Craqueamento do petróleo

No texto Refinamento do petróleo é mostrado que esse produto orgânico geralmente não é usado na forma bruta. Como é constituído de uma mistura complexa de hidrocarbonetos, o petróleo passa por um processo de refinamento em que são obtidas as frações de petróleo, ou seja, grupos de misturas que contêm menos compostos e que possuem massa molar semelhante em cada fração.

A principal diferença entre essas frações está na quantidade de átomos de carbono nas moléculas de seus constituintes. Quanto maior for esse número, mais pesada será a fração. Por exemplo, a fração mais leve é o gás natural, que é composto praticamente de metano, que contém somente um átomo de carbono. Já a gasolina, que é líquida, possui moléculas com 6 até 10 átomos de carbono. O óleo diesel possui de 15 a 18 carbonos, e a parafina possui sólidos de massa molar elevada, como o C₃₆H₇₄.

Visto que a diferença está somente no tamanho das moléculas, surgiu um processo químico em que algumas frações do petróleo, bem como resíduos do petróleo que restam após o fracionamento, são submetidas. Esse processo é chamado de craqueamento e é conhecido também como cracking. A palavra “craqueamento” vem do do inglês to crack, que significa “quebrar”.

É exatamente isso que é feito nesse processo, ocorre a quebra de moléculas longas de hidrocarbonetos de elevada massa molar para a formação de outras moléculas com cadeias menores e massas molares mais baixas, como alcanos, alcenos e, inclusive, carbono e hidrogênio.

Por exemplo, a fração de querosene é formada por moléculas com 10 a 16 átomos de carbono, como o C₁₂H₂₆. Essa é uma molécula longa que pode passar pelo craqueamento em refinarias de petróleo e ser transformada em moléculas menores, como o C₈H₁₈, que compõe a gasolina. Veja essa reação abaixo:

1 C₁₂H₂₆ → 1 C₈H₁₈ + 2 C₂H₄

fração de fração de alceno
querosene gasolina (eteno)

Esse processo é muito importante, pois permite que frações do petróleo que são vendidas por valores menores transformem-se em frações de maior valor comercial.

A gasolina é atualmente a fração mais importante do petróleo. Mas no processo de refinamento, é obtida uma porcentagem muito pequena (de 7% a 15%) de gasolina em relação à demanda atual. O craqueamento soluciona esse problema, pois aumenta a quantidade e a qualidade da gasolina produzida. Ele ajuda a aumentar de 20 a 50% a quantidade de gasolina produzida por barril de petróleo.

O craqueamento é realizado em colunas de fracionamento das refinarias de petróleo e existem dois tipos: o craqueamento térmico e o catalítico. O craqueamento térmico é realizado com temperatura e pressão elevadas que rompem as moléculas mais pesadas. Por exemplo, no craqueamento do querosene, do óleo diesel e do óleo lubrificante em gasolina, são utilizadas temperaturas que vão de 450 a 700ºC. Já o craqueamento catalítico diferencia-se do térmico apenas pelo uso de um catalisador. Os catalisadores são substâncias capazes de aumentar a velocidade de determinadas reações químicas sem participar da reação, ou seja, são regenerados ao final dela.

Em virtude do uso de calor, esse processo também é chamado de pirólise, nome que deriva dos termos gregos piro, que significa “fogo”, e lise, que significa “quebra”. Assim, a pirólise pode ser definida como “quebra pelo fogo” e é um tipo de reação química de decomposição ou análise, em que o calor decompõe uma substância em dois ou mais produtos.

O craqueamento do petróleo também é importante economicamente porque muitos de seus subprodutos são usados como matéria-prima na produção de plásticos, borrachas e novos materiais, como mostra o esquema a seguir:

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química