Constituintes do Petróleo

Aula 4

Hidrocarbonetos alifáticos

Tipos de decomposição térmica de alcanos:

1. De-hidrogenação2. Isomerização3. Craqueamento ou pirólise4. Aromatização

Hidrocarbonetos alifáticos1. De-hidrogenação

Hidrocarbonetos alifáticos

Hidrocarbonetos alifáticos

2. Isomerização: consiste em um reordenamento da estrutura das moléculas dos hidrocarbonetos, tornando os alcanos de cadeia normal em ramificados.

CH3-CH2-CH2-CH3 CH3-CH-CH3 Butano l CH3 Metilpropano

Hidrocarbonetos alifáticos

3. Craqueamento - Trata-se de Pirólise de hidrocarboneto, de massa molecular alta,em ausência de ar, originando hidrocarbonetos de menor massa molecular.

Hidrocarbonetos alifáticos Craqueamento térmico, onde a

temperatura atinge cerca de 500 oC a uma pressão de 9,5 atm.

Hidrocarbonetos alifáticos Craqueamento catalítico, que ocorre na

presença de um catalisador (zeólita e alumina), a uma menor pressão e temperatura de cerca de 260 oC a 430 oC.

Hidrocarbonetos alifáticos A desvantagem do craqueamento

térmico é o alto consumo de energia, necessária para se atingirem temperaturas elevadas, aliado aos produtos obtidos, como o gás combustível e o coque.

Hidrocarbonetos alifáticos Por outro lado, o craqueamento

catalítico é mais vantajoso, já que o catalisador diminui a quantidade de energia necessária para a quebra dessas ligações estáveis, e apresenta um maior rendimento em GLP, nafta leve e gasolina de alta octanagem, sendo o método mais utilizado nas refinarias.

Hidrocarbonetos alifáticos Dos insaturados , predominam os

alcenos (ou olefinas), de fórmula geral, (CnH2n). Estes compostos apresentam maior reatividade devido a presença de insaturação.

O nome olefina provém do fato do gás etileno produzir,por ação do cloro, uma substância oleosa.

Hidrocarbonetos alifáticos Para se quebrar a ligação pi, é

necessário uma energia de aproximadamente 63 kcal, enquanto que para se quebrar a sigma , a energia necessária é da ordem de 83 kcal.

Dão, geralmente, reações de adição ( hidrogenação, halogenação, reações com hidrácidos

Olefinas: Não são encontradas no petróleo bruto;

sua origem vem de processos físico-químicos realizados durante o refino, como o craqueamento e de-hidrogenação. Possuem características e propriedades

diferentes dos hidrocarbonetos saturados.

Hidrocarbonetos alicíclicos Entre estes, os ciclanos, também

chamados de naftênicos( compõem a nafta),são os mais evidenciados.

Entre eles, têm maior destaque : 1,1-dimetilciclopentano, 1,3-dimetilciclopentano,

etilciclohexano e 1,2,4- trimetilciclohexano.

As estruturas naftênicas que predominam no petróleo são os derivados do ciclopentano e do ciclohexano.

São pouco reativos. Têm sua estabilidade justificada pela

teoria das tensões de Bayer.

Os cortes de petróleo referentes à nafta apresentam uma pequena proporção de compostos aromáticos de baixa massa molecular (benzeno, tolueno e xileno).

Os derivados intermediários (querosene e gasóleo) contêm compostos aromáticos com ramificações de cadeias parafínicas substituintes.

Hidrocarbonetos aromáticos

Também chamados de arenos. São estáveis e esta estabilidade é

justificada pela Teoria da Ressonância.

Todos os petróleos contêm os mesmos HCs, em quantidades diferentes;

A quantidade relativa de cada grupo de HC varia muito para cada tipo de petróleo;

Não hidrocarbonetos

Compostos Sulfurados (como mercaptanas, sulfetos e tiofenos )

Mercaptanas são tioálcoois. São produzidas naturalmente pela

ação de bactérias anaeróbicas sobre proteínas que contenham enxofre. Por isso, em parte, o odor das carcaças em putrefação ou o odor característico de gases intestinais após uma dieta carnívora farta.

Estrutura da mercaptana mais simples( a única gasosa). O átomo de enxofre é o de maior tamanho, sendo o ponto de maior vulnerabilidade da molécula.Aquelas com dois a quatro átomos de carbono, são líquidas e as demais , sólidas.Todas apresentam odor característico.

Um dos componentes do odor do café é uma mercaptana. Trata-se da furfuril

mercaptana (2-furano metanotiol):

Qual a fórmula estrutural plana desse composto?

Trata-se de um líquido mais denso do que a água (1,13), baixo ponto de fulgor (45ºC), tóxico (em altas concentrações) e inflamável.

Ponto de fulgor: é a menor temperatura na qual um líquido, combustível ou inflamável ,desprende vapores em quantidade suficiente para que a mistura vapor-ar, logo acima de sua superfície, propague uma chama a partir de uma fonte de ignição.

Os vapores liberados a essa

temperatura não são, no entanto, suficientes para dar continuidade à combustão. A pressão atmosférica influi diretamente nesta determinação.

Temperatura de ignição: é a temperatura mínima na qual o produto irá queimar sem que uma chama ou faísca esteja presente. É algumas vezes chamada de T (Temperatura) de auto-ignição.

Taxa de queima: é a taxa (em

milímetros/min), na qual a profundidade de uma poça do produto líquido, diminui enquanto ele queima.

Taxa de evaporação (éter=1): foi determinada tomando-se como referência a taxa de evaporação do éter etílico, cujo valor é igual a 1.

Quanto maior o número

apresentado, menor é a taxa de evaporação. Por exemplo: o benzeno tem uma taxa de evaporação igual a 2,8; isto significa que ele leva 2,8 vezes mais tempo para evaporar que o éter etílico.

NFPA (National Fire Protection

Association):é o sistema recomendado para a identificação de perigos de fogo em materiais.

Prevê informação de advertência básica para o combate ao fogo em plantas industriais e estocagem.

Esta classificação tem como parâmetros os itens: perigo à saúde, inflamabilidade e instabilidade, avaliados do grau 0 (zero) a 4(quatro).

As mercaptanas, especialmente

as de baixa massa molecular, são solúveis em meios alcalinos, quando manifestam seu caráter ácido (Brönsted-Lowry).

Dissolvidas em meio alcalino, a

volatilidade das mesmas diminui de forma bastante significativa, reduzindo em muito, o odor característico das mesmas sobre a superfície de soluções básicas.

Aproveitando-se do característico e intenso odor das mercaptanas, mesmo em baixas concentrações, um dos usos desta classe de compostos é na aditivação do gás de cozinha,

para que vazamentos sejam prontamente percebidos.

PROTEÍNAS As proteínas são macromoléculas contendo um número elevado de aminoácidos. O organismo não utiliza as

proteínas da dieta diretamente, e sim apenas os aminoácidos que as constituem.

Proteínas fibrosas Proteínas globulares

Estrutura em hélice Estrutura quase esférica

Estrutura protéica

Aminoácidos : são ácidos orgânicos que encerram em sua molécula um ou mais grupamento Amino. 

Existem vinte aminoácidos

diferentes na natureza,dos quais dois apresentam também enxofre na sua estrutura . 

Os vegetais têm a capacidade de sintetizar os vinte aminoácidos necessários para a produção de suas proteínas, já as células animais não sintetizam todos eles, sendo que alguns devem ser ingeridos com o alimento. 

Assim, os aminoácidos podem ser classificados em dois tipos:  

-Essenciais - aqueles que não podem ser sintetizados pelos animais.  

-Não essenciais - aqueles que podem ser sintetizados pelos animais.