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
em altas pressões (
–
,bar) e temperaturas (
–
) sobre catalisadores como sulfeto de molibdênio promovido por níquel ou cobalto suportado em alumina. O objetivo é:
– Desulfurar pela reação
– Desulfurar pela reação
– Desnitrificar pela reação
– Saturar olefinas e aromáticos, melhorando estabilidade, índice de cetano ou octanagem, e reduzindo emissões de
e
.
Passo 3
Para alimentar o hidrotratamento com
, 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 (
–
C), baixas pressões e catalisador de níquel.
Passo 4
A reação principal de reforma a vapor é endotérmica e pode ser escrita em bloco como:
Em seguida costuma-se aplicar a reação de “water–gas shift” para converter monóxido de carbono em dióxido de carbono e gerar
:
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