Química Aplicada

QAP0001

Licenciatura em Química

Profa. Dra. Carla Dalmolin

carla.dalmolin@udesc.br

carla.dalmolin@gmail.com

Petróleo

Petróleo

Formação do Petróleo

Rocha geradora

Rocha reservatório

Armadilhas

Acúmulo de matéria orgânica

Óleo e gás

Petróleo

Milhões de anos

Camadas sedimentares

Pressão / calor

Mistura de hidrocarbonetos

Querogênio: produto final da decomposição

de lipídeos, proteínas e carboidratos, formado

apenas por C e H

Aerofotogrametria

Levantamento topográfico aéreo

Traçado um esboço do mapa geológico do local

Etapa sísmica

Ultrassonografia do subsolo

Indica que uma área possui condições de ter

acumulado petróleo, mas não garante sua

existência

Sonda de perfuração

Retirada de material do subsolo, examinado pelos

geólogos

Cerca de 80% dos poços pioneiros não são

aproveitáveis

Perfuração de Poços

Perfuração de Poços

Avaliação / Testes de longa duração (TLD)

Testes que visam determinar se o poço contém óleo em quantidade comercial e estimar a vazão diária

Perfuração dos Poços de Extensão

Poços delimitadores para estimar as dimensões da jazida

Perfuração dos Poços de Desenvolvimento

Produção de petróleo

Passa pelas fases:

Completação: é inserida uma tubulação de aço no poço e recoberta com cimento

Canhoneio: são realizadas perfurações no aço e no cimento, abrindo furos nas zonas portadoras de petróleo, permitindo seu escoamento

Na boca do poço é instalado um conjunto de válvulas conhecido como “Árvore de Natal”

Perfuração de Poços

Perfuração de Poços

Bombeamento

Árvore de Natal Cavalo de Pau

Extração de Petróleo

Com o passar do tempo, é necessário o uso de estímulos externos para a

extração

Recuperação secundária: injeção de água ou gás

Dependendo do tipo de petróleo, da profundidade e do tipo da rocha

reservatório, pode-se ainda injetar CO2, NaOH, polímeros, etc.

Petróleo

Água ÓleoSeparadores

Purificação

Gás Natural

Refinaria

Gás

NaturalGLP: Gás Liquefeito de Petróleo

Reservas de Petróleo

* U.S. Energy Information Administration (2007)

Produção de Petróleo

* U.S. Energy Information Administration (2007)

Consumo de Petróleo

* U.S. Energy Information Administration (2006)

Classificação do Petróleo

De acordo com as características geológicas de onde é extraído, o petróleo

bruto pode variar quanto à composição química

Classifica-se o petróleo quanto ao grau de densidade API (American

Petroleum Institute), oAPI

5,1315,141

API0 densidade

*Densidade específica em relação à água

Exemplos

Asfalto 11 0API

Óleo bruto

pesado

18 0API

Óleo bruto leve 36 0API

Nafta 50 0API

Gasolina 60 0API

Petróleos leves: acima de 30 0API

(densidade < 0,72 g/cm3)

Petróleos médios: entre 21 e 30 0API

Petróleos pesados: abaixo de 21oAPI

(densidade > 0,92 g/cm3)

Classificação do Petróleo

Quanto ao teor de enxofre

Petróleos doces: teor de enxofre < 0,5% em massa

Petróleos ácidos: teor de enxofre > 0,5% em massa

Razão entre os componentes químicos: classificado pelo tipo do

hidrocarboneto predominante na sua composição

Parafínicos: predominânica de hidrocarbonetos saturados de cadeia

aberta

Naftênicos: cadeias saturadas e cíclicas

Aromáticos: contém o núcleo benzênico

Oleofínicos: cadeias insaturadas com ligações duplas

Acetilênicos: cadeias lineares com ligações triplas

Refino

Refino

(Destilação Fracionada)

Refino

Petróleo Bruto

(Hidrocarbonetos + contaminantes)

Refino

Processos que envolvem a

separação dos hidrocarbonetos e

seu processamento para finalidades

industriais

Separação: sem alteração da

constituição química dos componentes

•Destilação fracionada

•Extração por solventes (desasfaltação

e desparafinação)

Transformação: conversão de

produtos de pouco valor em produtos

rentáveis

•Craqueamento

•Alquilação

•Polimerização

•Reforma catalítica

Acabamento: remoção de impurezas

(processos físicos ou químicos)

Destilação

Craqueamento

Quebra de moléculas longas e pesadas de hidrocarbonetos, transformando-os em

moléculas menores e leves.

Térmico: exige altas temperaturas e pressões (pouco utilizado)

Catalítico

Coqueamento Retardado

“Craqueamento” em condições mais severas

Produção de coque a partir dos resíduo dos processos de refino

Óleo bruto reduzido, resíduo de vácuo, óleo decantado, alcatrão de

craqueamento

Aplicação de condições severas de pressão e temperatura

Processos Auxiliares

Objetivo de fornecer insumos para uma operação ou tratar os rejeitos de

outros processos

Unidade de Geração de Hidrogênio (UGH)

Reforma com vapor d’água (steam reforming): os hidrocarbonetos são

rearranjados na presença de vapor e catalisadores, produzindo CO e H2

Mais H2 é gerado posteriormente através da reação do CO com excesso de

vapor (o CO2 produzido é absorvido em MEA)

Unidade de Recuperação de Enxofre (URE)

Oxidação parcial do H2S através do Processo Clauss, produzindo enxofre

elementar:

222

Hm

nnCOOnHHC mn

222 HCOOHCO

OHSSOSH

OHSOOSH

222

2222

232

2

3