Petroleo 2014 I

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Hidrocarbonetos, petroleo e combustão

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Colgio Militar de Juiz de Fora

Colgio Militar de Juiz de Fora

3o Ano do Ensino Mdio - 2014Qumica Orgnica Cap QCO Ftima

Assunto: Hidrocarbonetos, Petrleo e Combusto

Fontes de Energia

As fontes de energia podem ser classificadas em primrias e secundrias, renovveis e no-renovveis.

As fontes primrias so aquelas cujos combustveis so substncias naturais, como o petrleo, o carvo mineral, o gs natural e a lenha. As fontes secundrias so aquelas que trabalham com combustveis derivados de outros combustveis, como o leo diesel e a gasolina (derivados do petrleo).

As fontes renovveis so aquelas que tm seus combustveis inesgotveis ou que suas reposies so realizadas em curto prazo. O sol uma fonte de energia renovvel porque considerada inesgotvel. A lenha, o bagao de cana e o lcool so fontes renovveis para as usinas termeltricas porque so produzidos e repostos em curto prazo. Os lagos so fontes renovveis porque a gua rapidamente reposta pelas chuvas. As fontes no-renovveis so aquelas que tm seus combustveis renovados em sculos ou milnios, como o petrleo e o gs natural.

A gerao de energia eltrica a partir de derivados de petrleo ocorre por meio da queima desses combustveis em caldeiras, turbinas e motores de combusto interna.

No caso do Brasil, onde historicamente a gerao de energia eltrica predominantemente hdrica (mais de 90% atualmente), a gerao trmica, particularmente com derivados de petrleo, muito pouco expressiva no mbito nacional. Contudo, tem desempenhado um papel importante no atendimento da demanda de pico do sistema eltrico e, principalmente, no suprimento de energia eltrica a municpios e comunidades no atendidos pelo sistema interligado.

Alm da importncia absoluta no setor de transportes, o petrleo ainda o principal responsvel pela gerao de energia eltrica em diversos pases do mundo. Apesar da expanso recente da energia hdrica e da diversificao das fontes de gerao de energia eltrica, o petrleo ainda responsvel por aproximadamente 10% de toda a eletricidade gerada no mundo.

Sendo a principal matria-prima energtica e industrial do planeta, uma riqueza distribuda de forma desigual entre os pases e um recurso no-renovvel, o petrleo se tornou provavelmente a mais importante substncia negociada entre pases e corporaes. E desde o sculo XX, tem sido um fator poltico importante e causador de crises entre governos, levando explcita ou, na maior parte dos casos, implicitamente a guerras, massacres e extermnios.

PETRLEO

O "leo da pedra" ou melhor, o petrleo (do latim petroleum, petrus, pedra e oleum, leo), no sentido de leo bruto, uma substncia oleosa, inflamvel, geralmente menos densa que a gua (densidade mdia 0,8), com cheiro caracterstico e colorao que pode variar desde o incolor ou castanho claro at o preto, passando por verde e marrom (castanho).

A origem do petrleo tem provocado, h muitos anos, diversas discusses. Segundo os gelogos, ao longo de milhares de anos, restos de animais e vegetais mortos, principalmente microfauna (plnctons) e microflora, depositaram-se no fundo de lagos e mares. Com o passar do tempo, outras camadas foram se depositando sobre esses restos de animais e vegetais. A ao de bactrias, do calor e da presso, causados por esse empilhamento de novas camadas rochosas, transformou aquela matria orgnica em petrleo. Na maior parte das vezes, junto desse recurso mineral, encontram-se associados a gua e o gs natural (metano e etano).

OU

A hiptese mais aceita leva em conta que, com o aumento da temperatura, as molculas do querognio comeariam a ser quebradas, gerando compostos orgnicos lquidos e gasosos, num processo denominado catagnese. Para se ter uma acumulao de petrleo seria necessrio que, aps o processo de gerao e expulso, ocorresse a migrao do leo e/ou gs atravs das camadas de rochas adjacentes e porosas, at encontrar uma rocha selante e uma estrutura geolgica que detenha seu caminho, sobre a qual ocorrer a acumulao do leo e/ou gs em uma rocha porosa chamada rocha reservatrio.

O Petrleo no encontrado em qualquer lugar, mas apenas onde ocorreu acumulao de material orgnico, formando as chamadas bacias sedimentares.

Estima-se que as jazidas petrolferas mais novas tm menos de dois milhes de anos, enquanto as mais antigas esto em reservatrios com cerca de 500 milhes de anos.

Ao contrrio do que muita gente acredita, numa jazida, o petrleo, normalmente, no se encontra sob a forma de bolses ou lenis subterrneos, mas nos poros ou fraturas das rochas, o que pode ser comparado imagem de uma esponja encharcada de gua.

As reas em azul representam os poros - espaos vazios entre os gros de minerais que so preenchidos por petrleo.

Chamamos de migrao o caminho que o petrleo faz do ponto onde foi gerado (rocha geradora) at onde ser acumulado (rocha reservatrio). Devido a alta presso e temperatura, os hidrocarbonetos so expelidos das rochas geradoras, e migram para as rochas adjacentes. A partir da migrao que o petrleo ter chances de se acumular em um reservatrio e formar reservas de interesse econmico.

A migrao ocorre em dois estgios:

Migrao primria: movimentao dos hidrocarbonetos do interior das rochas fontes (rochas geradoras) e para fora destas;

Migrao secundria: o deslocamento do petrleo entre a rocha geradora e a trapa.

A prxima etapa a acumulao. Devidos a falhas estruturais no subsolo, ou ento devido a variaes nas propriedades fsicas das rochas, o processo de migrao interrompido e os hidrocarbonetos vo se acumulando nas rochas reservatrios.

As rochas reservatrios devem ser porosas e permeveis, pois o petrleo pode ser encontrado nos espaos existentes nestas rochas, e ele s poder ser extrado se a rocha for permevel. A rocha, ou conjunto de rochas que dever ser capaz de aprisionar o petrleo aps sua formao, evitando que ele escape para a superfcie, so as armadilhas, trapas, alapes ou rochas selantes.

Nesses depsitos naturais, o gs fica retido nas partes mais altas e o leo nas partes mais baixas. As rochas-reservatrios podem estar localizadas prximas superfcie ou em profundidades maiores que cinco mil metros.

ROCHA CAPEADORA, SELANTE - uma camada de rocha impermevel sobreposta ao reservatrio de petrleo ou gs que impede a migrao dos fluidos.

Algumas vezes, o petrleo aparece em pequenas quantidades na superfcie da terra. Isso acontece quando, gerado nas profundezas do subsolo, no encontra, pelo seu caminho, um reservatrio devidamente protegido, onde possa se acumular.Essas exsudaes, ou vazamentos, explicam a razo pela qual alguns povos antigos j conheciam calafetar embarcaes, impermeabilizao, pintura e cermica ou seja, utilizavam o petrleo em sua forma natural, 4.000 anos antes de Cristo.

Fatores condicionantes da ocorrncia de petrleo em bacias sedimentares:

A existncia de uma bacia sedimentar indispensvel para o processo de formao do petrleo.

A formao de uma acumulao de petrleo em uma bacia sedimentar requer a associao de uma srie de fatores:

(a) a existncia de rochas ricas em matria orgnica, denominadas de rochas geradoras;

(b) as rochas geradoras devem ser submetidas s condies adequadas (tempo, presso e temperatura) para a gerao do petrleo;

(c) a existncia de uma rocha com porosidade e permeabilidade necessrias acumulao e produo do petrleo, denominada de rochas reservatrio;

(d) a presena de condies favorveis migrao do petrleo da rocha geradora at a rocha reservatrio;

(e) a existncia de uma rocha impermevel que retenha o petrleo, denominada de rocha selante ou capeadora; e

(f) um arranjo geomtrico das rochas reservatrio e selante que favorea a acumulao de um volume significativo de petrleo.

Uma acumulao comercial de petrleo o resultado de uma associao adequada destes fatores no tempo e no espao. A ausncia de apenas um desses fatores inviabiliza a formao de uma jazida petrolfera.

Composio

O petrleo fundamentalmente formado por hidrocarbonetos. Tambm pode conter quantidades pequenas de nitrognio, oxignio, compostos de enxofre e ons metlicos, principalmente de nquel e vandio. Esta categoria inclui petrleos leves, mdios e pesados.

De acordo com a predominncia dos hidrocarbonetos encontrados no leo cru, o petrleo classificado em:

Parafnicos: Quando existe predominncia de hidrocarbonetos parafnicos (cadeias retilneas com ligaes simples). O petrleo brasileiro tm sido predominantemente, de base parafnica. * Possuem cadeias retilneas.

* Frmula geral: CnH2n+2 (n um nmero inteiro, geralmente de 1 a 20)

Este tipo de petrleo produz subprodutos com as seguintes propriedades:

* Gasolina de baixo ndice de octanagem.

* 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.

Naftnicos: Quando existe predominncia de hidrocarbonetos naftnicos (cadeias fechadas com ligaes simples). * Possuem cadeias em forma de anel.

* Frmula geral: CnH2n (n um nmero inteiro, geralmente de 1 a 20)

O petrleo do tipo naftnico produz subprodutos com as seguintes propriedades principais:

* Gasolina de alto ndice de octonagem.

* leos lubrificantes de baixo resduo de carbono.

* Resduos asflticos na refinao.

Mistos: Quando possuem misturas de hidrocarbonetos parafnicos e naftnicos, com propriedades intermedirias, de acordo com maior ou menor percentagem de hidrocarbonetos parafnicos e neftnicos.

Aromticos: Quando existe predominncia de hidrocarbonetos aromticos. Este tipo de petrleo raro, produzindo solventes de excelente qualidade e gasolina de alto ndice de octonage