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O refino do petróleo constitui-se da série de beneficiamentos pelos quais passa o mineral bruto, para obtenção de produtos determinados. Refinar petróleo é, portanto, separar as frações desejadas, processá-las e industrializá-las, transformando-as em produtos vendáveis.
O objetivo inicial das operações na refinaria consiste em conhecer a composição do petróleo a destilar, pois são variáveis a constituição e o aspecto do petróleo bruto, segundo a formação geológica do terreno de onde é extraído. Há tipos leves e claros como a gasolina, outros marrons, amarelos, verdes; alguns pretos e outros, ainda, verde-escuros.
Petróleos ácidos ou acres são os que possuem composto de enxofre em alta percentagem, tendo cheiro peculiar; já os tipos doces contam com baixo teor de enxofre. Segundo certos autores, os chamados petróleos ácidos contêm gás sulfídrico em concentração acima de 380 mililitros por 100 litros, sendo perigosamente tóxicos. Já os óleos doces não contêm gás sulfídrico.
Na refinaria, o petróleo é recolhido aos tanques de armazenamento após ser transportado por via marítima ou terrestre e depois de ter percorrido, às vezes, milhares de quilômetros. Compete aos laboratórios a avaliação do petróleo a ser destilado, bem como a indicação da possibilidade de obtenção dos derivados. Diversas são as refinarias, no entanto, com unidades de processamento projetadas para refinar uma espécie definida de petróleo. Assim, muitas vezes, acentuada variação de viscosidade ou maior ou menor teor parafínico poderão acarretar distúrbios no funcionamento dessas unidades e mesmo posterior paralisação.