Destilação e transformação: o que acontece no refino
Diesel não sai da terra assim. Ele é o resultado de um processo de separação térmica chamado destilação fracionada, seguido por uma série de conversões catalíticas que ajustam as propriedades do combustível. O petróleo bruto entra na unidade de destilação atmosférica aquecido a cerca de 350 a 400 graus Celsius. Dentro da torre, diferentes frações se separam conforme o ponto de ebulição. O diesel fica numa faixa que varia grossamente entre 200°C e 370°C. Esse corte bruto não é diretamente comercializável como diesel de motor. Ele precisa ser afinado.
Como o diesel é obtido nos dias atuais
O processo moderno envolve basicamente três etapas. Primeiro, a destilação atmosférica separa as frações. Depois, o hidrotratamento remove contaminantes como enxofre, nitrogênio e metais pesados usando hidrogênio sob alta pressão e temperatura em presença de catalisadores à base de cobalto-molibdênio ou níquel-molibdênio. O enxofre é o principal vilão aqui. Diesel S10 tem no máximo 10 partes por milhão de enxofre no Brasil. Diesel S500 chega a 500 ppm. A diferença entre esses dois níveis é enorme tanto para o motor quanto para o sistema de pós-tratamento. A parte que a maioria das pessoas não entende é que o corte bruto de destilação ainda deixa muito a desejar. O hidrocraqueamento entra aí. Ele quebra moléculas maiores e mais pesadas em moléculas menores dentro da faixa do diesel. Isso aumenta o rendimento, mas consome bastante hidrogênio. Uma refinaria que opera hidrocraqueador precisa de uma unidade de geração de hidrogênio integrada. Sem isso, o processo simplesmente não funciona. O custo energético é alto. A margem de lucro depende do preço do petróleo versus o preço do diesel vendido. Não é simples.
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Me deparei uma vez com um problema operacional em que o catalisador de hidrotratamento estava sofrendo desativação acelerada devido a uma carga com teor anômalo de vanádio e níquel. O metal depositava no catalisador e bloqueava os sítios ativos. A queda de pressão na coluna aumentava e a qualidade do diesel caía porque o enxofre não estava sendo removido corretamente. O workaround foi reduzir a carga fração mais pesada e contaminante, trocar o catalisador por um mais tolerante a metais e ajustar a razão hidrogênio/hidrocarboneto para compensar. Levou cerca de três semanas para estabilizar a unidade completamente. Se você não monitora o índice de saturação de olefinas e o teor de metais na carga, essa situação aparece de surpresa. Outro detalhe que pouca gente considera é a origem da matéria-prima. Diesel de petróleo convencional e diesel de fontes não convencionais, como betume e areias betuminosas, passam por processos diferentes. O processamento de betume exige hidrocraqueamento pesado ou coqueamento retardado combinados com hidrodessulfuração intensiva. O diesel obtido dessa via tem custo energético significativamente maior. No Canadá e no Venezuela isso é realidade diária. No Brasil, a maior parte do diesel vem do petróleo da camada pré-sal, que tem baixa teor de enxofre natural. Isso simplifica o refino, mas não elimina a necessidade de hidrotratamento. O pré-sal ainda exige tratamento para atingir especificações rigorosas.
Tem também a questão do índice de cetano. Destilação sozinha não garante um bom índice. Moléculas ramificadas e aromáticas diminuem a qualidade de ignição. O hidrocraqueamento melhora isso porque converte aromáticos em cicloalcanos e parafinas. Aditivos antioxidantes e depuradores de fuligem entram na etapa final de blending. O diesel que sai da refinaria é uma mistura controlada de correntes processadas, não um produto uniforme de uma única unidade. Se você precisa de dados operacionais concretos, uma refinaria típica brasileira como a de Manaus ou a de Paulínia opera com unidades de destilação, hidrotratamento, alquilação, FCC e às vezes hidrocraqueador. O rendimento de diesel na cadeia completa gira em torno de 25 a 35% do petróleo bruto processado, dependendo da configuração e da demanda do mercado. Isso significa que cerca de um terço do volume que entra na porta da refinaria se transforma em diesel. O resto vira gasolina, nafta,GLP, óleo combustível e produtos petroquímicos.
