Destilando o Petróleo

Não é segredo para ninguém que o chamado "ouro negro" é símbolo de poder. A História nos conta algumas barbaridades que o homem efetuou em busca deste recurso natural. Mas o objetivo aqui não é abordamos aspectos históricos mas sim químicos do combustível do capitalismo: o petróleo. De onde ele veio? Qual a sua composição? Para que ele serve? Leia e descubra.

As jazidas de petróleo possuem milhões de anos de idade. Afinal, o processo de formação do petróleo leva muito tempo. Ele provém basicamente de restos orgânicos de seres vegetais e marinhos. Com o passar dos anos, os movimentos da crosta terrestre (terremotos, erupções vulcânicas, tsunamis entre outros fenômenos naturais) levaram estes restos para o fundo dos mares. Conforme a movimentação terrestre ocorria, uma camada de sedimentos foi compactando estes restos no local onde se encontravam. E foi aí que começou o processo químico de formação do ouro negro. Ocorreu o que chamamos de decomposição. A decomposição nada mais é do que a reciclagem da matéria. Quando um animal morre, ele possui em seu corpo vários nutrientes e elementos importantes à vida (como carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio), os quais não podem ser desperdiçados. O processo de decomposição retira esses componentes primordiais e os devolve ao ecossistema, de forma a manter um equilíbrio entre a vida e a morte. É a famosa putrefação (apodrecimento). Os seres decompositores, ou seja, aqueles responsáveis pela decomposição, são seres microscópicos. Eles podem fazer dois tipos de decomposição: 1) A decomposição aeróbica: Aquela que só ocorre na presença de oxigênio; 2) A decomposição anaeróbica: Aquela que ocorre na ausência de oxigênio. A decomposição anaeróbica que ocorreu no fundo dos mares com aqueles restos orgânicos compactados por uma camada sedimentar deu origem a um líquido viscoso, inflamável ,insolúvel em água e menos denso que a mesma chamado de petróleo (mostrado na figura a seguir).

Este líquido preto é na verdade uma mistura de várias substâncias, as quais são formadas por um grupo de compostos conhecidos como hidrocarbonetos. Hidrocarbonetos são substâncias que são formadas apenas pelos elementos carbono e hidrogênio. Estes compostos apresentam como principais características: são combustíveis (inflamáveis) e menos densos que a água. O que quer dizer que um hidrocarboneto é menos denso que a água? Densidade é uma relação entre massa e volume de um corpo. Nós poderíamos facilitar considerando dois corpos ambos com 2 litros de volume. Aquele que possuir mais massa dentro de si é mais denso. Então, se colocarmos em dois recipientes as mesmas quantidades de água e de um hidrocarboneto qualquer, a amostra de água apresenta mais "peso" e por isso é mais densa. Corpos menos densos possuem a tendência de permanecer sobre corpos mais densos. Se misturarmos óleo e água, por exemplo, o óleo ficará sobre a água porque ele é menos denso.

O mesmo ocorre com qualquer hidrocarboneto e consequentemente o petróleo quando misturados com água (observe que a densidade da água é igual à 1g/ml e a do petróleo aproxima-se de 0,8g/ml). Mas quais são os hidrocarbonetos que compõem o ouro negro? Na verdade, são misturas de hidrocarbonetos. Entre elas encontramos a gasolina, a querosene, o óleo diesel etc. Nós não usamos o petróleo cru, mas sim essas frações de misturas de hidrocarbonetos que o compõem. E, finalmente, chegamos no ponto crucial deste artigo: como extrair da matéria crua (petróleo) aquilo que é utilizável pelo ser humano? Bom, antes de retirar algo do petróleo é necessário ter o petróleo. Então o processo de seu aproveitamento se inicia com sua extração. O objetivo aqui não é falar sobre a extração do petróleo e sim da obtenção de seus componentes. Portanto, vejamos brevemente como é o processo de extração. Nós já sabemos que o petróleo se localiza no fundo dos oceanos abaixo de camadas sedimentares. A profundidade da jazida pode variar de dezenas à milhares de metros. Geralmente, aplica-se água quente sobre tubulações ligadas á jazida que, devido à maior densidade (lembra?), obriga o petróleo a subir até que máquinas das plataformas de extração possam levá-lo à superfície. Uma curiosidade: em jazidas muito profundas, conseguimos extrair apenas de 30 até 40% de todo o petróleo existente naquele local. Temos tecnologia para extrair mais, mas é muito inviável de acordo com o custo e benefício da venda do barril de petróleo. Certo, agora nós temos o petróleo. O que fazer com ele? O petróleo obtido na extração é enviado às refinarias que, obviamente, refinam (dã). Este procedimento nada mais é do que uma destilação. Ok, mais uma palavra para explicar... Destilação é um processo pelo qual se obtém os componentes de uma mistura pelo aquecimento. Bom, existem algumas condições para a utilização deste método. Primeiro, para líquidos imiscíveis (como óleo e água) se aplicam outros métodos de separação. Segundo, deve haver uma diferença considerável entre os pontos de ebulição dos componentes da mistura. Ponto de ebulição é a temperatura em que uma substância passa do estado líquido para o gasoso, ou seja, ferve. O P.E. (ponto de ebulição) da água é 100°C. Isto quer dizer que à 100°C a água começa a ferver. Quando misturamos água e álcool, formamos um sistema que pode ser separado por destilação, uma vez que água e álcool são miscíveis e possuem P.E. diferentes (100°C e 78°C respectivamente). Vale frisar que estou me referindo ao etanol, aquele álcool que utilizamos no dia-a-dia. Não se esqueça que existem outros tipos de álcoois (assim como os hidrocarbonetos, os álcoois são um grupo de substâncias). A aparelhagem utilizada na destilação desta mistura está a seguir:

Observe que a aparelhagem é formada por um balão de destilação que contém a mistura. Ela é submetida ao aquecimento e a temperatura desta mistura vai aumentando. Quando esta chegar à 78°C, o álcool vai começar a evaporar e chegará até o condensador. O contato do vapor do álcool com as paredes frias do condensador fará com que o álcool volte a ser líquido e escorra até um recipiente chamado Erlenmeyer que se encontra no final da aparelhagem. Quando eu sei que todo o álcool foi transferido para o Erlenmeyer? A resposta é simples: quando parar de sair vapor do balão da destilação. Afinal, a água só vai ebulir quando chegar aos 100°C. Esta é a destilação e nós obtivemos água e álcool separados =).

Este é o grande destilador de petróleo. Ele possui um local para armazenamento onde há uma bomba, a qual impulsiona a mistura de hidrocarbonetos até a fornalha. É aí que o petróleo é aquecido a altas temperaturas (mais de 400°C). Observe que o petróleo não entra em contato direto com o fogo e nem há oxigênio pela tubulação por onde ele passa. Isto é uma medida de segurança, devido à grande combustibilidade do ouro negro. O aquecimento do petróleo forma uma mistura de gases que sobe pela torre de fracionamento. Nesta torre, a temperatura vai diminuindo gradativamente conforme a altura e um componente diferente (todos hidrocarbonetos) sai em cada patamar. Alguns saem sólidos, outros líquidos e outros gasosos. A tabela a seguir mostra as frações que compõem o petróleo, suas T.E., seus usos e composição:

Observe que não foram obtidas substâncias puras como na separação de água e álcool, mas sim misturas de hidrocarbonetos. É possível obter cada hidrocarboneto que compõe o petróleo através de outros métodos e talvez num outro artigo eu os aborde. Bom, então é isso! Espero que tenham gostado! Comentem sobre o que pode ser melhorado no texto ou dêem uma sugestão para o próximo artigo. Obrigado xD.