Petróleo e suas propriedades

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Química II 
 
1. Petróleo 
 
Professora: Idila Gonçalves 
Email: idila@eq.ufrj.br 
Contextualização 
• Petróleo no Mundo e no Brasil 
 
1.1 - Conceito de Petróleo 
• Definições do Petróleo 
• Características do Petróleo 
 
1.2 - Emprego do Petróleo 
• Aplicações do Petróleo 
 
1.3 - Diferença dos Petróleos 
• Constituintes do Petróleo 
• Composição do Petróleo 
• Classes do Petróleo 
• Grau API 
• Teor de Enxofre 
 
Sumário 
Surgimento do petróleo 
 
Babilônia: Asfalto e betume; 
Egípcios: Pavimentação, embalsamar e 
construção das pirâmides; 
Gregos e Romanos: Fins bélicos; 
Pré-colombianos: Impermeabilizante; 
Cel. Drake descobre um poço de 21 
metros de profundidade em 1859. 
 
Petróleo no Mundo 
Petróleo no Mundo 
Década de 50: Os EUA detêm metade 
da produção mundial; 
Década de 60: Abundância de petróleo 
no mundo; 
Década de 70: Brutais elevações no 
preço do petróleo; 
Anos 80 e 90: Os avanços tecnológicos 
reduzem o custo de exploração e 
produção. 
 
Surgimento do petróleo 
 
Babilônia: Asfalto e betume; 
Egípcios: Pavimentação, embalsamar e 
construção das pirâmides; 
Gregos e Romanos: Fins bélicos; 
Pré-colombianos: Impermeabilizante; 
Cel. Drake descobre um poço de 21 
metros de profundidade em 1859. 
 
 
Em 1858: Inicia a extração de betume 
para produção de querosene; 
Em 1897: Primeiro poço brasileiro foi 
perfurado; 
Em 1953: Foi criada a Petrobrás; 
 
Produção de petróleo na criação da 
Petrobras:750 m³/dia; 
 
Produção de petróleo no final dos anos 
90: 180.000m³/dia. 
Petróleo no Brasil 
Betume 
Petróleo no Brasil 
Descoberta do 
Pré-Sal 
2018 
1,5 milhão Bpd ~ 
238 milhões de L 
Evolução do recorde mundial de produção da Petrobrás na plataforma 
continental 
1- O petróleo (do latim petra, pedra e 
oleum, óleo), no sentido de petróleo 
bruto. 
 
Definições do Petróleo 
1- O petróleo (do latim petra, pedra e 
oleum, óleo), no sentido de petróleo 
bruto. 
2- O petróleo é uma mistura complexa 
de hidrocarbonetos. 
Definições do Petróleo 
1- O petróleo (do latim petra, pedra e 
oleum, óleo), no sentido de petróleo 
bruto. 
2- O petróleo é uma mistura complexa 
de hidrocarbonetos. 
Definições do Petróleo 
O termo petróleo gera muita 
confusão!!! 
 Líquido – Óleo 
 Sólido – Betume 
 Gasoso – Gás Natural 
 
 
Características do Petróleo no Estado Líquido 
Menos densa 
que a água 
Inflamável 
Substância 
oleosa 
Características do Petróleo no Estado Líquido 
Menos densa 
que a água 
Cor variada 
Inflamável 
Origem orgânica 
Substância 
oleosa 
Características do Petróleo no Estado Líquido 
Menos densa 
que a água 
Cor variada 
Cheiro 
Característico 
Inflamável 
Origem orgânica 
Substância 
oleosa 
158,98 L 
Aplicações dos Derivados do Petróleo 
Rendimento do barril de petróleo 
Nafta 
Gasolina 
Querosene 
Óleo Diesel 
Óleo 
lubrificante 
Parafina Asfalto 
GLP 
Aplicações do Petróleo 
Refinaria 
Produtos obtidos diretamente na refinaria. 
90% do petróleo é utilizado para fins energéticos. 
Aplicações do Petróleo 
Reações 
químicas 
Produtos obtidos por reações químicas a partir da nafta. 
A nafta fornece petroquímicos básicos: como eteno, propeno, benzeno e tolueno, e os 
petroquímicos intermediários, como o cicloexano e o sulfato de amônia. 
Constituintes do Petróleo 
Hidrocarbonetos 
• Parafinas 
• Naftênicos 
• Aromáticos 
Constituintes do Petróleo 
Hidrocarbonetos 
• Parafinas 
• Naftênicos 
• Aromáticos 
Não hidrocarbonetos 
• Oxigênio 
• Nitrogênio 
• Enxofre 
Constituintes do Petróleo 
Hidrocarbonetos Não hidrocarbonetos Sólidos 
• Parafinas 
• Naftênicos 
• Aromáticos 
• Oxigênio 
• Nitrogênio 
• Enxofre 
• Asfaltenos 
• Wax (Parafinas – alto PM) 
• Resinas 
Constituintes do Petróleo 
Análise elementar do óleo típico (% em peso). 
Hidrocarbonetos Não hidrocarbonetos Sólidos 
• Parafinas 
• Naftênicos 
• Aromáticos 
• Oxigênio 
• Nitrogênio 
• Enxofre 
• Asfaltenos 
• Wax (Parafinas – alto PM) 
• Resinas 
Constituintes do Petróleo 
Análise elementar do óleo típico (% em peso). 
Hidrocarbonetos Não hidrocarbonetos Sólidos 
• Parafinas 
• Naftênicos 
• Aromáticos 
• Oxigênio 
• Nitrogênio 
• Enxofre 
• Asfaltenos 
• Wax (Parafinas – alto PM) 
• Resinas 
Predominância de 
hidrocarbonetos 
Composição do Petróleo - Hidrocarbonetos Parafínicos 
Metano Etano Propano Propano 
Hidrocarbonetos saturados – denominados alcanos ou parafínicos. 
Possuem ligações simples podendo ser: 
- Normais: cadeias lineares 
 (CnH2n+2), n-parafinas 
 
 
 
 
 - Ramificados: isoparafinas 
Composição do Petróleo - Hidrocarbonetos Naftênicos 
Hidrocarbonetos saturados –parafínicos cíclicos; 
Conhecidos na indústria do Petróleo como os naftênicos. 
Composição do Petróleo - Hidrocarbonetos Aromáticos 
Hidrocarbonetos com ligações simples ou duplas que se alternam em anéis de seis 
carbonos. 
 
Composição do Petróleo - Hidrocarbonetos Insaturados 
 H H 
H - C - C = C 
 H H H 
H H 
C = C 
H H 
CnH2n 
(olefinas) 
propeno eteno 
H - C C - H 
etino 
CnH2n - 2 
Os hidrocarbonetos insaturados, dos quais os mais comuns são os alcenos. 
 
Alcenos Alcinos 
Composição do Petróleo - Hidrocarbonetos Insaturados 
CnH2n 
(olefinas) 
propeno eteno 
H - C C - H 
etino 
CnH2n - 2 
 H H 
H - C - C = C 
 H H H 
H H 
C = C 
H H 
Os hidrocarbonetos insaturados, dos quais os mais comuns são os alcenos. 
 
Alcenos Alcinos 
Composição do Petróleo - Resinas e Asfaltenos 
Moléculas grandes, com alta relação carbono/hidrogênio; 
Presença de enxofre, oxigênio e nitrogênio (de 6,9 a 7,3%); 
É constituída de 3 a 10 ou mais anéis, geralmente aromáticos, em cada molécula. 
Asfaltenos não estão dissolvidos no petróleo e sim dispersos na forma coloidal. 
As resinas, ao contrário, são facilmente solúveis. 
Asfaltenos Resinas Wax (parafinas) 
Composição do Petróleo - Não Hidrocarbonetos 
• N2 < 10% 
• CO2 4% 
• H2S 6% 
• H2, He 
•Na, K, Fe, Cu, Zn, 
• CaCl2, 
•MgCl2 5% 
• O2 
Classes do Petróleo 
Classe parafínica (75% ou mais de parafinas) 
Classe parafínico-naftênica (50 – 70% parafinas > 20% de naftênicos) 
Classe naftênica (> 70% de naftênicos) 
Classe aromático-naftênica (> 35% de naftênicos) 
Classe aromática intermediária (> 50% de hidrocarbonetos a aromáticos) 
Classe aromático-asfáltica (> 35% de asfaltenos e resinas) 
 
 
Classes do Petróleo: Parafínicos 
A classificação baseada em sua composição química primária. 
1- Óleos parafínicos 
Óleos crus leves com alto ponto de fluidez; 
Densidade inferior 0,85; 
Teor de resinas e asfaltenos menor que 19% em peso; 
Baixa viscosidade, exceto nos casos de elevado teor de n-parafínicos de alto PM; 
Os aromáticos presentes são do tipo mono e di incluindo esteroides; 
Teor de enxofre é baixo; 
No Brasil: os petróleos baianos e a maioria dos petróleos nordestinos. 
Classes do Petróleo: Parafínicos - Naftênicos 
2- Óleos parafínicos-naftênicos 
Teor de resinas e asfaltenos entre 5 e 15% em peso; 
Baixo teor de enxofre ( 0 a 1% em peso); 
Teor de aromáticos entre 25 a 40% em peso; 
Moderado teor de benzeno e de dibenzotiofenos; 
 Densidade e viscosidade maiores que da classe parafínica; 
A maioria dos petróleos da bacia de Campos é deste tipo; 
Classificado como óleo de médio para pesado. 
Classes do Petróleo: Naftênicos 
3 - Óleos naftênicos 
Baixo teor de enxofre; 
Se originam da alteração bioquímica de óleos parafínicos e parafínicos-naftênicos; 
Poucos óleos se enquadram neste tipo. 
 
 
 
 
 
 
 
Classes do Petróleo: Aromáticos Intermediários 
4 - Óleos aromáticos intermediários 
Óleos pesados; 
Contendo de 10% a 30% p/p de asfaltenos e resinas; 
Teor de enxofre está acima de 1% p/p; 
Teor de hidrocarbonetos mono aromáticos é baixo; 
Alto teor de tiofenoe benzotiofenos; 
Densidade e viscosidade podem ser consideradas elevadas. 
Classes do Petróleo: Aromáticos-Naftênicos 
5 - Óleos Aromáticos-naftênicos 
Sofrem processo de biodegradação no qual foram removidos os alcanos; 
Derivados dos óleos parafínicos-naftênicos; 
Podem chegar a conter até mais de 25% p/p de resinas e asfaltenos; 
Teor de enxofre está entre 0,4 e 1% p/p. 
 
 
 
 
 
 
Classes do Petróleo: Aromáticos-Asfálticos 
6 - Óleos aromáticos-asfálticos 
Oriundos de um processo de biodegradação avançado, no qual ocorreu a condensação 
de monociclanos e posterior oxidação; 
 São óleos pesados, viscosos, resultantes da alteração dos óleos aromáticos 
intermediários; 
Teor de asfaltenos e resinas geralmente é bem elevado nesse tipo de óleo (de 30 a 60% 
em peso), igualmente distribuído; 
Teor de enxofre pode variar de 1 a 9% em peso. 
Classes do Petróleo 
Assim, os óleos parafínicos são excelentes para a produção de querosene de aviação 
(QAv), diesel, lubrificantes e parafinas. 
 
Os óleos naftênicos produzem frações significativas de gasolina, nafta petroquímica, 
QAv e lubrificantes. 
 
Os óleos aromáticos são mais indicados para produção de gasolina, solventes e 
asfalto. 
 
 
Classificação em Relação a Densidade 
Os diferentes tipos de petróleo são 
classificados segundo uma gradação que vai 
de leves até pesados. De acordo com as 
normas do American Petroleum Institute, essa 
classificação é conhecida também como “grau 
API”. 
GRAU API 
O Grau API é uma escala hidrométrica 
idealizada pelo American Petroleum Institute 
(API) e utilizada para medir a densidade de 
óleo ou derivado. 
 
Obs : d (60/60 °F) - amostra à 60 °F 
d (60/60 °F); 
Classificação em Relação a Densidade 
Os diferentes tipos de petróleo são 
classificados segundo uma gradação que vai 
de leves até pesados. De acordo com as 
normas do American Petroleum Institute, essa 
classificação é conhecida também como “grau 
API”. 
GRAU API 
O Grau API é uma escala hidrométrica 
idealizada pelo American Petroleum Institute 
(API) e utilizada para medir a densidade de 
óleo ou derivado. 
 
Obs : d (60/60 °F) - amostra à 60 °F 
d (60/60 °F); °API; $$$$ 
Classificação em Relação a Densidade 
• Petróleo leve: ºAPI > que 30. 
 A maior parte dos petróleos produzidos no 
Nordeste brasileiro é classificada como de 
base parafínica. 
 
• Petróleo médio: ºAPI de 21 a 30. 
 Alguns óleos da América do Sul, Rússia e 
do Mar do Norte pertencem a esta classe. 
 
 
 
• Petróleo pesado: ºAPI < que 21. 
 A região do Oriente Médio é rica nesse tipo 
de petróleo. 
 
• Petróleo extrapesado/asfáltico: ºAPI < que 
10. 
 No Brasil existem jazidas com alta 
concentração deste combustível fóssil, a que 
mais se destaca é a Bacia de Siri, localizada 
no litoral do Rio de Janeiro (95 metros de 
profundidade e a 80 quilômetros da costa). 
 
Exemplo: Na plataforma P-53 foram encontradas diversas amostras de petróleo bruto cujo 
objetivo era medir o °API para verificar o seu valor comercial. Em uma das amostras a densidade 
do petróleo era de 0,987 g/cm³. Calcule o °API deste óleo e o classifique de acordo com o 
American Petroleum Institute. 
Classificação em Relação a Densidade 
SOLUÇÃO: 
 
Na plataforma P-53 foram encontradas diversas amostras de petróleo bruto cujo objetivo era 
medir o °API para verificar o seu valor comercial. Em uma das amostras a densidade do petróleo 
era de 0,987 g/cm³. Calcule o °API deste óleo e o classifique de acordo com o American 
Petroleum Institute. 
°𝐴𝑃𝐼 =
141,5
0,987
− 131,5 
Classificação em Relação a Densidade 
SOLUÇÃO: 
 
Na plataforma P-53 foram encontradas diversas amostras de petróleo bruto cujo objetivo era 
medir o °API para verificar o seu valor comercial. Em uma das amostras a densidade do petróleo 
era de 0,987 g/cm³. Calcule o °API deste óleo e o classifique de acordo com o American 
Petroleum Institute. 
°𝐴𝑃𝐼 =
141,5
0,987
− 131,5 
°𝐴𝑃𝐼 = 143,3 − 131,5 
Classificação em Relação a Densidade 
SOLUÇÃO: 
 
Na plataforma P-53 foram encontradas diversas amostras de petróleo bruto cujo objetivo era 
medir o °API para verificar o seu valor comercial. Em uma das amostras a densidade do petróleo 
era de 0,987 g/cm³. Calcule o °API deste óleo e o classifique de acordo com o American 
Petroleum Institute. 
°𝐴𝑃𝐼 =
141,5
0,987
− 131,5 
°𝐴𝑃𝐼 = 143,3 − 131,5 
°𝑨𝑷𝑰 = 𝟏𝟏, 𝟖𝟔 
Logo, o petróleo é classificado como Pesado. 
Classificação em Relação ao Teor de Enxofre (S) 
• Contaminante de maior predominância; 
 
• Os contaminantes sulfurados (contém 
enxofre) causam problemas no manuseio, 
transporte e uso dos derivados que estão 
presentes. 
 
 
 
•Petróleo “Doce” (sweet): teor de enxofre < 
0,5 %. 
 
•Petróleo “Ácido” (sour): teor de enxofre > 
0,5 %. 
 Estes têm seu valor comercial reduzido 
devido a corrosividade e toxicidade do enxofre, 
que resultam em maiores custos no processo 
de refino. 
 
Referências Bibliográficas 
Thomas, J. E., Fundamentos de Engenharia de Petróleo. Rio de Janeiro – RJ: Editora 
Interciência: PETROBRAS: 
2004. 
 
https://www.gov.br/anp/pt-br/acesso-a-informacao/institucional/historia-anp-setor 
 
http://www.larcopetroleo.com.br/noticias/40-de-um-barril-de-petroleo-viram-diesel-e-18-
gasolina-apos-o-refino/ 
 
http://www.cprm.gov.br/publique/CPRM-Divulga/Petroleo-1256.html 
 
https://clickpetroleoegas.com.br/se-o-brasil-e-autossuficiente-em-petroleo-por-que-ainda-
compra-o-produto/