PETRÓLEO UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

HENRIQUE NUNES FERNANDES

ENGENHARIA DE PETRÓLEO-2014

Conceito

O petróleo (do latim petrus, pedra e oleum, óleo).

É uma mistura de compostos , cujos principais constituintes são os hidrocarbonetos(hidrogênio e carbono). Tendo também, outros constituintes que são compostos contendo elementos químicos como nitrogênio, enxofre, oxigênio (chamados genericamente de compostos NSO), sais de ácidos orgânicos( cloreto de sódio, cloreto de magnésio, cloreto de cálcio) e metais de transição, principalmente níquel e vanádio.

Contexto Histórico Mundial O petróleo era conhecido já na antiguidade, devido a exsudações

e afloramentos frequentes no Oriente Médio; 

No Antigo Testamento, é mencionado diversas vezes;

E estudos arqueológicos demonstram que foi utilizado há quase seis mil anos;

No início da era cristã, os árabes davam ao petróleo fins bélicos e de iluminação;

No início da era cristã, os árabes davam ao petróleo fins bélicos e de iluminação;

Os Maias, Incas e outras civilizações já tinham conhecimento do petróleo o utilizavam para diversos fins;

Os pré-colombianos utilizavam para decorar e impermeabilizar seus potes e cerâmicas;

Os registros da históricos da utilização do petróleo remontam a 4000 a.C. Os povos da Mesopotâmia, do Egito, da Pérsia e da Judéia já utilizavam o betume para pavimentação de estradas, calafetação de grandes construções, aquecimento e iluminação de casas, lubrificação e até como laxativo;

Em agosto de 1859 o norte-americano Edwin Laurentine Drake, perfurou o primeiro poço para a procura do petróleo (a uma profundidade de 21m), na Pensilvânia;

Avanço do aparato tecnológico(perfuração rotativa é substituída pelo método de percussão).

Contexto Histórico Brasileiro A história do Petróleo no Brasil começa em 1858, quando o

Marquês de Olinda assina o decreto nº2666 concedendo a José Barros Pimentel o direito de extrair mineral betuminoso;

O primeiro poço em busca de encontrar petróleo foi perfurado no ano no ano de 1897, em Bofete no estado de São Paulo;

Em 1938, a discussão sobre o uso e a exploração dos recursos do subsolo brasileiro viabilizou a criação do CNP - Conselho Nacional do Petróleo;

No ano de 1941, o governo brasileiro anunciou o estabelecimento do campo de exploração petrolífera de Candeias, Bahia;

Em 1953, a oficialização do monopólio estatal sobre a atividade petrolífera e a criação da empresa estatal “Petróleo Brasileiro S.A.”, mais conhecida como Petrobras

No ano de 1968, a Petrobras passou a desenvolver um projeto de extração, iniciando a exploração de petróleo em águas profundas;

Em 1997, durante o governo do presidente Fernando Henrique Cardoso, uma lei aprovou a extinção do monopólio estatal sobre a exploração petrolífera e permitiu que empresas do setor privado também pudessem competir na atividade;

Em 2003, a descoberta de outras bacias estabeleceu um novo período da atividade petrolífera no Brasil;

No ano de 2007, o governo brasileiro anunciou a descoberta de um novo campo de exploração petrolífera na chamada camada pré-sal.

Estados Físicos e Químicos O petróleo cru, extraído dos poços, apresentam-se sob forma

gasosa(gás natural (GNV)), líquida(viscosa), ou sólida(betume), tendo também, variações de cores, apresentando-se por incolor, preto, marrom, amarelo-palha, verde escuro.

A composição elementar do petróleo varia pouco, com ilustrado na tabela.

Composição elementar média do petróleo segundo Speight

Elemento % em peso

Carbono(C) 83,0 a 87,0

Hidrogênio(H) 10,0 a 14,0

Enxofre(S) 0,05 a 6,0

Nitrogênio(N) 0,1 a 2,0

Oxigênio(O) 0,05 a 1,5

Metais(transição) Até 0,3

Hidrocarbonetos

Alifáticos

Cadeias Fechadas ou Cíclica

Cicloalcanos ou Alicíclicos Cicloalcenos

Cadeia Aberta

Alcanos ou Parafinas

Alcinos

Alcenos ou Olefinas

Aromáticos

Mononucleares Polinucleares

NOME

Prefixo Intermediário Sufixo

Número de Carbono Saturação da Cadeia Função Orgânica Grupo Funcional

1-MET

2-ET

3-PROP

4-BUT

5-PENT

6-HEX

7-HEPT

8-OCT

9-NON

10-DEC

Saturada ANInsaturada

1 dupla

2 dupla

3 dupla

1 tripla

2 tripla3 tripla

1 dupla e 1 tripla

EN

DIENTRIE

N

INDIINTRIIN

ENIN

HIDROCARBONETOO

ÁLCOOLOL

ALDEÍDO AL

CETONAONA

ÁCIDO CARBOXILICOOICO

Cx Hy

R — OH

Alcanos ou Hidrocarbonetos Parafínicos

De fórmula geral CnH2n-2, os alcanos hidrocarbonetos saturados (com ligações simples entre carbono), de cadeia normal (reta) ou ramificada, e conhecidos na indústria do petróleo pelo nome de hidrocarbonetos parafínicos. Os nomes dos alcanos são formados por um prefixo( que específica o número de carbono) e do sufixo “ano”. No petróleo encontram-se hidrocarbonetos como isoalcanos e isoparafinas.

Etano-C₂H₆ Isopentano-C₅H₁₂

Alcenos ou Hidrocarbonetos Olefínicos

De fórmula geral CnH2n, os nomes dos alcenos são formados por um prefixo( que específica o número de carbono) e do sufixo “eno”. São hidrocarbonetos insaturados que possuem uma ou mais duplas ligações entre átomos de carbono, presentes no petróleo apenas em teores muito baixos, pois a dupla ligação lhes confere alta instabilidade. No entanto, as olefinas aparecem nos derivados durante o refino, em alguns deles é comum se encontrar duplas ligações, quando então, são chamados diolefinas ou dienos, e triolefinas.

Eteno-C2H4 Propadieno-C3H4

Cicloalcanos ou Hidrocarbonetos Naftênicos

Os cicloalcanos são hidrocarbonetos também saturados e de cadeia fechada, fórmula geral CnH2n, conhecidos na indústria do petróleo pelo nome de naftênicos. Podem apresentar radicais parafínicos normais ou ramificados ligados ao anel ou outro hidrocarboneto cíclico. A nomenclatura usa-se “ciclo”.

Hidrocarbonetos Aromáticos Os hidrocarbonetos aromáticos, são constituídos por ligações

duplas e simples e que se alteram em um anel de 6 átomos carbono, podendo possuir um ou mais de anéis benzênicos, com ou sem ramificação lateral., devido ao seu odor, todos os compostos que contêm o anel benzeno são conhecidos com hidrocarbonetos aromáticos. Tal como nos naftênicos, podem ocorrer presença de aromáticos formados por mais de anel benzênico, que pode estar isolados, conjugados ou condensados. Podem também, ocorrer compostos mistos, isto é, que apresentam núcleo aromático e radial naftênico, ou núcleo naftênico e radical aromático. O composto mais simples é o benzeno(possui estabilidade).

Não-Hidrocarbonetos

Compostos Sulfurados;

Compostos Nitrogenados;

Compostos Oxigenados;

Compostos Metálicos;

Resinas e Asfaltenos.

Compostos Sulfurados

O enxofre é o terceiro elemento mais abundante encontrado em todos os tipos de petróleo, e sua concentração média é de 0,65% em peso, com uma faixa apresentando valores entre 0,02 e 4,00%. O enxofre ocorre no petróleo nas formas de sulfetos, polissulfetos, benzotiofenos e derivados, moléculas policíclicas com nitrogênio e oxigênio, gás sulfídrico, dissulfeto de carbono, sulfeto de carbonila e enxofre elementar(muito raro).

Tiofeno Benzotiofeno Dibenzotiofeno Etanotiol

Compostos Nitrogenados Os contêm em média 0,17% em peso de nitrogênio, com maior

concentração nas frações pesadas. Os compostos nitrogenados apresentam-se quase que em sua totalidade na forma orgânica e são termicamente estáveis. Aparecem nas formas de pirinas, quinolinas, pirróis, indóis, porfirinas, e compostos policíclicos com enxofre, oxigênio e metais.

Os compostos nitrogenados aumentam a capacidade do óleo de reter água em emulsão. Durante o refino tornam instáveis os produtos finais, propiciando a formação de gomas e alterando a coloração de serem também responsáveis pela contaminação dos catalisadores.

Piridina Pirrol

Compostos Oxigenados

Tal como os nitrogenados, aparecem no petróleo de uma forma mais ou menos complexa, são estas:

Ácidas: ácidos carboxílicos, fenóis, e cresóis;

Não ácidas: ésteres, aminas, cetonas, e benzofuranos.

De um modo geral, eles tendem a se concentrar nas frações mais pesadas e são responsáveis pela acidez e coloração (ácidos naftênicos), odor(fenóis), formação de gomas e corrosividade das frações do petróleo.

Compostos Metálicos

Apresentam-se de duas formas: “Sais Inorgânicos”(Na,Ca,Mg,etc) que não faz parte do petróleo, mas se encontram dissolvidos ou dispersos na água emulsionada, e são removidos por processo de dissalgação, e também os “Organometálicos” que tendem a se concentrar nas frações mais pesadas, estando presente, principalmente, nas estruturas dos asfaltenos e das resinas.

A presença de metais é, em geral, maior nos petróleos com maiores teores de asfaltenos, devido à sua maior ocorrência nessas estruturas, causando envenenamento os catalisadores. Os metais que ocorrem normalmente são: Fe, Zn, Cu, Pb, As, Hg, Ni e Vi.

Resinas e Asfaltenos Resinas e asfaltenos são moléculas grandes, com alta relação

carbono/hidrogênio e presença de enxofre, nitrogênio e oxigênio(6,9% a 7,3%). A estrutura básica das moléculas de resinas e asfaltenos possuem semelhanças, ricas em heteroátomos, e constituída de 3 a 10 ou mais anéis, geralmente aromáticos tendo ramificações laterais parafínicas e condensadas ligações a anéis naftênicos.

A diferença é que os asfaltenos não estão dissolvidos no petróleo e sim dispersos na forma coloidal, e as resinas, ao contrário, são facilmente solúveis. Asfaltenos puros são sólidos escuros e não voláteis; e as resinas puras, além de serem líquidos pesados ou sólidos pastosos, são tão voláteis como um hidrocarboneto de mesmo tamanho. As resinas de alto peso molecular são avermelhadas, enquanto que as mais leves são menos coloridas.

Classificação do Petróleo

Classe Parafínica(75% ou mais de parafinas);

Classe Parafínico-Naftênica(50-70% parafinas,>20% de naftênicos;

Classe Naftênica(>70% de naftênicos);

Classe Aromática Intermediária(>50% de hidrocarbonetos a aromáticos);

Classe Aromático-Naftênica(>35% de naftênicos);

Classe Aromático-Asfáltica(>35% de asfaltenos e resinas).

Tipos de Petróleo

Petróleo Brent; Petróleo Light; Petróleo Parafínico; Petróleo Naftênico; Petróleo Aromático.

Referências

Fundamentos De Engenharia de Petróleo/José Eduardo Thomas, organizador-2.ed. Rio de Janeiro: Interciênia : PETROBRAS, 2004;

Processamento de Petróleo e Gás/organizadores: Nilo Indio do Brasil, Maria Adelina dos Santos, Elisabeth Cristina Molina de Sousa-Rio de Janeiro: LTC-2011;

http://www.brasilescola.com/brasil/historia-do-petroleo-no-brasil.htm;

http://www.suapesquisa.com/historia/historia_petroleo.htm;