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Maria do Carmo Lourenço EQ 737 – Impactos Ambientais Ind. de Pet. e Gás – Aula 6 – Sem1/2012 Petróleo bruto hidrocarbonetos é uma complexa mistura de Não existem dois petróleos idênticos! Contaminações de S, N, O e metais rendimento Sua composição varia significativamente em função de seu reservatório de origem x qualidade Petróleo no estado bruto tem poucas aplicações, servindo quase que somente como óleo combustível BENEFICIAMENTO OU REFINO DO PETRÓLEO Petróleo foi um dos primeiros recursos naturais usados pelos nossos antepassados. Mas seu uso só foi intensificado a partir da metade do século XIX. EUROPA 1850 (Escócia) James Young descobriu que o petróleo podia ser extraído do carvão e xisto betuminoso, e criou processos de refinação. 1846 (Baku/Azerbaijão) Primeiro poço perfurado. O Azerbaijão foi o maior produtor de petróleo no século XIX e no final do século XIX sua produção era de mais da metade da produção mundial. 1857 (Romênia) Perfurado primeiro poço comercial. AMÉRICA DO NORTE 1847 (Pittsbourg – Pensilvânia) – petróleo originado de vazamentos naturais era engarrafado e vendido como lubrificante; 1858 (Canadá) – primeiro poço perfurado nas Américas; 1859 (Pensilvânia) – primeiro poço perfurado nos EUA e é considerado como nascimento da indústria petrolífera americana. BRASIL 1892 a 1896 (São Paulo) Primeira sondagem foi realizada por iniciativa de Eugênio Ferreira de Camargo. Foi responsável pela primeira perfuração que teve como resultado apenas água sulfurosa. 1932 (Uruguaiana/RS) Instalada primeira refinaria de petróleo, a Refinaria Riograndense de Petróleo, que utilizava petróleo importado (Chile). 1939 (Lobato/BA) Descoberta de petróleo. 1939 Criada CNP- Conselho Nacional do Petróleo 1953 – Criação da Petrobrás BRASIL No Brasil, o petróleo é encontrado em águas oceânicas profundas, o que encarece a sua extração. O maior estado produtor é o Rio de Janeiro, na Bacia de Campos, cuja contribuição é de quase 75%. • Óleo de pedra. Significado • Encontrado impregnado em determinadas rochas porosas (arenito) dispostas em camadas geológicas Ocorrência sedimentares. Origem • Formado na Terra há milhões de anos, a partir da decomposição de pequenos animais marinhos, plâncton e vegetação típica de regiões alagadiças e é encontrado junto ao gás de petróleo. CeH Organometálicos Pequenas quantidades Compostos oxigenados Compostos sulfurados Compostos nitrogenados Mais de 90 % dos óleos crus Hidrocarbonetos 1. Alcanos 2. Cicloalcanos 3. Aromáticos Demais compostos encontrados no petróleo em quantidades mínimas são considerados como impurezas oleofílicas Tabela 1. Composição percentual do petróleo Elemento Químico Concentração (% Peso) Carbono 83-87 Hidrogênio 11-14 Enxofre 0,06-8 Oxigênio 0,1-2 Nitrogênio 0,11-1,7 Metais Até 0,3 Parafinas fórmula geral: CnH2n+2 Temperatura ambiente podem ser gases ou líquidos exemplos: metano, etano, propano, butano, isobutano, pentano, hexano Aromáticos fórmula geral: C6H5 - Y (Y é uma molécula mais longa e não ramificada que se conecta a anéis benzênicos) estruturas em anel, com um ou mais anéis geralmente são líquidos exemplos: benzeno, naftaleno Naftenos ou cicloalcanos fórmula geral: CnH2n estruturas em anel, com um ou mais anéis em temperatura ambiente, em geral são líquidos exemplos: ciclohexano, metilciclopentano Alcenos fórmula geral: CnH2n podem apresentar-se nos estados líquido ou gasoso exemplos: etileno, buteno, isobuteno Dienos e Alcinos fórmula geral: CnH2n-2 podem apresentar-se nos estados líquido ou gasoso exemplos: acetileno, butadieno Derivados do Petróleo % por barril Diesel 33,9 Gasolina 16,2 Óleo combustível 16,5 Naftas 11,2 GLP 7,5 Querosene 5,0 Asfalto 1,8 Lubrificantes 1,2 Diversos 6,7 Gás de Petróleo aquecer, cozinhar, fabricar plástico alcanos com cadeias curtas (1 a 4 átomos de carbono) faixa de ebulição: menos de 40ºC Nafta intermediário da gasolina mistura de alcanos de 5 a 9 átomos de carbono faixa de ebulição: de 60 a 100ºC Gasolina combustível de motores mistura de alcanos e cicloalcanos (de 5 a 12 átomos de carbono) faixa de ebulição: de 40 a 205ºC Querosene combustivel para motores de jatos , material inicial para a fabricação de outros produtos mistura de alcanos (de 10 a 18 carbonos) e aromáticos faixa de ebulição: de 175 a 325°C Gasóleo ou diesel destilado usado como diesel e óleo combustível, além de ser um intermediário para outros produtos alcanos contendo 12 ou mais átomos de carbono faixa de ebulição: de 250 a 350 ºC Óleo lubrificante usado para óleo de motor, graxa e outros lubrificantes alcanos, cicloalcanos e aromáticos de cadeias longas (20 a 50 átomos de carbono) faixa de ebulição: 300 a 370ºC Petróleo pesado ou óleo combustível usado como combustível industrial, também serve como intermediário na fabricação de outros produtos alcanos, cicloalcanos e aromáticos de cadeia longa (de 20 a 70 átomos de carbono) faixa de ebulição: de 370 a 600°C Resíduos coque, asfalto, alcatrão, breu, ceras, material inicial para fabricação de outros produtos compostos com vários anéis com 70 átomos de carbono ou mais faixa de ebulição: mais de 600°C IMPUREZAS OLEOFILICAS Conferem ao petróleo e derivados propriedades indesejáveis que são o motivo da existência de muitos processos dispendiosos de tratamento. Algumas podem ser recuperadas no processamento com fins comerciais, como o enxofre e os ácidos naftênicos. Tabela 2. Impurezas oleofílicas Tipos de compostos Teor (%) Sulfurados 0,1 a 5, como enxofre Nitrogenados 0,05 a 15, em volume Oxigenados (não ácidos) como resinas, cresóis, etc. 0 a 2, como oxigênio Oxigenados (ácidos naftênicos) 0,3 a 0,4, em volume Organometálicos (ferro, níquel, cobre, vanádio, arsênio, etc.) Até 400 ppm, como metal No refino de petróleo os hidrocarbonetos são separados e/ou convertidos em produtos (derivados) utilizando-se vários processos (físicos e químicos) A unidade industrial responsável pelas realização desses processos é chamada de REFINARIA. Etapas físicas e químicas de separação REFINARIAS Frações de Destilação Etapas de separação e conversão Derivados finais São um complexo sistema de operações múltipas; e as operações usadas em uma dada refinaria dependem das propriedades do petróleo que será refinado. As refinarias são responsáveis por diversos impactos ao meio ambiente. Obtenção da maior quantidade possível de derivados de alto valor comercial, ao menor custo operacional, com máxima qualidade, minimizando-se ao máximo a geração dos produtos de pequenos valores de mercado. Processos encontrados em uma refinaria: Separação Conversão Tratamento Auxiliares Esses processos têm por finalidade desmembrar o petróleo em suas frações mais básicas, ou processar uma fração que tenha sido anteriormente gerada para que dela se remova um grupo específico de compostos. São sempre de natureza física. Modificações de temperatura e/ou pressão ou o uso de diferentes solventes efetuam a separação desejada. As principais operações dessa natureza encontradas em uma refinaria são: Dessalinização; Destilação atmosférica; Destilação à vácuo; Desasfaltação a propano; Desaromatização a furfural; Desparafinação; Desoleificação. Antes do petróleo ser separado em frações, é necessária a remoção de sais corrosivos (também metais e sólidos em suspensão). Mistura-se o óleo cru aquecido cerca de 3-10 % de seu volume com água (emulsão). A água utilizada geralmente é água não tratada ou parcialmente tratada originada em outras etapas do refino. Para separar a água do petróleo emprega-se: Adição de desemulsificadores (quebra da estabilidade da emulsão) Aplicação de alto potencial elétrico (coalescer as moléculas de água salgada) Resíduo Lama oleosa e uma corrente de água salgada, de alta temperatura, adicionada as outras correntes de águas residuais para posterior tratamento na ETE. Petróleo cru dessalinizado é aquecido em fornos tubulares até 400 °C (máximo para não ocorrer decomposição térmica). A essa temperatura boa parte do petróleo volatiliza e essa carga alimenta uma torre de destilação à pressão atmosférica. Resíduo Gás de refinaria: metano e etano. Pode conter ainda gás sulfídrico e vapores de amônia. Passa por um sistema de tratamento sendo depois de purificado, usado como combustível para os fornos de aquecimento. Resíduo do fundo de destilação atmosférica, que não pode ser destilado sob pressão atmosférica sem sofrer decomposição térmica. Destilação a vácuo é a destilação das frações de petróleo a pressões muito baixas (0,01 a 0,05 atm). Redução da pressão promove uma redução de temperatura de ebulição de carga.
