O USO DE ZEÓLITAS NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO

Zeólitas são minerais, mais especificamente aluminossilicatos hidratados. Esse mineral foi descoberto em 1756 pelo geólogo suíço Axel Cronstedt (1722-1765) e significa “a pedra que ferve”, pois, ao ser aquecido, esse mineral tem comportamento semelhante ao observado quando fervemos um copo com água. Estes minerais são constituídos, basicamente, por oxigênio, alumínio, silício e metais alcalinos ou alcalinos-terrosos (como sódio, potássio e magnésio) e, ainda, moléculas de água encontradas em seus espaços intercristalinos, que dependem do diâmetro dos poros.

Hoje são conhecidas aproximadamente 40 tipos de zeólitas naturais formadas em regiões vulcânicas e rochas sedimentares. As zeólitas artificiais vem sendo sintetizadas desde a década de 40 de acordo com a sua finalidade e hoje existem cerca de 150 tipos, dentre eles, as mais conhecidas são: zeólita A utilizada em sabão para lavar roupas, as zeólitas X e Y são utilizadas para quebras catalíticas e a ZSM-5 que é utilizada na indústria de petróleo.

(a) Zeólita natural Mor e (b) Zeólita sintética ZSM – 5

As zeólitas possuem estrutura cristalina e estável, elevado ponto de ebulição (acima de 1000ºC), insolúveis em água ou solventes inorgânicos, possui microporos (cerca de 5 Å de diâmetro), elevada superfície interna, significativa capacidade de adsorção e seletividade iônica. De origem sintética ou natural, seu estudo desperta interesse pela capacidade de purificar os processos, adequando-os às normas e exigências ambientais e sem elevação significativa de custo. Estes minerais possuem as mais diversas aplicações devido a sua elevada porosidade, sendo conhecida como “peneiras moleculares”, que permite a transferência de massa através de seus espaços intercristalinos.

Representação da separação e seletividade da zeólita

O uso das zeólitas vem sendo feito desde os anos 70 em diversos setores. A indústria do petróleo representa a aplicação mais importante desse tipo de material sintético, onde são utilizadas como catalisadores heterogêneos em diversos processos.

Na indústria petrolífera, o uso de zeólitas específicas pode limitar em 0,05% o nível de enxofre do diesel, adequando desta maneira, os produtos às normas ecológicas. As zeólitas podem ser utilizadas como alternativa à degradação térmica para a reciclagem de derivados do petróleo.

Refinaria de petróleo

A demanda de derivados do petróleo como gasolina e o gás liquefeito (GLP) é maior, muitas vezes, que a quantidade obtida através da destilação atmosférica à pressão reduzida da matéria prima em questão. Para driblar esse impasse catalisadores específicos podem ser utilizados, sendo considerado um avanço e inovação industrial. Contudo a zeólita como catalisador deve possuir características bem definidas (razão Silício/Alumínio, diâmetro dos poros e densidade da rede) e cada tipo deste mineral apresenta propriedades seletivas particulares.

Este grupo de catalisadores se destaca devido ao seu potencial ácido, que é superior ao do ácido sulfúrico concentrado e se encontra no interior da zeólita facilitando, assim, o seu manuseio e eleva seu poder de quebra de moléculas.

Atualmente, aproximadamente 80% dos processos químicos no mundo utilizam alguma etapa catalítica. No Brasil, o consumo anual de zeólitas pelas refinarias de petróleo é de cerca de 28 mil toneladas. Apesar de a utilização desses catalisadores heterogêneos gerar resíduos sólidos, já existem formas de reaproveitamento como, por exemplo, a fabricação de clínquer pelas cimenteiras.

Fonte: Aplicações ambientais de zeólitas na indústria do petróleo, Filtro de zeólita, Importância das zeólitas na indústria do petróleo e no craqueamento em leito fluidizado (fcc), Zeolites, Zeólitos.