Explique a importância do hidrotratamento no processo de refinamento de derivados do petróleo e como é possível produzir hidrogênio através do processo de “Reforma a vapor”, apresentando a equação de síntese.

Passo 1

O enunciado pede para explicar a importância do hidrotratamento no refino de derivados de petróleo e descrever como se produz hidrogênio pelo processo de reforma a vapor, incluindo a equação de síntese. Vamos usar conceitos de catálise em hidrotratamento (remoção de impurezas e saturação de ligações insaturadas) e de termodinâmica e cinética da reforma a vapor de hidrocarbonetos leves.

Passo 2

No hidrotratamento, mistura-se o corte de petróleo (nafta, gasóleo etc.) com hidrogênioê em altas pressões ( 30 200,bar) e temperaturas ( 300 450^circC) sobre catalisadores como sulfeto de molibdênio promovido por níquel ou cobalto suportado em alumina. O objetivo é:
– Desulfurar pela reação
RSR' + H2 ;longrightarrow; RH + R'H + H2S
– Desnitrificar pela reação
RNR' + H2 ;longrightarrow; RH + R'H + NH3
– Saturar olefinas e aromáticos, melhorando estabilidade, índice de cetano ou octanagem, e reduzindo emissões de SOx e NOx.

Passo 3

Para alimentar o hidrotratamento com H2, produz-se hidrogênio principalmente por reforma a vapor do gás natural (metano) ou de frações leves de nafta. Esse processo ocorre em reator tubular, temperatura elevada ( 700 900circC), baixas pressões e catalisador de níquel.

Passo 4

A reação principal de reforma a vapor é endotérmica e pode ser escrita em bloco como:
CH4 + H2O ;longrightarrow; CO + 3,H2
Em seguida costuma-se aplicar a reação de “water–gas shift” para converter monóxido de carbono em dióxido de carbono e gerar H2:
CO + H2O ;longrightarrow; CO2 + H2

Resposta

O hidrotratamento é essencial para remover enxofre, nitrogênio e metais, além de saturar ligações insaturadas, melhorando a qualidade e reduzindo poluentes dos derivados de petróleo. O hidrogênio usado nesse processo é produzido por reforma a vapor do metano, cuja reação de síntese é
CH4 + H2O ;longrightarrow; CO + 3,H2

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