O que é querosene? E como é feito

Souliaka setembro 25, 2025 0

 

Querosene é um destilado de petróleo comumente usado como combustível ou solvente. É um líquido fino e transparente, composto por uma mistura de hidrocarbonetos que fervem entre 150 °C e 275 °C. Embora o querosene possa ser extraído do carvão, do xisto betuminoso e da madeira, ele é derivado principalmente do petróleo refinado. Antes da popularização da luz elétrica, o querosene era amplamente utilizado em lamparinas a óleo e era um dos produtos mais importantes das refinarias. Hoje, o querosene é usado principalmente como óleo de aquecimento, como combustível em motores a jato e como solvente para sprays inseticidas .

História

Subprodutos do petróleo têm sido usados ​​desde a antiguidade como adesivos e agentes impermeabilizantes. Há mais de 2.000 anos, cientistas árabes exploraram maneiras de destilar o petróleo em componentes individuais que poderiam ser usados ​​para fins especializados. À medida que novos usos foram descobertos, a demanda por petróleo aumentou. O querosene foi descoberto em 1853 por Abraham Gesner. Um médico britânico, Gesner desenvolveu um processo para extrair o líquido inflamável do asfalto , uma mistura de petróleo cerosa. O termo querosene é, na verdade, derivado da palavra grega para cera. Às vezes escrito querosene ou querosiene, também é chamado de óleo de carvão por causa de suas origens no asfalto.

O querosene era uma mercadoria importante nos dias anteriores à iluminação elétrica e foi o primeiro material a ser extraído quimicamente em larga escala comercial. O refinamento em massa de querosene e outros produtos petrolíferos começou em 1859, quando o petróleo foi descoberto nos Estados Unidos. Uma indústria inteira evoluiu para desenvolver técnicas de perfuração e purificação de petróleo. O querosene continuou a ser o produto de refinaria mais importante ao longo do final da década de 1890 e início dos anos 1900. Foi superado pela gasolina na década de 1920 com a crescente popularidade do motor de combustão interna. Outros usos foram encontrados para o querosene após o fim das lâmpadas a óleo, e hoje ele é usado principalmente no aquecimento residencial e como aditivo de combustível. No final da década de 1990, a produção anual de querosene havia crescido para aproximadamente 1 bilhão de galões (3,8 bilhões de galões) somente nos Estados Unidos.

Matérias-primas

O querosene é extraído de uma mistura de produtos químicos derivados do petróleo encontrados nas profundezas da terra. Essa mistura consiste em óleo, rochas, água e outros contaminantes em reservatórios subterrâneos feitos de camadas porosas de arenito e rocha carbonática . O próprio óleo é derivado de organismos em decomposição que foram enterrados junto com os sedimentos das primeiras eras geológicas. Ao longo de dezenas de milhões de anos, esse resíduo orgânico foi convertido em petróleo por um par de processos químicos complexos conhecidos como diagênese e catagenese. A diagênese, que ocorre abaixo de 50 °C (122 °F), envolve atividade microbiana e reações químicas como desidratação, condensação, ciclização e polimerização. A catagênese ocorre entre 50 °C e 200 °C (122 °F e 392 °F) e envolve craqueamento termocatalítico, descarboxilação e desproporcionamento de hidrogênio. A combinação dessas reações complexas cria a mistura de hidrocarbonetos conhecida como petróleo.

O
processo de fabricação

Recuperação de petróleo bruto

• 1 O primeiro passo na fabricação de querosene é coletar o petróleo bruto. A maioria dos suprimentos de petróleo está enterrada profundamente sob a terra e há três tipos principais de operações de perfuração usadas para trazê-lo à superfície. Um método, a Perfuração com Ferramentas a Cabo, envolve o uso de um cinzel de martelo pneumático para desalojar rocha e terra para criar um túnel para alcançar depósitos de petróleo que residem logo abaixo da superfície da terra. Um segundo processo, a Perfuração Rotativa, é usado para alcançar reservatórios de petróleo que estão muito mais profundos no subsolo. Este processo requer afundar um tubo de perfuração com uma broca de aço giratória no solo. Esta broca rotativa gira rapidamente para pulverizar terra e rocha. O terceiro processo de perfuração é a Perfuração Off Shore e usa uma grande plataforma oceânica para baixar um poço até o fundo do oceano.
• 2 Quando qualquer um desses processos de perfuração atinge um reservatório subterrâneo, um gêiser entra em erupção, à medida que gases de hidrocarbonetos dissolvidos empurram o petróleo bruto para a superfície. Esses gases forçam cerca de 20% do petróleo para fora do poço. Água é então bombeada para dentro do poço para liberar mais petróleo. Esse processo de descarga recupera cerca de 50% do petróleo enterrado. Adicionando um surfactante à água, ainda mais petróleo pode ser recuperado. No entanto, mesmo com a descarga mais rigorosa, ainda é impossível remover 100% do petróleo retido no subsolo. O petróleo bruto recuperado é bombeado para grandes tanques de armazenamento e transportado para um local de refino.
• 3 Após a coleta do óleo, contaminantes grosseiros, como gases, água e sujeira, são removidos. A dessalinização é uma operação de limpeza que pode ser realizada tanto no campo petrolífero quanto na refinaria. Após a lavagem do óleo, a água é separada do óleo. As propriedades do petróleo bruto são avaliadas para determinar quais produtos petrolíferos podem ser melhor extraídos dele. As principais propriedades de interesse incluem densidade, teor de enxofre e outras propriedades físicas do óleo relacionadas à distribuição de sua cadeia carbônica. Como o petróleo bruto é uma combinação de diversos materiais hidrocarbonetos miscíveis entre si, ele deve ser separado em seus componentes antes de ser transformado em querosene.

Separação

• 4 A destilação é um tipo de processo de separação que envolve o aquecimento do petróleo bruto para separar seus componentes. Nesse processo, o fluxo de petróleo é bombeado para o fundo de uma coluna de destilação, onde é aquecido. Os componentes de hidrocarbonetos mais leves na mistura sobem para o topo da coluna e a maioria das frações de alto ponto de ebulição são deixadas no fundo. No topo da coluna, esses vapores mais leves atingem o condensador, que os resfria e os retorna ao estado líquido. As colunas usadas para separar óleos mais leves são proporcionalmente altas e finas (até 35 m de altura) porque requerem apenas pressão atmosférica. Colunas de destilação altas podem separar misturas de hidrocarbonetos com mais eficiência porque permitem mais tempo para que os compostos de alto ponto de ebulição condensem antes de atingirem o topo da coluna.

  Para separar algumas das frações mais pesadas do petróleo, as colunas de destilação devem ser operadas a aproximadamente um décimo da pressão atmosférica (75 mm Hg). Essas colunas de vácuo são estruturadas para serem muito largas e curtas, ajudando a controlar as flutuações de pressão. Elas podem ter mais de 12 m de diâmetro.

• 5 As frações líquidas condensadas podem ser coletadas separadamente. A fração coletada entre 150 °C e 250 °C (302 °F e 482 °F) é querosene. Em comparação, a gasolina é destilada entre 30 °C e 210 °C (86 °F e 410 °F). Ao reciclar o querosene destilado através da coluna várias vezes, sua pureza pode ser aumentada. Esse processo de reciclagem é conhecido como refluxo.

Purificação

O processo de destilação do querosene.

• 6 Após a destilação do petróleo em suas frações, é necessário um processamento adicional em uma série de reatores químicos para produzir querosene. Reforma catalítica , alquilação, craqueamento catalítico e hidroprocessamento são quatro das principais técnicas de processamento utilizadas na conversão do querosene. Essas reações são usadas para controlar a distribuição da cadeia carbônica, adicionando ou removendo átomos de carbono da cadeia principal de hidrocarbonetos. Esses processos de reação envolvem a transferência da fração de petróleo bruto para um recipiente separado, onde é quimicamente convertida em querosene.
• 7 Após a reação do querosene, é necessária uma extração adicional para remover contaminantes secundários que podem afetar as propriedades de combustão do óleo. Compostos aromáticos , que são estruturas de anéis de carbono, como o benzeno, são uma classe de contaminantes que devem ser removidos. A maioria dos processos de extração é realizada em grandes torres que Maximizar o tempo de contato entre o querosene e o solvente de extração. Os solventes são escolhidos com base na solubilidade das impurezas. Em outras palavras, as impurezas químicas são mais solúveis no solvente do que no querosene. Portanto, à medida que o querosene flui pela torre, as impurezas tendem a ser atraídas para a fase solvente. Uma vez que os contaminantes tenham sido extraídos do querosene, o solvente é removido, deixando o querosene em um estado mais purificado. As seguintes técnicas de extração são usadas para purificar o querosene.

  O processo de extração Udex tornou-se popular nos Estados Unidos durante a década de 1970. Ele utiliza uma classe de produtos químicos conhecidos como glicóis como solventes. Tanto o dietilenoglicol quanto o tetraetilenoglicol são utilizados por terem alta afinidade por compostos aromáticos.

  O processo Sulfolane foi criado pela Shell em 1962 e ainda é usado em muitas unidades de extração 40 anos depois. O solvente usado neste processo é chamado sulfolano, um composto polar forte, mais eficiente do que os sistemas de glicol usados ​​no processo Udex. Possui maior capacidade calorífica e maior estabilidade química. Este processo utiliza um equipamento conhecido como contratante de disco rotativo para ajudar a purificar o querosene.

  O Processo Lurgi Arosolvan utiliza N-metil-2-pirrolidinona misturada com água ou glicol, o que aumenta a seletividade do solvente para contaminantes. Este processo envolve torres de extração de múltiplos estágios com até 6 m de diâmetro e 35 m de altura.

  O processo de dimetilsulfóxido envolve duas etapas de extração separadas que aumentam a seletividade do solvente para os contaminantes aromáticos. Isso permite a extração desses contaminantes em temperaturas mais baixas. Além disso, os produtos químicos utilizados nesse processo são atóxicos e relativamente baratos. Utiliza uma coluna especializada, conhecida como coluna Kuhni, com até 3 m de diâmetro.

  O processo Union Carbide utiliza o solvente tetraetilenoglicol e adiciona uma segunda etapa de extração. É um pouco mais trabalhoso do que outros processos com glicol.

  O processo Formex usa N-formil morfolina e uma pequena porcentagem de água como solvente e é flexível o suficiente para extrair aromáticos de uma variedade de materiais de hidrocarbonetos.

  O processo Redox (Recycle Extract Dual Extraction) é utilizado para querosene destinado ao uso em óleo diesel. Ele melhora a octanagem dos combustíveis por meio da remoção seletiva de contaminantes aromáticos. O querosene de baixo teor aromático produzido por esse processo tem alta demanda para combustível de aviação e outros usos militares.

Processamento final

• 8 Após a extração, o querosene refinado é armazenado em tanques para transporte. Ele é entregue por caminhões-tanque às instalações onde é embalado para uso comercial. O querosene industrial é armazenado em grandes tanques de metal, mas pode ser embalado em pequenas quantidades para uso comercial. Recipientes de metal podem ser usados, pois o querosene não é um gás e não requer recipientes de armazenamento pressurizados. No entanto, sua inflamabilidade exige que seja manuseado como uma substância perigosa.

Controle de qualidade

Os processos de destilação e extração não são totalmente eficientes e algumas etapas do processamento podem precisar ser repetidas para maximizar a produção de querosene. Por exemplo, parte dos hidrocarbonetos não convertidos pode ser separada por destilação adicional e reciclada para outra passagem no conversor. Ao reciclar o resíduo de petróleo ao longo da sequência de reações diversas vezes, a qualidade da produção de querosene pode ser otimizada.

Subprodutos/Resíduos

Parte das frações restantes do petróleo que não podem ser convertidas em querosene pode ser utilizada em outras aplicações, como óleo lubrificante. Além disso, alguns dos contaminantes extraídos durante o processo de purificação podem ser utilizados comercialmente. Entre eles, estão certos compostos aromáticos, como a parafina. As especificações para o querosene e esses outros subprodutos do petróleo são definidas pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) e pelo Instituto Americano de Petróleo (API).

O Futuro

O futuro do querosene depende da descoberta de novas aplicações, bem como do desenvolvimento de novos métodos de produção. Novos usos incluem a crescente demanda militar por querosene de alta qualidade para substituir grande parte de seu óleo diesel por JP-8, um combustível de aviação à base de querosene. A indústria de óleo diesel também está explorando um novo processo que envolve a adição de querosene ao óleo diesel com baixo teor de enxofre para evitar que ele gelifique em climas frios. A aviação comercial pode se beneficiar da redução do risco de explosão de combustível de aviação, criando um novo querosene com baixa nebulização. No setor residencial, espera-se que novos e aprimorados aquecedores a querosene, que oferecem melhor proteção contra incêndio, aumentem a demanda.

Com o aumento da demanda por querosene e seus subprodutos, novos métodos de refino e extração de querosene se tornarão ainda mais importantes. Um novo método, desenvolvido pela ExxonMobil, é uma maneira de baixo custo de extrair parafina normal de alta pureza do querosene. Esse processo utiliza amônia , que absorve os contaminantes de forma muito eficiente. Esse método utiliza tecnologia de adsorção em leito fixo em fase de vapor e produz um alto nível de parafina com pureza superior a 90%.