PET 009 - Composição do petróleo – Curvas de destilação

Fazer uma análise química do petróleo com a identificação de todos os seus componentes é uma tarefa impossível. O numero de componentes é da ordem dos milhares e a quantidade de cada um é muito pequena. É possível fazer uma análise cromatográfica, mas apenas dos componentes mais leves com poucos isômeros e com até cerca de 10 carbonos.

Para complicar, a composição vai variar de poço para poço e, num mesmo poço, de horizonte para horizonte. Por esta razão, “a composição” do petróleo é feita, como faz a termodinâmica de misturas continuas, acompanhando uma propriedade que varie com o tamanho molecular. No caso do petróleo e seu derivados, a propriedade intensiva escolhida é a temperatura de ebulição e a quantidade extensiva o volume de destilado. A curva resultante é chamada curva de destilação.

Conceitualmente a curva de destilação é muito simples. Consiste em destilar um volume predeterminado do petróleo ou fração numa pressão também predeterminada acompanhando a temperatura de ebulição contra o volume destilado. O resultado é apresentado graficamente como curva volume versus temperatura. Elas podem ser feitas na pressão atmosférica ou sob vácuo.

O equipamento pode ser um balão acoplado a um condensador destes usados em laboratório de química. A temperatura é dada por um termômetro no gargalo do balão. Um volume de amostra do petróleo ou fração do petróleo é colocado no balão e aquecido. O vapor formado condensa e cai numa proveta onde o volume de destilado é medido em percentagem do volume de amostra. O resultado é a tabela abaixo:

Na Tabela acima IBP é acrônimo de Initial Boiling Point e corresponde a temperatura em que a primeira gota cai na proveta. EP é acrônimo de End Point e corresponde a temperatura em que a última gota cai na proveta. Nem sempre é possível destilar a amostra até o final e a temperatura é limitada pela temperatura onde começa o craqueamento, algo em torno de 300°C. Munido desta Tabela uma curva pode ser construída e esta é a chamada curva de destilação.

No entanto, a coisa não é tão simples assim. A destilação tem que ser feita seguindo rigorosamente a norma correspondente tanto nos procedimentos como nos equipamentos usados. As curvas que são realizadas de acordo com a norma ASTM são chamadas curvas de destilação ASTM. São elas ASTM D86, ASTM D1160, D2887. Nos laboratórios modernos esta destilação é feita automaticamente, a amostra é colocada no equipamento que constrói a curva.

A curva de destilação ASTM não mede de fato a temperatura de ebulição, mede a temperatura do vapor na passagem deste do balão para o condensador. Para obter os pontos de ebulição verdadeiros é necessário um equipamento um pouco mais sofisticado que fornece a curva TBP, onde TBP é acrônimo de "True Boiling Point".

Se a sofisticação for levado ao extremo de se considerar a temperatura do equilíbrio líquido-vapor então a curva resultante é a curva EFV, onde EFV é acrônimo de Equilibrium Flash Vaporization.

Curiosamente, conhecendo uma das curvas, a curva de destilação ASTM, é possível calcular todas as demais e em qualquer pressão. Para que servem? A partir delas é possível calcular o ponto de ebulição médio volumétrico. Conhecido este ponto e a densidade da amostra em °API é possível calcular o peso molecular da amostra, o calor de combustão, o fator de caracterização, o ponto de anilina, a pressão pseudocrítica e o calor latente de vaporização da amostra.