A historia do petrleo e do gs natural

Introduo ao estudo do petrleo e do gs natural

MSc. Ana Cristina Flix Vieira Dias

Petrum = pedraOleum = leoUtilizao do petrleo vem de pocas bem remotas. O petrleo era conhecido por diversos nomes, entre eles: betume, azeite, asfalto, lama, mmia, leo de rocha, alcatro, resina, leo de So Quirino. A Bblia cita lagos de asfalto, usado como impermeabilizante, para acender fogueiras e nos altares.

O petrleo e sua origem

Nabucodonosor pavimentava estradas com betume na Babilnia. Romanos deram-lhe fins blicos, como comburente em lanas incendirias, no que foram imitados pelos rabes.No Egito, esse leo teve grande importncia na iluminao noturna, na impermeabilizao das moradias, na construo das pirmides e at mesmo no embalsamamento de mmias, fins medicinais, na calefao de canais e em rituais. O petrleo era conhecido desde essa poca, quando aflorava naturalmente na superfcie.

O petrleo e sua origem

Ainda na Bblia, Deus mandara No calafetar com pez sua arca, tanto por dentro como por fora (Gnese, 6-14). Os sumrios e assrios usavam-no para tratar doenas de pele. Entre os incas recebeu um nome que significava "goma da terra", e este povo chegou a destilar o petrleo.

O petrleo e sua origem

Alexandre, O Grande ficou maravilhado com o fogo que emanava de forma inextinguvel do petrleo na regio de Kirkuk (atual regio do Iraque), onde atualmente h uma crescente produo petrolfera.Milnios antes de Cristo, o petrleo era transportado, vendido e procurado como til e precioso produto comercial.O petrleo e sua origem

Os gregos consideravam o mineral como estratgico, e tinham reservas para seu uso. Quando os romanos adotaram a tcnica de uso blico do leo natural, batizaram inicialmente, dado seu mau odor, de stercus diaboli, antes de chamarem-no leo de pedra.No entanto, foi apenas no sculo XIX, nos EUA, que o petrleo teve seu marco na indstria moderna. Isso graas iniciativa do americano Edwin L. Drake, que, aps varias tentativas de perfurao, encontrou petrleo.

O petrleo e sua origem

CARACTERSTICAS ORGANOLPTICAS:O petrleo um lquido oleoso, que pode ter cores que variam do negro ao mbar.

sua formao considerada de origem orgnica, embora haja uma teoria que sugere que ele tenha uma origem inorgnica.O petrleo e sua origem

Sua constituio qumica basicamente uma mistura complexas de Hidrocarbonetos, e em menor quantidade, compostos de enxofre, nitrognio e oxignio, alm dos metais Nquel e Vandio.Estes ltimos so ditos contaminantes por interferirem na qualidade do petrleo.DEFINIO

Os contaminantes mais comuns do petrleo so os compostos orgnicos sulfurados, oxigenados, organometlicos, compostos orgnicos nitrogenados alm de gua, CO2 , sais minerais, e etc.Tais contaminantes podem trazer efeitos prejudiciais aos equipamentos, aos catalisadores e qualidade final do produto. Alm disso, podem existir limites legais quanto ao contedo de impurezas, como por exemplo, o enxofre.

Contaminantes do Petrleo

Contaminantes do Petrleo

FPSO FLOATING PRODUCTION STORAGE OFFLOADING (Unidade Flutuante de Armazenamento e Transferncia)

FPSO FLOATING PRODUCTION STORAGE OFFLOADING UNIDADE FLUTUANTE DE ARMAZENAMENTO E TRANSFERENCIA.10

Contaminantes do Petrleo

A separao do petrleo acontece em torres de destilao fracionada e seus componentes no podem ser separados de forma pura. O petrleo normalmente separado em fraes de acordo com a faixa de ebulio dos compostos. Destilao

Gs liquefeito de petrleo (GLP) - consiste de uma frao composta por propano e butano, sendo armazenado em botijes e utilizado como gs de cozinha.

Hidrocarbonetos Principais alcanos

Gasolina - um dos produtos de maior importncia do petrleo, sendo um lquido inflamvel e voltil. Consiste de uma mistura de ismeros de hidrocarbonetos de C5 a C9, obtida primeiramente por destilao e por outros processos nas refinarias. Hoje em dia, com a finalidade de baratear e aumentar a octanagem da gasolina, so adicionados outros produtos no derivados de petrleo gasolina, como, por exemplo, o metanol e o etanol.A introduo da gasolina na aviao teve incio junto com o 14 Bis (Santos Dumont) no qual se utilizava um motor de carro.Hidrocarbonetos Principais alcanos

Querosene - o querosene uma frao intermediria entre a gasolina e o leo diesel. Esse derivado obtido da destilao fracionada do petrleo in natura, com ponto de ebulio variando de 150 C a 300 C. O querosene no mais o principal produto de utilizao industrial, mas largamente utilizado como combustvel de turbinas de avio a jato, tendo ainda aplicaes como solvente. Tem como caracterstica produzir queima isenta de odor e fumaa.Hidrocarbonetos Principais alcanos

leo diesel - um combustvel empregado em motores diesel. um lquido mais viscoso que a gasolina, possuindo fluorescncia azul. Sua caracterstica primordial a viscosidade, considerando que, atravs dessa propriedade, garantida a lubrificao. comum a presena de compostos de enxofre no leo diesel, cuja combusto d origem a xido e cidos corrosivos e nocivos aos seres vivos, que geram a chuva cida. O despertar da conscincia de preservao do meio ambiente est induzindo os refinadores a instalar processos de hidrodessulfurao para reduzir o teor de enxofre.Hidrocarbonetos Principais alcanos

Parafinas - so um produto comercial verstil, de aplicao industrial bastante ampla, como, por exemplo: - impermeabilizante de papis, gomas de mascar, explosivos, lpis, revestimentos internos de barris, revestimentos de pneus e mangueiras, entre outras.Uma curiosidade, a que ns comemos petrleo, por exemplo, no chocolate brasileiro, j que a parafina misturada ao chocolate para dar mais consistncia, impedindo que este derreta.Hidrocarbonetos Principais alcanos

Os alcenos normalmente esto ausentes do petrleo cru ou presentes em quantidades muito pequenas, porm se formam durante o craqueamento cataltico das fraes mais pesadas visando obteno de fraes mais leves, como o caso tpico da produo de gasolina (molculas com cerca de oito carbonos) a partir do leo (cerca de dezesseis carbonos).Etileno (eteno) uma das substncias orgnicas mais importantes para as indstrias qumicas e obtido do petrleo principalmente como sub-produto do craqueamento cataltico e de outros procedimentos envolvendo o processamento petroqumico.Hidrocarbonetos Principais alcenos

Ele ocorre em pequena quantidade na natureza, sendo liberado por certas plantas e atuando como hormnio vegetal responsvel, entre outras coisas, pelo amadurecimento dos frutos.Fruticultores se aproveitam dessa propriedade do etileno. Eles podem apanhar frutos ainda verdes, transport-los sem que haja perda aprecivel e forar a maturao submetendo-os a um ambiente contendo gs.

Principais alcenosETENO/ ETILENO

O etino conhecido trivialmente por acetileno e possui largas aplicaes. Pode ser utilizado como combustvel nos chamados maaricos de oxi-acetileno, uma vez que sua chama extremamente quente (3.000C) esses maaricos destinam-se a soldar ferragens ou cortar chapas metlicas. O acetileno no deve ser armazenado puro sob presso, pois pode explodir quando comprimido. Costuma ser guardado em tambores, dissolvido em acetona, sendo esse mtodo de estocagem mais seguro.Sob o ponto de vista industrial, o acetileno constitui uma das mais importantes matrias-primas. A partir dele pode-se obter uma infinidade de outros compostos usados para fabricar plsticos, tintas, adesivos, fibras txteis, etc.Hidrocarbonetos Principais alcinos

O buta-1,3-dieno, conhecido simplesmente pelo apelido de butadieno uma importante matria-prima industrial, tambm obtida a partir do petrleo. Sua principal aplicao na fabricao da borracha sinttica.Obs.: a borracha natural, que obtida a partir da rvore da seringueira, isopreno (2-metil-buta-1,3-eno). Essa mesma substncia produzida por muitos outros vegetais e utilizada na sntese de muitas outras substncias, como a vitamina E, o licopeno (vermelho de pimentes e tomates) e o betacaroteno (a cor laranja de cenouras). Hidrocarboneto Principais alcadienos

Corresponde aos hidrocarbonetos saturados de cadeia cclica. Alguns de seus representantes mais expressivos para a indstria qumica so ciclo-pentano, ciclo-hexano, metil-ciclo-hexano e os metil-ciclo-pentanos.Srie Naftnica ou dos ciclanos

Tolueno o nome trivial do metil-benzeno, um lquido incolor, que pode ser obtido a partir do carvo mineral ou por meio da desidrogenao cataltica (com catalisador) do metil-ciclo-hexano, proveniente do petrleo.Xilenos Apesar de serem encontrados na natureza, atualmente so considerados derivados do petrleo. So utilizados no preparo de lmina para microscopia. Sua principal utilizao, no entanto, como solvente e matria-prima na indstria qumica.Hidrocarbonetos Principais aromticos

LEVE > 30 MODERADO 22 > 30 API PESADO < 22 EXTRA-PESADO < 10

CLASSE PARAFNICASCLASSE PARAFNICA-NAFTNICACLASSE NAFTNICACLASSE AROMATICACLASSE AROMTICA INTERMEDIRIACLASSE AROMTICA-NAFTNICACLASSE AROMTICA-ASFLTICAA classificao do Petrleo

Grau API ( Api) que significa American Petroleum InstituteForma de expressar a densidade relativa de um leo ou derivado. A escala API, medida em graus, varia inversamente densidade relativa, isto , quanto maior a densidade relativa, menor o grau API. O grau API maior quando o petrleo mais leve. Petrleos com grau API maior que 30 so considerados leves; entre 22 e 30 graus API, so mdios; abaixo de 22 graus API, so pesados; com grau API igual ou inferior a 10, so petrleos extra-pesados. Quanto maior o grau API, maior o valor do petrleo no mercado.

A classificao do Petrleo

A idade geolgica: as rochas antigas tendem a ter maior graduao (maior API). Embora as rochas tercirias podem ter graduao de at 40API.Profundidade do reservatrio: quanto maior a profundidade, maior a graduao.Tectonismo: altas graduaes so comuns em regies com muitas tenses nas camadas geolgicas.Alguns fatores que podem afetar o API dos leos:

Salinidade: os reservatrios de origem marinha tendem a ter maiores graduaes do que os de origem de ambientes com gua salobra ou fresca.Teor de enxofre: este teor alto em leos de baixa graduao.Alguns fatores que podem afetar o API dos leos

Com grande ndice de Alcanos.Classe dos leos leves, fluidos ou de alto ponto de fluidez, com densidade inferior a 0,85.Comum no petrleo do nordeste do Brasil;Querosene de alta qualidade;leo diesel com boas caractersticas de combusto;leos lubrificantes de alto ndice de viscosidade, elevada estabilidade qumica e alto ponto de fluidez.Resduos de refinao com elevada percentagem de parafina.

Classe Parafnica (75% ou mais de parafinas)

Apresentam densidade e viscosidade maiores do que os parafnicos, mas ainda so moderados. O petrleo produzido na Bacia de Campos, no Rio de Janeiro Brasil, desse tipo.A bacia de Campos a maior provncia petrolfera do Brasil, responsvel por 83% a 85% da produo petrolfera.

Classe Parafnico-Naftnico (50-70% parafinas, >20% de naftnicos)

Nesta classe enquadra-se um nmero muito pequeno de leos;Estes apresentam baixo teor de enxofre;Pertencem a esta classe alguns leos da Amrica do Sul, da Rssia e do Mar do Norte (Dinamarca, Noruega, Sucia, Blgica norte da Europa).

Classe Naftnica (>70% de naftnicos)

O petrleo desse tipo produz subprodutos com as seguintes propriedades:Gasolina com alto ndice de octanagem;leos lubrificantes de baixo resduo de carbono;Resduos asflticos na refinao.Possuem cadeias em forma de anel.

Classe Naftnica (>70% de naftnicos)

Compreende leos frequentemente pesados, contendo de 10 a 30% de asfaltenos e resinas e teor de enxofre acima de 1%, e geralmente uma densidade maior que 0,85.Alguns leos do Oriente Mdio (Arbia Saudita, Catar, Kuwait, Iraque, Sria e Turquia), frica Ocidental, Venezuela, Califrnia e Mediterrneo (Siclia, Espanha e Grcia) so desta classe.Classe aromtica intermediria (>50% de HC a aromticos)

leos deste grupo sofreram processo inicial de biodegradao, no qual foram removidas as parafinas. Eles so derivados dos leos parafnicos e parafnico-naftnicos, podendo ter mais de 25% de asfaltenos e resinas.Teor de enxofre entre 0,4 e 1%.Alguns leos da frica Ocidental so deste tipo.

Classe aromtico-naftnica (>35% de naftnicos)

Esses leos so oriundos de um processo de biodegradao avanada em que ocorreria a reunio de monocicloalcenos e oxidao.Podem tambm nela se enquadrar alguns poucos leos verdadeiramente aromticos no degradados da Venezuela e frica Ocidental. Entretanto compreende principalmente leos pesados e viscosos, resultantes da alterao dos leos aromticos intermedirios. Nesta classe h os leos do Canad Ocidental , Venezuela e sul da Frana.Classe Aromtico-asfltica (>35% de asfaltenos e resinas)

FORMAO DO PETROLEOEra Cenozica

H duas teorias sobre a formao do Petrleo:1 Teoria: Inorgnica = O petrleo teria surgido junto com a Terra por alguma falha ou armazenamento de carbono em exagero.2 Teoria: Orgnica = O petrleo teria origem orgnica, surgindo atravs das transformaes qumicas ocorridas em compostos orgnicos, oriundos de seres vivos.FORMAO DO PETRLEO

A primeira teoria perdeu fora depois de descobrirem que o petrleo surgiu na Era Cenozica (a cerca de 400 milhes de anos),enquanto que a Terra tem cerca de 4,5 bilhes de anos.A teoria mais aceita hoje, portanto, a teoria orgnica que sugere que o petrleo seja feito a partir dos restos orgnicos de seres vivos.FORMAO DO PETRLEO

O petrleo tem origem a partir da matria orgnica depositada junto com os sedimentos. A matria orgnica marinha basicamente originada de microorganismos e algas que formam o fitoplncton e no pode sofrer processos de oxidao.

FORMAO DO PETRLEO

A necessidade de condies no oxidantes pressupe de deposio formado de sedimentos de baixa permeabilidade, inibidor da ao da gua circulante em interior.Para a formao do petrleo so necessrias condies como matria orgnica, a preservao dessa matria da ao de bactrias aerbicas, esse material no deve ser movimentado por longos perodos e alm da decomposio anaerbica deve sofrer ao de temperatura e presso.

FORMAO DO PETRLEO

A interao dos fatores matria orgnica, sedimentos e condies fsico-qumicas apropriadas fundamental para o incio da cadeia de processos que leva formao do petrleo.No entanto, para a sua formao necessrio ainda que as bacias sedimentares tenham sido formadas em condies muito especficas. Normalmente so reas em que sucesses espessas de sedimentos marinhos foram soterrados grandes profundidades.

FORMAO DO PETRLEO

A matria orgnica proveniente de vegetais superiores tambm pode dar origem ao Petrleo, todavia sua preservao torna-se mais difcil em funo do meio oxidante em que vivem.O tipo de hidrocarboneto gerado, leo ou gs, determinado pela constituio da matria orgnica original e pela intensidade do processo trmico atuante sobre ela.FORMAO DO PETRLEO

Diagnese:Na faixa de temperatura mais baixa, at 65C predomina a atividade bacteriana que promove a reorganizao celular e transforma a matria orgnica em querognio. Etapas da formao do Petrleo

O incremento da temperatura, at 165C determinante da quebra das molculas de querognio e resulta na gerao de hidrocarbonetos lquidos e gs.O craqueamento a quebra das molculas maiores tornando-as menores.Catagnese

A continuao do processo, avanando at 210C, propicia a quebra das molculas de hidrocarbonetos lquidos e sua transformao em gs leve Metagnese.

Metagnese

Ultrapassando esta fase, a continuao do incremento de temperatura leva degradao do hidrocarboneto formado, deixando com remanescente grafite, gs carbnico e algum resduo de gs metano. Metamorfismo

Dos trs tipos de querognio j identificados cada qual produz diferentes compostos durante a maturao, com respectivas variaes em C/H ou C/ O. A formao de petrleo e gs natural no depende apenas da composio de matria orgnica original, mas tambm do aumento de temperatura, isto , do gradiente geotrmico.Metamorfismo

Para se ter uma acumulao do petrleo, necessrio que aps o processo de produo ocorra a migrao e que esta tenha o caminho interrompido pela existncia de algum tipo de armadilha geolgica. O Petrleo gerado em uma rocha dita fonte ou geradora, e se desloca para outra, onde se acumula, dita reservatrio.As formas de migraes tem vrias explicaes que fogem do objetivo do nosso curso.Migrao do Petrleo

O Petrleo, aps ser gerado e ter migrado, eventualmente acumulado em uma rocha que chamada Reservatrio.Esta rocha pode ter qualquer origem ou natureza, mas para se constituir um reservatrio deve apresentar espaos vazios em seu interior (porosidade) e que estes espaos estejam interconectados.Rocha Reservatrio

Atendida as condies de gerao, migrao e reservatrio, para que se d a acumulao do petrleo, existe a necessidade de que alguma barreira se interponha em seu caminho. Essa barreira produzida pela Rocha Selante, cuja sua caracterstica principal sua baixa permeabilidade.Alm da impermeabilidade, a rocha selante deve ser dotada de plasticidade, caracterstica que a capacita a manter sua condio selante mesmo aps submetida a grandes esforos de deforma-la.Rocha Selante

Duas classe so selantes por excelncia: os folhelhos e os evaporitos (o sal gema NaCl).Sua eficincia depende de sua espessura e de sua extenso.Rocha Selante

FolhelhoEvaporito

A HISTORIA DO PETROLEO

Como j vimos anteriormente, o petrleo utilizado desde tempos imemoriveis, graas as exsudaes espontneas que ora ou outra surgiam. Apesar da tcnica de perfurao de poos profundos ser dominada desde 200 anos a.C., o objetivo exploratrio era sempre gua potvel e no petrleo.A Histria do Petrleo

Durante o sculo XVIII j eram cavados poos a profundidades de at 50 metros que buscavam o petrleo.A vantagem desse procedimento era que o petrleo assim produzido era mais leve do que o aflorante naturalmente, ou seja, com os constituintes mais volteis ainda presentes.No entanto a construo desses poos era uma tarefa extremamente arriscada devido presena de gases altamente inflamveis.A Histria do Petrleo

No incio do sculo XIX, as primeiras destilarias foram construdas, visando a separao dos constituintes do petrleo.Na mesma poca era desenvolvido o lampio a querosene, que produzia uma chama muito mais brilhante e com muito menos fumaa do que os que utilizavam leo de baleia. A histria do Petrleo Lampio a querosene

A Era do Petrleo e seus derivados (Indstria Qumica e Petroqumica), s comeou mesmo no sculo XIX, quando o Coronel Drake, em 27 de agosto de 1859, encontrou petrleo a cerca de 20 m de profundidade, aps meses de perfurao, no oeste da Pensilvnia, EUA, utilizando uma mquina perfuratriz para a construo do poo.A histria do Petrleo

A famosa imagem: Edwin Drake [d] e Peter Wilson [e] em frente casa de mquinas do primeiro poo - que marcou o incio da indstria do petrleo, 1866.Pensilvnia

Perfuratriz modernaVer slides sobre Cel Drake.

Sua descoberta causou tanta sensao na poca que em apenas um ano, 15 refinarias foram instaladas na regio.Na verdade, nessa poca, os primeiros exploradores de petrleo foram pessoas ou empresas ligadas ao ramo da minerao, que estavam acostumadas ao ciclo da indstria mineral (ouro ou carvo).A histria do Petrleo

Embora com experincia no setor mineral, os antigos mineiros aprenderam que a explorao do petrleo era completamente diferente.Devido ao seu estado lquido, aps a perfurao normalmente ocorre a surgncia natural, o que torna difcil e extremamente oneroso tanto seu armazenamento para regular o fluxo do mercado, como seu transporte por grandes distncias. A histria do Petrleo

Alm disso, em apenas cinco anos surgiram 543 companhias de perfurao e extrao do petrleo, o que fez que diversos desses primeiros exploradores falissem e o preo do petrleo casse tremendamente.O preo do barril do petrleo (159L) caiu de cerca de US$ 20 em 1860 para US$ 0,10 em apenas dois anos. A histria do Petrleo

No entanto, a grande revoluo da indstria do petrleo ocorreu com a inveno dos motores de combusto interna e a produo de automveis em grande escala (por Henri Ford) que deram a gasolina uma utilidade mais nobre do que a simples queima ou descarte nos rios (prtica comum no sculo XIX). vdeosA histria do Petrleo

OPEP - Organizao dos Pases Exportadores de Petrleo

Petrleo: Um tema para o ensino da Qumica Revista Qumica Nova n 15, maio de 2002 15 Ediohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Betume. acessado em 13/05/2011cursos.unisanta.br/engpetroleo/.../dessalga_desidrata_petroleo.pdf - acesso em 13/05/11http://www.aga.com.br/international/web/lg/br/likelgbr.nsf/docbyalias/ind_refineries - acesso em 13/05/11http://www.clickmacae.com.br/Petroleo/?sec=53 acesso em 20/05/2011.http://www.geologiadopetroleo.com.br/bacias-sedimentares/ acesso em 27/05/2011http://froidsdageografia.blogspot.com/2009/10/origem-do-petroleo.html acesso em 27/05/2011

Referncias

http://blog.planalto.gov.br/o-petroleo-no-brasil/ - 02/06/2011Decifrando a Terra/organizao Wilson Teixeira... [et.al]. So Paulo: Companhia Editora Nacional, 2008. 3 Reimpresso. Pg.475 cap.22

Referncias

http://nelsonlirarochas7.yolasite.com/quimiogenicas.php (evaporitos) - 01/06/2011http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/sedimentares/folhelho.html (folhelhos) 01/06/2011http://oglobo.globo.com/blogs/petroleo/posts/2007/10/05/visitando-coronel-drake-titusville-pensilvania-76144.asp 04/06/2011Crditos das imagens

Fazer uma pesquisa sobre a Era Cenozoica, caractersticas do perodo, seres vivos comuns, etc. Vale trazer vdeo da youtube.Era Cenozoica