Sistema Básico do Processo de Refino de PetróleoOs processos normalmente empregados nas refinarias modernas para o processamento do petróleo (óleo cru) são: destilação, cracking ou craqueamento, polimerização, alquilação, dessulfurização, dessalinização, desidratação e hidrogenação.

Destilação atmosférica e destilação a vácuo A primeira etapa do processo de refino é a destilação atmosférica. O petróleo é aquecido e fracionado em uma torre que possui pratos perfurados em várias alturas. Como a parte inferior da torre é mais quente, os hidrocarbonetos gasosos sobem e se condensam ao passarem pelos pratos. Nessa etapa são extraídos, por ordem crescente de densidade, gases combustíveis, GLP, gasolina, nafta, solventes e querosenes, óleo diesel e um óleo pesado, chamado resíduo atmosférico, que é extraído do fundo da torre. Esse resíduo é então reaquecido e levado para uma outra torre, onde o seu fracionamento ocorrerá a uma pressão abaixo da atmosfera. Nesta torre será extraída mais uma parcela de óleo diesel e um produto chamado genericamente de Gasóleo, que não constitui um produto pronto. Ele servirá como matéria-prima para produção de gases combustíveis, GLP, gasolina e outros. O resíduo de fundo da destilação a vácuo é recolhido na parte inferior da torre e será destinado à produção de asfalto ou será usado como óleo combustível pesado.Craqueamento Este processo quebra as moléculas de hidrocarbonetos pesados, convertendo-as em gasolina e outros destilados com maior valor comercial. Os dois principais tipos são o craqueamento térmico e o catalítico. O térmico utiliza calor e altas pressões para efetuar a conversão de moléculas grandes em outras menores e o catalítico utiliza um catalisador que é uma substância que facilita essa conversão, porém em condições de pressão mais reduzidas. Os catalisadores mais usados são: platina, alumina, bentanina ou sílica. Em ambos os tipos de craqueamento a utilização de temperaturas relativamente altas é essencial. Polimerização Por meio deste processo ocorre a combinação entre moléculas de hidrocarbonetos mais leves do que a gasolina com moléculas de hidrocarboneto de densidades semelhante. O objetivo do processo é produzir gasolina com alto teor de octano (hidrocarboneto com oito carbonos), que possui elevado valor comercial. Alquilação É um processo semelhante ao da polimerização. Também há conversão de moléculas pequenas de hidrocarbonetos em moléculas mais longas, porém

difere da polimerização porque neste processo pode haver combinação de moléculas diferentes entre si. A gasolina obtida por meio da alquilação geralmente apresenta um alto teor de octanagem, sendo de grande importância na produção de gasolina para aviação. 

Dessulfurização Processo utilizado para retirar compostos de enxofre do óleo cru, tais como: gás sulfídrico, mercaptanas, sulfetos e dissulfetos. Este processo melhora a qualidade desejada para o produto final. Dessalinização e Desidratação O objetivo destes processos é remover sal e água do óleo cru. Por meio dele o óleo é aquecido e recebe um catalisador. A massa resultante é decantada ou filtrada para retirar a água e o sal contidos no óleo.Hidrogenização Processo desenvolvido por técnicos alemães para a transformação de carvão em gasolina. Por meio deste processo, as frações do petróleo são submetidas a altas pressões de hidrogênio e temperaturas elevadas, em presença de catalisadores.

Quando o petróleo é retirado do subsolo, na sua forma bruta, ele vem cheio de impurezas. Para retirar essas impurezas, primeiramente se usam duas técnicas físicas de separação de misturas. Uma delas é a decantação, que consiste na separação dos componentes de uma mistura pela diferença de suas densidades. Como o petróleo é mais denso que a água, com o tempo a água tende a ficar na parte inferior; e o petróleo na parte superior, separando-se.

Outra técnica física é a filtração, a qual é constituída pela passagem da mistura por um filtro ou malha fina que retém as partículas maiores. Nesse caso, podem ser retidas impurezas sólidas como a areia e a argila.

No entanto, não se fazem apenas técnicas de separação física, mas também um refino do petróleo. O petróleo é composto de uma mistura complexa de hidrocarbonetos e o seu refino transforma essa mistura em frações mais simples com menor diversidade de componentes, denominadas frações do petróleo.  

O petróleo é uma mistura de centenas de hidrocarbonetos com pontos de ebulição muito próximos, por isso não é possível separar cada um desses componentes um a um. Já as frações do petróleo apresentam diferentes faixas de pontos de ebulição, assim é mais fácil separar o petróleo em grupos ou misturas de hidrocarbonetos, formados por um número menor de substâncias.

Entretanto, visto que a constituição do petróleo pode variar dependendo do seu tipo e origem, antes de se realizar o refinamento, o petróleo passa por um exame laboratorial para que se saiba com maior precisão a sua curva

de destilação, ou seja, a temperatura que se deve operar para separar as frações desejadas.

Nas refinarias, os processos físicos e químicos mais utilizados para o refinamento do petróleo são:destilação fracionada, destilação a vácuo, craqueamento térmico ou catalítico e reforma catalítica.Vejamos cada um desses:

1.      Destilação Fracionada: baseada na temperatura de ebulição das frações. O petróleo é colocado em um forno, fornalha ou caldeira, e ligado a uma torre de destilação que possui vários níveis, também chamados de pratos ou bandejas. Conforme vai aumentando a altura da torre, a temperatura de cada bandeja vai diminuindo.

O petróleo é aquecido até a sua ebulição, então os vapores dos compostos vão subindo pela torre. Os hidrocarbonetos com moléculas maiores permanecem líquidos na base da torre. Os mais leves são vaporizados e vão subindo pela coluna até atingirem níveis de temperaturas menores que o seu ponto de ebulição, e assim se condensam e saem da coluna.

Abaixo é mostrado um esquema* que representa o processo de destilação fracionada e algumas frações que são obtidas por meio dessa técnica, como gás, gasolina e querosene.

2.      Destilação a vácuo: as frações que não foram separadas na etapa anterior são colocadas em outro tipo de torre de destilação; a diferença consiste na pressão, que é inferior à pressão atmosférica. Isso possibilita que as frações mais pesadas entrem em ebulição em

temperaturas mais baixas. Com isso, suas moléculas de cadeia longa não se quebram.

Nessa etapa são recolhidas frações, como graxa, parafinas e betume.

3.      Craqueamento térmico ou catalítico (Cracking ou Pirólise): o termo “craqueamento” vem do inglês to crack, que significa “quebrar”. E é exatamente isso que é feito nesse processo, ocorre aquebra de moléculas longas de hidrocarbonetos de elevada massa molar em outras de cadeia menor e massa molar mais baixa. É um processo importantíssimo que permite que a partir de um único composto se obtenham vários compostos de moléculas menores, que são usados para várias finalidades.

O craqueamento pode ser térmico ou catalítico. O térmico é feito submetendo-se o petróleo a altas temperaturas e a elevadas pressões. Já o catalítico não necessita disso, mas apenas da presença de catalisadores (e é feito na ausência de oxigênio).

Essa etapa é feita para aumentar o aproveitamento e rendimento do petróleo e conseguir suprir as demandas mundiais cada vez maiores de petróleo e seus derivados. Por exemplo, se a demanda por gasolina aumentar, uma refinaria pode transformar óleo diesel ou querosene em gasolina.

4.      Reforma Catalítica (Reforming): nesse processo se reformulam ou reestruturam as moléculas dos derivados do petróleo, podendo transformar hidrocarbonetos de cadeia normal em cadeia ramificada, pela isomerização, ou pode-se também transformar hidrocarbonetos de cadeia normal em hidrocarbonetos de cadeia cíclica ou aromáticos.

Esse processo é importante, pois permite melhorar a qualidade da gasolina, sendo que quanto mais ramificações e cadeia cíclicas e aromáticas o hidrocarbonetos tiver, melhor será o desempenho da gasolina nos motores dos automóveis.

Estação de tratamento de água:• Etapas básicas para o tratamento de água : primeiramente a água captada passa por umas chicanas para separar resíduos mais grosseiros; na floculação, é a hora de aplicar o sulfato de alumínio que agrega-se às partículas indesejáveis em suspensão; então na decantação, essas partículas unidas pelo sulfato de alumínio ficaram pesadas e decantam, ou seja , afundam e são facilmente removidas; a água segue para a filtração, passando por camadas de cascalho, areia e carvão, onde são retidas impurezas microscópicas; por fim faz-se a cloração e fluoretação: o cloro mata microorganismos e o flúor tem objetivo de combater a incidência de cáries na população.

*Mistura lenta ou Floculação: O fundamento da mistura lenta, também chamada de floculação é a formação de flocos sedimentáveis de suspensões finas através do emprego de coagulantes. A floculaçâo tem por

finalidade aumentar as oportunidades de contato entre as impurezas das águas e os flocos que se formam pela reação do coagulante, pois os flocos até então formados bem como as impurezas ainda dispersas não têm peso suficiente para se sedimentarem por peso próprio. *Chicanas → Usadas em estações de tratamento de água.

Tratamento de Água e Esgoto

A água oferecida à população é submetida a uma série de tratamentos apropriados que vão reduzir a concentração de poluentes até o ponto em que não apresentem riscos para a saúde. Cada etapa do tratamento representa um obstáculo à transmissão de infecções.A primeira dessas etapas é a COAGULAÇÃO, quando a água bruta recebe, logo ao entrar na estação de tratamento, uma dosagem de sulfato de alumínio. Este elemento faz com que as partículas de sujeira iniciem um processo de união.Segue-se a FLOCULAÇÃO, quando, em tanques de concreto, continua o processo de aglutinação das impurezas, na água em movimento. As partículas se transformam em flocos de sujeira.A água entra em outros tanques, onde vai ocorrer a DECANTAÇÃO. As impurezas, que se aglutinaram e formaram flocos, vão se separar da água pela ação da gravidade, indo para o fundo dos tanques ou ficando presas em suas paredes.

A próxima etapa é a FILTRAÇÃO, quando a água passa por grandes filtros com camadas de seixos (pedra de rio) e de areia, com granulações diversas e carvão antracitoso (carvão mineral). Aí ficarão retidas as impurezas que passaram pelas fases anteriores.A água neste ponto já é potável, mas para maior proteção contra o risco de infecções de origem hídrica, é feito o processo de DESINFECÇÃO. É a cloração, para eliminar germes nocivos à saúde e garantir a qualidade da água até a torneira do consumidor. Nesse processo pode ser usado o hipoclorito de sódio, cloro gasoso ou dióxido de cloro.

O passo seguinte é a FLUORETAÇÃO, quando será adicionado fluossilicato de sódio ou ácido fluorssilícico em dosagens adequadas. A função disso é previnir e reduzir a incidência de cárie dentária, especialmente nos consumidores de zero a 14 anos de idade, período de formação dos dentes.A última ação nesse processo de tratamento da água é a CORREÇÃO de pH, quando é adicionado cal hidratado ou barrilha leve (carbonato de sódio) para uma neutralização adequada à proteção da tubulação da rede e da residência dos usuários.Entre a entrada da água bruta na ETA e sua saída, já potável, decorrem cerca de 30 minutos.

TRATAMENTO DE ESGOTO

O tratamento dos esgotos domésticos tem como objetivo, principalmente: remover o material sólido; reduzir a demanda bioquímica de oxigênio; exterminar micro-organismos patogênicos; reduzir as substâncias químicas indesejáveis.As diversas unidades da estação convencional podem ser agrupadas em função das eficiências dos tratamentos que proporciona. Assim temos:Tratamento preliminar: gradeamento, remoção de gorduras e remoção de areia.Tratamento primário: tratamento preliminar, decantação, digestão do lodo e secagem do lodo.Tratamento secundário: tratamento primário, tratamento biológico, decantação secundária e desinfecção.DOENÇAS CAUSADAS POR ÁGUA CONTAMINADADoenças Causadas por Parasitas Amebíase: O contágio se dá através de água contaminada com cistos provenientes de fezes humanas.Esquistossomose: O contágio se dá através do contato direto com água onde há larvas provenientes de caramujos contaminados.Ascaridíase: O contágio se dá com o consumo de água onde há o parasita Áscaris Lumbricoides.Giardíase: O contágio se dá com o consumo de água onde há o parasita Giárdia Lamblya.

Doenças Causadas por VírusHepatite Viral tipo A e Poliomielite: O contágio se dá ao contato (consumo ou banho) com água contendo urina ou fezes humanas.

Doenças causadas por Bactérias Meningoencefalite: O contágio se dá pelo contato (consumo ou banho) com àguas contaminadas.Cólera: O contágio se dá com o consumo de água contaminada por fezes ou vômito de algum indivíduo contaminado.Leptospirose: A água contaminada por urina de ratos é a principal causa da doença, cuja incidência aumenta com chuvas fortes e enchentes. Apresenta maior perigo em águas próximas a depósitos de lixo e em áreas sem esgotamento sanitário.Febre Tifoide: O contágio se dá pela ingestão de água ou alimentos contaminados (a contaminação de alimentos ocorre ao se lavar alimentos com água contaminada).Gastroenterites: a ingestão de água ou alimentos contaminados por fezes causam muita variedade de distúrbios gástricos, geralmente associados a fortes diarreias.Desinteria Bacilar: Uma série de bactérias causam, através da ingestão de água sem tratamento, severas formas de diarreias, formando um quadro de febre, dores e mal-estar geral.

Produção de etanol

O Etanol pertence à classe dos álcoois, isto significa que é um composto orgânico que apresenta o grupo funcional hidroxila (-OH) preso a um ou mais carbonos saturados. 

A produção de etanol é feita a partir da cana-de-açúcar e obedece aos seguintes procedimentos: 1. Moagem da cana: A cana passa por um processador, nessa etapa obtém-se o caldo de cana, também conhecido como garapa que contém um alto teor de sacarose, cuja fórmula é: C12H22O11. 2. Produção de melaço: O produto obtido no primeiro passo (garapa) é aquecido para se obter o melaço, que consiste numa solução de 40% (aproximadamente), em massa, de sacarose. O açúcar mascavo é produzido quando parte dessa sacarose se cristaliza. 3. Fermentação do melaço: Neste momento, é acrescentado ao melaço fermentos biológico, como a Saccharomyces, que é um tipo de levedura que faz com que a sacarose se transforme em etanol. A ação de enzimas é que realiza esse trabalho. Após esse processo, se obtém o mosto fermentado, que já contém até 12% de seu volume total em etanol. 4. Destilação do mosto fermentado: Aqui o produto, no caso o mosto, vai passar pelo processo de destilação fracionada e vai dar origem a uma solução cuja composição será: 96% de etanol e 4% de água. Existe uma denominação que é dada em graus, é o chamado teor alcoólico de uma bebida. No caso do etanol é de 96° GL (Gay-Lussac). O etanol é usado para a fabricação de bebidas e como combustível. No Brasil, a maior parte da produção de etanol é para a indústria de combustíveis. Essa preferência é pelo fato de o etanol não produzir dióxido de enxofre quando é queimado, ao contrário da gasolina que polui a atmosfera. Importante: existe uma grande preocupação com o consumo excessivo de bebidas alcoólicas. Descobertas na ciência relatam os perigos da ingestão de grandes quantidades de álcool, que pode ocasionar danos irreversíveis ao cérebro, ao fígado e ao coração.