Indústria de combustível

Essas matérias-primas são processadas em refinarias para diversos produtos, como:

a) Gás liquefeito de petróleo (GLP)

b) Combustíveis para motores (gasolina, querosene, óleo diesel)

c) Óleos de aquecimento

d) Asfalto rodoviário e industrial

e) Matérias-primas de hidrocarbonetos para diversas sínteses

f) Coque de petróleo

g) Hidrocarbonetos sólidos de petróleo (por exemplo, parafina)

Além disso, os produtos da indústria de combustíveis desempenham o papel de matérias-primas para a preparação de vários produtos químicos , incluindo produtos farmacêuticos (parafina obtida de frações de óleo pesado usada como laxante), fertilizantes (fenol usado para a produção de produtos químicos para proteção de plantas), solventes (éter de petróleo e acetona) e plásticos (poliolefinas).

Processamento de petróleo bruto

Na indústria, mais de 90 %do petróleo bruto é processado em gasolina, óleos e asfalto. A solução de hidróxido de sódio, ou seja, a soda cáustica, é de grande importância nesse processo. Ela é usada para remover impurezas como compostos de enxofre e dióxido de carbono. Sua eliminação é uma etapa fundamental no processo de refino de petróleo , necessária para atender aos requisitos legais para o teor desses compostos. A soda cáustica também é usada no refino de produtos finais obtidos após o processamento do petróleo bruto. Existem vários processos básicos:

a) Destilação – processo que consiste na separação do petróleo bruto em frações que diferem quanto ao ponto de ebulição. Dessa forma, são obtidas diversas matérias-primas, como gás seco e úmido, gasolina, querosene, óleo diesel, mazout e goma.

b) Craqueamento catalítico – envolve o uso de um catalisador (principalmente zeólitas) para decompor frações pesadas de petróleo em frações mais leves. Dessa forma, obtém-se uma quantidade relativamente grande de gasolina de alta qualidade.

c) Reforma catalítica – conversão catalítica de gasolina de baixa octanagem em gasolina de alta octanagem na presença de um catalisador de platina. Os principais produtos desse processo são: hidrogênio, gás de refinaria, GLP, isobutano e n-butano.

d) Hidrocraqueamento – processamento catalítico de frações de petróleo pesado, mazout e goma, sob pressão de hidrogênio, em combustíveis mais leves. Gasolina, querosene e diesel são obtidos dessa forma.

e) Pirólise – processo de decomposição de frações pesadas de petróleo na presença de vapor d’água. Dessa forma, obtém-se gasolina, petróleo e alcatrão por pirólise.

f) Alquilação – envolve a reação de olefinas com isobutano, resultando na formação de isoparafinas com maior peso molecular e número de octanas. Este processo envolve reações realizadas em baixa temperatura e na presença de um catalisador. O catalisador mais comumente utilizado é o ácido sulfúrico . No Grupo PCC, o ácido sulfúrico é obtido por processo de contato, o que lhe confere altíssima pureza. O ácido sulfúrico assim obtido pode ser utilizado nos processos de purificação de óleos, querosene, parafina e secagem de gases .

Tipos de combustíveis

Os combustíveis podem ser divididos de acordo com sua origem (natural e artificial), poder calorífico (alto e baixo teor calórico), bem como seu estado de agregação (líquido, gasoso e sólido). Cada tipo possui propriedades diferentes e uma gama de aplicações.

Combustíveis líquidos – gasolina

Os combustíveis líquidos mais importantes obtidos do petróleo bruto incluem: gasolina, querosene, diesel e óleos de aquecimento. A gasolina é uma fração do petróleo bruto que ferve a uma temperatura de cerca de 40 °C a 200 °C. É um combustível usado principalmente para alimentar motores de ignição por centelha. Também pode atuar como solvente (por exemplo, éter de petróleo). A gasolina consiste principalmente de hidrocarbonetos alifáticos, mas também contém certas quantidades de hidrocarbonetos aromáticos e insaturados. As propriedades mais importantes da gasolina são : o índice de octanas (ou seja, resistência à detonação), a capacidade de formar misturas combustíveis e a tendência a formar depósitos de resina. Existem vários tipos de gasolina:

a) Gasolina com chumbo – Etil. Foi usada até meados da década de 1980. Continha chumbo tetraetila que, ao ser queimado no motor, levava à formação de óxidos de chumbo tóxicos.

b) Gasolina sem chumbo (95 RON) – tipo mais barato de gasolina sem chumbo, com número de octanas 95.

c) Gasolina sem chumbo (98 RON) – a variante mais cara, com octanagem 98.

Para que a gasolina se torne um produto comercial, é necessário também incluir em sua composição uma série de aditivos que evitem fenômenos adversos e indesejáveis ​​durante o armazenamento, uso e transporte do combustível.

Aditivos para gasolina

Os aditivos mais importantes para gasolina incluem inibidores de oxidação . Como a gasolina é um produto composto por uma mistura de hidrocarbonetos, ela pode sofrer oxidação durante o armazenamento. Isso leva à deterioração das propriedades do combustível, reduzindo sua octanagem. Normalmente, os inibidores de oxidação incluem aminas aromáticas e fenóis.

O segundo grupo de substâncias adicionais são os desativadores de metais. Eles atuam como inibidores de oxidação, neutralizando o efeito catalítico dos metais nas reações de oxidação da gasolina. Sua ação consiste em criar camadas protetoras na superfície dos metais.

Adições essenciais também são compostos dispersantes-emulsificantes que mantêm sedimentos e produtos de corrosão em estado disperso. O grupo de produtos que pode desempenhar tais funções são os ROKAmers. Esses produtos pertencem ao grupo dos copolímeros em bloco não iônicos de óxido de etileno e propileno. Essa característica distingue o grupo ROKAmer de outros surfactantes não iônicos e determina suas propriedades antiespumantes.

Outro grupo de aditivos são os lubrificantes . Eles previnem o desgaste rápido dos componentes da bomba de combustível que requerem lubrificação adequada. Exemplos de tais compostos podem ser ácidos carboxílicos, ésteres ou aminas. A água da gasolina é removida por meio de desemulsificantes , que a liberam como uma fase separada no tanque. Isso é especialmente importante, por exemplo, ao bombear combustível. Para neutralizar esse fenômeno, são utilizados os aditivos mencionados acima, chamados de desemulsificantes.

A maioria das instalações na indústria petrolífera é feita de aço e, portanto, pode ocorrer corrosão na presença de água, resultando em risco de vazamento. Inibidores de corrosão são usados ​​para prevenir isso. Eles reagem com a superfície do metal, criando uma barreira protetora, impedindo assim a influência de agentes corrosivos. Geralmente, são compostos à base de aminas, amidas ou sais de amônio.

A última, mas não menos importante característica das gasolinas modernas é a sua capacidade de manter o sistema de combustível (em particular o sistema de admissão) e as câmaras de combustão do motor limpos. Para este propósito, são utilizados aditivos de refino chamados detergentes. O produto do PCC Group, Petrotex DF30 , funcionará perfeitamente para este propósito. É um líquido amarelo e oleoso usado como ingrediente em composições dispersantes e emulsificantes. A característica mais importante deste produto é a sua capacidade de lavagem. O Petrotex DF30 é usado principalmente como detergente para limpar as válvulas de entrada e saída dos cilindros. O dodecilfenol também é perfeitamente adequado como aditivo para os agentes de limpeza do sistema de combustível. É um líquido espesso e viscoso com uma cor amarela e um odor fenólico. O dodecilfenol é usado para a produção de propoxilatos que formam componentes sintéticos de pacotes de aditivos de combustível.

Combustíveis líquidos – óleo diesel

O óleo diesel é um combustível destinado principalmente a motores diesel com autoignição. É uma mistura de parafina, naftaleno e hidrocarbonetos aromáticos, separada do petróleo em processos de destilação. É uma fração do petróleo com ponto de ebulição de 180-350 °C. Os parâmetros mais importantes deste combustível líquido são : viscosidade (atomização), resistência à autoignição (índice de cetano) e temperatura de solidificação, bem como o teor de enxofre. Devido ao alto teor de compostos de enxofre nos destilados de óleo diesel, é necessário removê-los por hidrotratamento.

Aditivos para óleo diesel

O óleo diesel em uso atualmente requer o uso de diversos aditivos enriquecedores. A maioria deles desempenha funções semelhantes às da gasolina. A chave no caso do diesel, no entanto, é o uso de aditivos antiespumantes, antieletrostáticos e modificadores que aumentam o índice de cetano.

Os agentes antiespumantes são projetados para evitar a formação de espuma durante o preparo do combustível e o enchimento dos tanques. Alguns combustíveis diesel também tendem a formar espuma durante o bombeamento, o que interrompe o processo de enchimento do tanque, causando vazamentos. Os produtos da série ROKAmer previnem isso. São agentes antiespumantes que podem ser usados ​​em uma ampla faixa de temperaturas. Além disso, os ROKAmers são caracterizados por excelentes propriedades desengordurantes e pela capacidade de reduzir a tensão superficial entre o líquido e o ar. Dessa forma, eles melhoram a drenagem da espuma, resultando na sua redução.

Aditivos antiestáticos são projetados para aumentar a condutividade elétrica do óleo diesel, reduzindo assim o risco de incêndio. Normalmente, para esse fim, são utilizados copolímeros de olefinas e acrilonitrila em combinação com poliaminas.

Outro grupo de modificadores são os aditivos que aumentam o índice de cetano . Sua função é reduzir o tempo de retardo da ignição e aumentar a taxa de combustão. Os mais populares são o nitrato de 2-etilhexila (EHN) e o peróxido de di-terc-butila (DTBP).

Um grupo importante de aditivos também são os marcadores. Sua função é facilitar a identificação do tipo de combustível. Para distinguir o óleo combustível do óleo de aquecimento, são introduzidos derivados azoicos que conferem ao combustível uma determinada cor. Recentemente, os aditivos de fragrância tornaram-se muito populares, sendo utilizados onde o cheiro de óleo ou gasolina é incômodo . Esses modificadores podem ser, por exemplo, ésteres ou terpenos.

Combustíveis líquidos – querosene

O querosene é um combustível usado em grandes quantidades, principalmente na aviação para motores turboélice ou a jato. Também é usado como solvente e ingrediente em formulações cosméticas. Devido ao fato de ter um baixo número de octanas e cetano, não pode ser usado em motores de ignição por centelha (motores a gasolina), bem como em motores autopropelidos (motores a diesel). O querosene é uma fração de petróleo líquido que ferve em cerca de 170-250oC. Sua produção é relativamente barata. O querosene é formado principalmente no processo de retificação do petróleo bruto . Normalmente, aditivos e processos de refino, como aqueles para a produção de gasolina e óleo diesel, não são usados ​​para esse tipo de combustível. O querosene também é convertido em gasolina, bem como outros produtos nos processos de craqueamento e reforma.

Combustíveis líquidos – biodiesel

O biodiesel é uma alternativa renovável ao diesel derivado do petróleo. É obtido a partir de óleos vegetais ou animais. O biodiesel geralmente contém ésteres metílicos puros de ácidos graxos ou ésteres etílicos de ácidos graxos. Muitas vezes, as misturas de combustível com óleo diesel também são chamadas de biodiesel. Elas são usadas para obter combustível que garante melhores condições de operação do motor. O biodiesel puro afeta negativamente as mangueiras de borracha e as linhas de combustível. Além disso, sua viscosidade varia muito com o aumento da temperatura, o que pode exigir o uso de um resfriador adicional para biodiesel. Outra desvantagem desse combustível é sua precipitação em baixas temperaturas, o que causa entupimento de filtros e outros componentes do motor durante a operação em condições de inverno. É claro que o biodiesel também tem uma série de vantagens. Em primeiro lugar, ele não polui o ar com compostos de enxofre, é biodegradável, não aumenta a concentração de CO2 na atmosfera e sua produção permite o aproveitamento de terrenos baldios.

Aditivos para biodiesel

Aditivos multifuncionais de alta qualidade para diesel reduzem muitos dos problemas associados às misturas de biodiesel, como corrosão do sistema de combustível, separação de água e aumento da formação de espuma no combustível. Para esse fim, são utilizados modificadores muito semelhantes aos adicionados aos óleos diesel. A questão-chave e frequentemente preocupante do uso do biodiesel é seu impacto na limpeza dos injetores e a possibilidade de coqueificação grave, bem como contaminação dos bicos injetores. Para esse fim, são utilizados agentes conhecidos como dispersantes. O Grupo PCC oferece produtos da série ROKAcet que podem atuar como dispersantes. Os ROKAcets são agentes de uso geral que podem ser usados ​​com sucesso em uma variedade de aplicações industriais.

A mistura de biodiesel com combustíveis diesel convencionais pode agravar ainda mais suas propriedades de formação de espuma. Isso é particularmente problemático ao abastecer o tanque de combustível em um posto de gasolina, por exemplo. Para evitar esse fenômeno, são utilizados aditivos antiespumantes. Os produtos da série ROKAmer mencionados acima são perfeitos para essa função.