O que é que o catalisador faz no cracking?
Quais são os produtos do cracking catalítico?
O cracking catalítico é um dos processos de refinação do petróleo, ou seja, é o processo pelo qual os óleos pesados são craqueados na presença de calor e catalisadores e transformados em gás craqueado, gasolina, gasóleo, entre outros. Processo de craqueamento de óleos pesados sob a ação do calor e de catalisadores para os transformar em gás de craqueamento, gasolina, gasóleo, etc. As principais reacções são a decomposição, a isomerização, a transferência de hidrogénio, a aromatização, a condensação e a coqueificação. Em comparação com o craqueamento térmico, tem um rendimento mais elevado de óleo leve, um valor de octano mais elevado da gasolina, uma melhor estabilidade do gasóleo e produz gás liquefeito rico em olefinas como subproduto.
O cracking é o processo de quebra dos hidrocarbonetos de cadeia longa nos produtos de fracionamento do petróleo (incluindo o GPL) em hidrocarbonetos de cadeia curta, como o etileno e o propileno, a uma temperatura superior à do cracking (700°C a 800°C, por vezes até 1000°C ou mais) no processo de produção petroquímica. O craqueamento é uma forma mais aprofundada de craqueamento. O processo químico de craqueamento do petróleo é complexo e o gás de craqueamento resultante é uma mistura complexa de componentes, incluindo propileno, isobuteno, metano, etano, butano, alcinos, sulfureto de hidrogénio e óxidos de carbono, para além do produto principal, o etileno. O gás de craqueamento pode ser purificado e separado para obter a pureza necessária de etileno, propileno e outras matérias-primas químicas orgânicas de base. Atualmente, o craqueamento do petróleo tornou-se o principal método de produção de etileno. Na refinação do petróleo, os processos de craqueamento catalítico, de craqueamento térmico e de coqueificação produzem gases que contêm propileno, sendo o processo de craqueamento catalítico o que produz mais propileno.
Catalisador utilizado no cracking catalítico fluido
Um catalisador é geralmente uma substância que aumenta a velocidade de uma reação sem alterar a energia livre de Gibbs padrão total da reação e pode também ser expresso como uma substância que aumenta a velocidade de uma reação química numa reação química sem alterar o equilíbrio químico, e cuja própria qualidade e propriedades químicas não se alteram antes ou depois da reação química. De acordo com as estatísticas, os catalisadores são utilizados em cerca de 90% de processos industriais, tais como a química, a petroquímica, a bioquímica e a proteção do ambiente.
Os catalisadores de cracking catalítico em meio fluido foram desenvolvidos em duas categorias principais: catalisadores de silicato de alumínio não qualificado e catalisadores de microesferas de crivo molecular de zeólito. Os catalisadores de microesferas de crivo molecular de zeólito podem ser divididos, de acordo com as matérias-primas e o processo de fabrico, em catalisadores de argila totalmente branca com cristalização parcial da matriz de argila branca em zeólito (ou seja, cristalização in situ), e catalisadores de zeólito totalmente sintéticos e catalisadores de zeólito semi-sintéticos preparados separadamente a partir de zeólito e matriz.
Os catalisadores de cracking catalítico fluido são constituídos principalmente por uma matriz e uma parte ativa (peneira molecular), por vezes com a ajuda de um ligante. Os catalisadores atualmente utilizados no craqueamento catalítico são constituídos por um crivo molecular, uma matriz (também designada por "stretcher") e um ligante.
A matriz constitui a maior parte do catalisador e o teor de zeólito varia consoante a espécie de catalisador, variando geralmente entre 10 e 40%, sendo que um teor elevado de zeólito é normalmente mais caro de fabricar.
O que é que o catalisador faz no cracking?
Um catalisador é uma substância química que pode alterar a velocidade de reação de uma reação química sem alterar a posição de equilíbrio termodinâmico da reação química e que não é ela própria significativamente consumida na reação química.
1. Acelera o ritmo das reacções químicas e aumenta a capacidade de produção.
2. Os catalisadores apenas aceleram a reação de equilíbrio, mas não podem alterar a posição de equilíbrio da reação.
3. Os catalisadores são selectivos para as reacções, quando a reação tem mais do que uma direção diferente, o catalisador apenas acelera uma delas, promovendo a taxa de reação e a seletividade é unificada.
4. A vida de um catalisador. O catalisador pode alterar a velocidade da reação química por si só, mas não entra na reação, idealmente, o catalisador não é alterado pela reação. No processo de reação real, o catalisador é sujeito a calor e ação química durante um longo período de tempo e também sofre alterações físico-químicas.
5. Para reacções complexas, pode ser escolhido para acelerar a velocidade da reação primária, inibir a reação secundária e aumentar o rendimento do produto alvo.
6. Melhorar as condições de funcionamento, reduzir as necessidades de equipamento e melhorar as condições de produção.
7. Desenvolver novos processos de reação, alargar a utilização de matérias-primas e simplificar o percurso do processo de produção.
8. Eliminar a poluição e proteger o ambiente.
Os catalisadores têm um papel importante na produção química, e a maior parte da produção química envolve catalisadores. Por exemplo, no processo de refinação do petróleo, são utilizados catalisadores de alta eficiência para produzir gasolina, parafina, etc.; no tratamento dos gases de escape dos automóveis, atribuído à utilização de catalisadores para promover a conversão de gases nocivos; a indústria cervejeira e a indústria farmacêutica são utilizadas como catalisadores para enzimas, certas preparações enzimáticas são também medicamentos valiosos.
