De acordo com pt.wedoany.com-A produção global de etileno e propileno continua a crescer, impulsionada principalmente pela demanda de polietileno, polipropileno e elastômeros. Simultaneamente, os complexos petroquímicos enfrentam pressões crescentes de custos e descarbonização. A seleção de matérias-primas e a tecnologia de craqueamento tornaram-se os elementos centrais que determinam a competitividade, impactando diretamente o rendimento de olefinas, o equilíbrio de subprodutos, bem como a pegada energética e de carbono da planta.
O etano, proveniente de líquidos de gás natural, é a matéria-prima mais eficiente para a produção dedicada de etileno, podendo atingir rendimentos de etileno de 78%–84% (fração mássica) no craqueamento a vapor, sendo adequado para maximizar a capacidade de polietileno com a menor complexidade operacional. A matéria-prima mais amplamente utilizada globalmente é a nafta leve. Embora o seu rendimento de etileno seja de apenas cerca de 29–34%, oferece flexibilidade de produtos — uma única unidade de craqueamento pode produzir simultaneamente etileno, propileno, butadieno e aromáticos BTX, permitindo a integração a jusante com polietileno, polipropileno, elastômeros de butadieno e várias resinas à base de aromáticos. O gás liquefeito de petróleo (propano e butano) ocupa uma posição intermédia, proveniente tanto da cadeia de gás natural como de processos de refinação, e permite ajustar a proporção etileno/propileno através da modificação das condições do processo. No contexto atual, em que o crescimento da demanda de propileno supera o do etileno, torna-se uma opção estratégica para preencher a lacuna de capacidade de polipropileno sem depender totalmente da desidrogenação de propano. O metano, embora abundante e barato, ainda apresenta rotas tecnológicas complexas para a conversão direta em olefinas (como a reforma a gás de síntese seguida de metanol para olefinas ou o acoplamento oxidativo do metano), sendo difícil competir com o craqueamento a vapor em termos de despesas de capital, despesas operacionais e confiabilidade.
O craqueamento a vapor é um processo intensivo em energia e carbono. Os produtores injetam vapor em fornos tubulares, realizando reações de cisão homolítica por radicais livres a altas temperaturas de 800–860°C, quebrando as ligações C–C de hidrocarbonetos saturados para gerar olefinas leves. O craqueamento de etano tende para complexos especializados de etileno, enquanto o craqueamento de nafta produz propileno, frações C4 (especialmente butadieno) e aromáticos. O etileno abastece as cadeias de polietileno (PEAD, PEBDL) e PVC, o propileno constitui a base do polipropileno e copolímeros, e o butadieno é utilizado em borrachas sintéticas (como SBR, BR).
A indústria está a explorar alternativas de baixo carbono. O craqueamento catalítico de matérias-primas em zeólitos com estrutura ZSM-5 e MFI pode reduzir a temperatura de operação para 500–750°C, diminuindo parte da carga energética e melhorando o controlo da proporção propileno/etileno. No entanto, enfrenta o problema da deposição de coque — o coque forma-se nas paredes dos tubos do forno ou nas superfícies internas e externas dos microporos do catalisador, reduzindo a eficiência da transferência de calor e acelerando a desativação do catalisador, exigindo paragens frequentes para remoção de coque, o que afeta a disponibilidade do equipamento e os custos de manutenção. Os investigadores estão a retardar a formação de coque através do design de materiais com porosidade hierárquica, modificação da acidez e adição de metais promotores, mas ainda são necessários avanços significativos para alcançar uma operação à escala industrial com ciclos de regeneração viáveis. As emissões de carbono do craqueamento a vapor tradicional são de cerca de 1–2 toneladas de CO₂ por tonelada de etileno produzida, dependendo da combinação de combustíveis, eficiência térmica e grau de eletrificação do forno. A indústria está a promover direções como fornos totalmente elétricos (alimentados por energia renovável), integração de recuperação de calor de alta temperatura, reatores de membrana e integração de etapas de desidrogenação.
Uma tendência clara é a adição de unidades de craqueamento catalítico em leito fluidizado nos complexos existentes para aumentar a produção de propileno, evitando o investimento massivo em novas unidades de craqueamento térmico. Esta abordagem é particularmente atrativa em regiões onde a demanda de polipropileno cresce mais rapidamente do que a de polietileno. As rotas baseadas em matérias-primas renováveis (como a desidratação de bioetanol para etileno, biometano para olefinas) estão a dar os primeiros passos a partir da exploração académica, podendo fornecer monómeros com uma pegada de carbono mais baixa e potencialmente integrar-se na cadeia de valor dos plásticos de base biológica. No entanto, existem atualmente desafios de custo, escala e disponibilidade, servindo apenas como complemento ao craqueamento a vapor tradicional a curto prazo. A questão central da próxima década será como equilibrar a flexibilidade de matérias-primas, os objetivos de redução de emissões e a confiabilidade operacional.
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