REF 11 - Craqueamento catalítico do petróleo

Voltando a coluna atmosférica. Ela fraciona o petróleo produzindo nafta leve, nafta pesada, destilado leve, destilado pesado, gasóleo atmosférico. Para a produção de gasolina e diesel as frações que interessam são as naftas e os destilados. Numa coluna que processe petróleo leve, isto é, com densidade API acima de 30, cerca de 50% do petróleo vai para o cru reduzido. Os outros 50% se dividem entre as naftas e os destilados e o gasóleo fica imprensado entre o destilado pesado e o cru reduzido.

Para aumentar as quantidades de combustíveis brancos (gasolina e diesel) e GLP, cuja demandas são maiores do que a de óleo combustíveis, o jeito é selecionar uma fração pesada e quebrar as moléculas reduzindo o seu tamanho. Esta operação é chamada de craqueamento. Na refinaria existe muitas operações que envolve quebra moleculares: craqueamento térmico, craqueamento catalítico, hidrocraqueamento, coqueamento retardado e visbreaking (redução da viscosidade por quebra molecular). A técnica básica consiste em levar a temperatura para um valor suficientemente alto de forma a favorecer a quebra molecular. É importante lembrar que o craqueamento nem sempre é realizado com o objetivo de elevar a produção de gasolina e diesel. O craqueamento que interessa no momento é o craqueamento catalítico. Ele é normalmente realizado nos gasóleos atmosférico e de vácuo. Originalmente o catalisador era baseado na alumina, mas hoje o catalisador é baseado em zeólita. O craqueamento é conduzido em temperaturas entre 660 e 760 graus Celsius.

Inicialmente será feita uma descrição bem sucinta do processo baseado no par craqueador-regenerador.

Na figura acima está representado esquematicamente um sistema craqueador-regenerador. No equipamento a esquerda ocorre a reação de quebra molecular catalisada. Esta reação ocorre com produção de coque que entope rapidamente o catalisador inutilizando-o. As partículas catalíticas são mantidas em regime de leito fluidizado. O gasóleo a ser craqueado é alimentado pela base e o gasóleo craqueado sai pelo topo.

Para evitar o coqueamento excessivo do catalisador as partículas do mesmo descem em direção a alimentação do regenerador onde encontram o fluxo de ar alimentado no regenerador. No interior do regenerador o coque é queimado e o catalisador é recuperado para retornar ao craqueador. As partículas descem e encontram o gasóleo ascendente.

Neste ponto, é interessante abrir parênteses para algumas explicações adicionais. O craqueamento molecular é uma reação endotérmica que necessita de temperaturas elevadas. Para isso, seria necessário fornecer calor ao craqueador. A reação de regeneração é uma reação fortemente energética. Então é interessante que o calor produzido no regenerador seja usado no craqueamento. O agente transportador são as partículas catalíticas. Elas são aquecidas no regenerador e esfriadas no craqueador. O par de equipamentos deve deve ser balanceado de tal forma que o calor “produzido” no regenerador seja igual ao calor “consumido” no craqueador.

O coque que era um estorvo passou a ser um componente importante do processo. Se fosse possível desenvolver um catalisador sem coqueamento, pelo visto isso é possível, o problema seria achar uma outra fonte de energia. Se existisse um premio Nobel para processos químicos com certeza este seria um dos ganhadores deste prêmio. Como é característica deste blog , mais adiante, em conta-gotas, mais informações sobre o craqueamento virão.