém um átomo de carbono. No caso da gasolina, por ser líquida possui moléculas com 6 até 10 átomos de carbono, em oposição do óleo diesel possui de 15 a 18 carbonos, e a parafina possui sólidos de massa molar elevada, como o C36H74.

Processo de craqueamento do petróleo

Visto que a diferença está no tamanho das moléculas, foi necessário criar o processo de craqueamento, conhecido também como cracking, palavra que vem do inglês to crack, que significa quebrar. E essa é literalmente sua função: quebrar as moléculas longas de hidrocarbonetos formando outras moléculas com cadeias menores e massas molares baixas.  

No próximo tópico abordaremos o processo de craqueamento, que pode ser realizado de forma catalítica ou térmica. Esse processo permite fazer frações menores do petróleo e vender os produtos por valores menores, beneficiando o segmento comercial.

A fração de querosene, composta por moléculas longas com 10 a 16 átomos de carbono, é transformada em moléculas menores pelo craqueamento na indústria do refino de petróleo, as quais são usadas para compor a gasolina.

A gasolina é uma das frações mais importantes para o mercado, já que seu processo de refinamento (etapa anterior ao craqueamento), é obtida uma porcentagem muito pequena de 7% a 15% em relação à demanda atual. O processo de craqueamento é responsável por aumentar a qualidade e quantidade da gasolina reduzida, resultando em torno de 20 a 50% a quantidade do produto por barril de petróleo.

Craqueamento térmico e catalítico

Duas colunas de fracionamentos das refinarias de petróleo são a base do processo, sendo o tipo catalítico e o térmico.

O craqueamento térmico rompe as moléculas mais pesadas, como querosene, lubrificante e óleo diesel, em temperatura e pressão mais altas, que variam de 450 a 700ºC.

Por outro lado, o uso de um catalisador é requerido pelo craqueamento catalítico, uma substância que aumenta a velocidade de determinadas reações químicas sem participar da reação, ou seja, é regenerada ao final dela.

O processo de craqueamento também é conhecido como pirólise, nome originado do grego “poro”, que significa “fogo”, e “lise”, que significa “quebra”.

Contudo, podemos reconhecer a pirólise como “quebra pelo fogo”, similar a uma reação química de análise ou decomposição, onde o calor decompõe uma substância em dois ou mais produtos.

Vale ressaltar que o craqueamento do petróleo é um dos processos mais importantes economicamente no mundo, inclusive para o Grupo OCQ, pois muitos dos produtos originados deste processo são utilizados como matéria-prima na produção de plásticos, borrachas, solventes, resinas e novos materiais. Como mostra a imagem abaixo:

Substâncias obtidas a partir do petróleo e suas utilizações na indústria petroquímica.

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