PROCESSOS PRODUTIVOS PETRÓLEO E SEUS DERIVADOS P2

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PROCESSOS PRODUTIVOS PETRÓLEO E SEUS DERIVADOS:
• Combustível 
• Fonte de energia não renovável 
• A produção total de petróleo no Brasil em 2019 foi de 1,018 bilhão de barris, um aumento de 7,78% em relação ao volume produzido em 2018 (ANP, 2020). 
• A produção mundial de petróleo cresceu 1,6% em 2018 na comparação com o ano anterior, chegando a 75,7 milhões de barris diários (UOL/Economia). 
• Segundo a Agência Internacional de Energia (AIE), em 2019, foram consumidos 100,1 milhões barris por dia (b/d) de petróleo no mundo.
•O petróleo é uma substância oleosa, inflamável, menos densa que a água, com cheiro característico e de cor variando entre o negro e o castanho escuro. 
•O petróleo é um combustível fóssil, originado provavelmente de restos de vida aquática animal acumulados no fundo de oceanos primitivos e cobertos por sedimentos.
• O tempo e a pressão do sedimento sobre o material depositado no fundo do mar transformaram-no em massas homogêneas viscosas de coloração negra, denominadas jazidas de petróleo. 
• Análise Elementar de Óleo Cru Típico: 
DIVISÃO:
 - Base Parafínica (90% de alcanos). 
- Base Naftênica (alcanos + 15 a 20% de ciclanos). 
- Base Aromática (alcanos + 25 a 30% de aromáticos). 
- Base Asfáltica (Hc de massa molar elevada).
BREVE HISTÓRICO:
 • Não se sabe quando despertaram a atenção do homem, mas o fato é que o petróleo, era conhecido desde os primórdios da civilização.
 • Principais usos do passado: • embalsamar os mortos • construção de pirâmides • fins bélicos. 
• indústria farmacêutica: tônico cardíaco, cálculos renais, dores e cãimbra 
• iluminação. 
• A invenção dos motores a gasolina e a diesel, no século passado, fez com que derivados, até então desprezados, passassem a ter novas aplicações. 
• Novos usos além de produzir combustível e energia: • plásticos, • borrachas sintéticas, • tintas, corantes, adesivos, solventes, • detergentes, • explosivos, • produtos farmacêuticos, • cosméticos, etc.
•Em 1930, o Engenheiro Agrônomo Manoel Inácio Bastos, realizando uma caçada nos arredores de Lobato, tomou conhecimento que os moradores usavam uma lama preta, oleosa para iluminar suas residências.
 • Em 29 de julho de 1938, já sob a jurisdição do recém-criado Conselho Nacional de Petróleo - CNP, foi iniciada a perfuração do poço DNPM-163, em Lobato, que viria a ser o descobridor de petróleo no Brasil.
• GÁS NATURAL:
• Segundo a ANP: O gás natural pode ser classificado em duas categorias: associado e não associado. O gás associado é aquele que, no reservatório geológico, se encontra dissolvido no petróleo ou sob a forma de uma capa de gás. Neste caso, normalmente privilegia-se a produção inicial do óleo, utilizando-se o gás para manter a pressão do reservatório. O gás não associado é aquele que está livre do óleo e da água no reservatório; sua concentração é predominante na camada rochosa, permitindo a produção basicamente de gás natural.
• O gás natural produzido no Brasil é predominantemente de origem associada ao petróleo e se destina a diversos mercados de consumo, sendo os principais, a geração de energia termelétrica e os segmentos industriais.
 • Além disso, uma vez produzido, o gás natural se distribui entre diversos setores de consumo, com fins energéticos e não-energéticos: utilizado como matéria-prima nas indústrias petroquímica (plásticos, tintas, fibras sintéticas e borracha) e de fertilizantes (ureia, amônia e seus derivados), veicular, comércio, serviços, domicílios etc.
• O gás natural é formado por uma cadeia de hidrocarbonetos, compostos químicos constituídos basicamente por átomos de carbono e hidrogênio. O componente principal do gás natural é o metano (CH4 ). No restante de sua composição há pequenas parcelas de etano, propano e outros hidrocarbonetos de maior peso molecular.
• Gás Natural Veicular (GNV): O Gás Natural Veicular (GNV) é uma mistura combustível gasosa, proveniente do gás natural ou do biometano, destinada ao uso veicular e cujo componente principal é o metano.
• Frações Típicas no Petróleo:
• Refino:
 • O refino é constituído por uma série de operações de beneficiamento às quais o petróleo bruto é submetido para a obtenção de produtos específicos. Refinar petróleo, portanto, é separar as frações desejadas, processá-las e transformá-las em produtos de interesse comercial. 
1. A primeira etapa do processo de refino é a destilação primária. Nela, são extraídas do petróleo as principais frações, que dão origem à gasolina, óleo diesel, nafta, solventes e querosenes (de iluminação e de aviação), além de parte do GLP (gás de cozinha).
 2. Em seguida, o resíduo da destilação primária é processado na destilação a vácuo, na qual é extraída do petróleo mais uma parcela de diesel, além de frações de um produto pesado chamado gasóleo, destinado à produção de lubrificantes ou a processos mais sofisticados, como o craqueamento catalítico, onde o gasóleo é transformado em GLP, gasolina e óleo diesel. 
3. O resíduo da destilação a vácuo pode ser usado como asfalto ou na produção de óleo combustível. 
A Petrobras, por exemplo, produz em suas refinarias mais de 80 produtos diferentes. Os rendimentos obtidos, em derivados, em relação ao petróleo processado dependem do tipo do petróleo e da complexidade da refinaria.
• O refino de Petróleo:
 Produtos finais: • Combustíveis • Produtos acabados não-combustíveis • Intermediários da indústria química.
 •Processos principais:
 • Destilação atmosférica • Destilação a vácuo.
• A etapas do refino do petróleo podem ser resumidas em: 
- Dessalgação ou Dessalinização - Destilação Atmosférica - Destilação a Vácuo - Processos adicionais.
· DESSALINIZAÇÃO:
 •Vários processos são utilizados para remover sal e água do óleo cru. 
• O petróleo é colocado em contato com água. O sal passa para a água. A mistura fica em repouso e a água salgada decanta e o petróleo segue no processo, sendo encaminhado para aquecimento. 
• Podem ser usados desemulsificantes ou processo elétrico para acelerar a separação de fases (óleo/água).
 • O petróleo é aquecido com água (3% a 10% da massa do petróleo) e após um tempo a água salgada é separada em um tanque. Pode ser usado um alto potencial elétrico para favorecer a separação. Este processo gera uma lama oleosa e uma corrente de água salgada.
· PROCESSOS ADICIONAIS:
 • Cracking ou Craqueamento: - O processo de craqueamento quebra as moléculas de hidrocarbonetos pesados convertendo-as em gasolina e uma série de destilados com maior valor comercial. Os dois tipos principais de craqueamento são os térmicos e os catalíticos.
 • Exemplo de aplicação: A gasolina é atualmente a fração mais importante do petróleo. Mas no processo de refino, é obtida uma porcentagem muito pequena (de 7% a 15%) de gasolina em relação à demanda atual. O craqueamento soluciona esse problema, pois aumenta a quantidade e a qualidade da gasolina produzida. Ele ajuda a aumentar de 20 a 50% a quantidade de gasolina produzida por barril de petróleo.
• Craqueamento pode ser térmico ou catalítico:
 •Ocorrem em colunas de fracionamento. 
• O craqueamento térmico é realizado com temperatura e pressão elevadas que rompem as moléculas mais pesadas. Por exemplo, no craqueamento do querosene, do óleo diesel e do óleo lubrificante em gasolina, são utilizadas temperaturas que vão de 450 a 700ºC. 
• o craqueamento catalítico diferencia-se do térmico apenas pelo uso de um catalisador. Catalisadores são substâncias capazes de aumentar a velocidade de determinadas reações químicas sem participar da reação, ou seja, são regenerados ao final dela.
• Catalisadores: 
• Três formas de catalisador podem ser listadas: baixa alumina, contendo de 11% a 13% em Al2O3 ; alta alumina, com 25% em Al2O3 ; e zeolítico, de estrutura cristalina.
• Substâncias derivadas do processo de craqueamento podem ser usadas como matéria prima na produção de muitos produtos: 
• Etileno:
 - Álcool Etílico: solventes, produtos farmacêuticos, compostos para limpeza; - Polietileno: Plásticos - Óxidos de Etileno: etilenoglicol (anticongelantes, fibras sintéticas, filmes)- Cloreto de etila: aditivos de gasolina. 
• Buteno:
 - Butadieno: borracha sintética. - Acetileno: Neopreno (borracha sintética), tintas, adesivos, fibras, solventes. 
• Propeno: 
- Propileno: plásticos - Solventes, resinas, medicamentos, detergentes, anticongelantes, fluidos hidráulicos e plasticizantes.
· Polimerização:
 • é o oposto do craqueamento, isto é, moléculas de hidrocarbonetos mais leves que a gasolina são combinadas com moléculas semelhantes para produzir gasolina com alto teor de octano (hidrocarboneto com 8 carbonos), de elevado valor comercial. 
• Utiliza como matérias-primas hidrocarbonetos gasosos não-saturados, principalmente o propileno e o butileno.
. • No uso petroquímico, em reatores de polimerização, as moléculas de eteno reagem, se juntam e formam as cadeias de polímeros. Os polímeros produzidos pelas indústrias petroquímicas formam diferentes tipos de resinas plásticas, cada qual voltada para uma finalidade específica. As resinas são usadas pelas indústrias de brinquedos, adesivos, caixas d'água, lonas, frascos de soro, tampas para alimentos, embalagens para sorvetes, tampas para refrigerantes, frascos para água sanitária, alvejantes e desinfetantes, filmes para fraldas descartáveis e coletores de lixo, entre outros.
· Alquilação:
 • O processo converte moléculas pequenas em moléculas mais longas, como as que compõem a gasolina. Difere da polimerização, pois neste processo podem ser combinadas moléculas diferentes entre si. 
• A gasolina obtida por meio da alquilação geralmente apresenta um alto teor de octanagem, sendo de grande importância na produção de gasolina para aviação. 
• Combina propileno e butileno com o isobutano, hidrocarboneto gasoso saturado, contribuindo grandemente para a produção de gasolina para aviação.
· Reforma Catalítica: 
• A reforma catalítica tem como objetivo transformar a nafta rica em hidrocarbonetos parafínicos em hidrocarbonetos aromáticos (nafta de reforma).
 • Este processo de aromatização de compostos parafínicos e naftênicos visa primordialmente à produção de gasolina de alta octanagem e produtos aromáticos leves (BTX’s) de elevada pureza para posterior utilização na indústria petroquímica. 
• O catalisador empregado utiliza platina associada a um metal de transição nobre (rênio, ródio ou germânio), suportada em alumina. 
• Durante o processo, uma mistura de hidrocarbonetos e hidrogênio é posta em contato com o catalisador a uma temperatura entre 470 °C e 530 °C e uma pressão entre 10 e 40 kgf/cm2. 
· Dessulfurização: 
• O óleo cru e derivados podem conter uma certa quantidade de compostos de enxofre, como gás sulfídrico, mercaptanas, sulfetos e dissulfetos. Diversos processos são usados para dessulfurizar esses produtos, dependendo do tipo de enxofre presente e da qualidade desejada para o produto final.
 •Oxidação do enxofre; - Lavagem cáustica.
 •Mercaptano etílico: CH3CH2 SH.
· Octanagem:
 • Octanagem é a denominação dada à capacidade que um combustível tem de resistir à compressão, sem entrar em processo de detonação (queima espontânea da mistura). Quanto maior a octanagem, maior será a resistência a esse fenômeno, muito prejudicial ao motor. • Gasolina de baixa octanagem (não resiste à compressão) sofre combustão prematura, pela simples compressão.
 • Gasolina de alta octanagem (resiste à compressão) sofre combustão diante de uma faísca produzida pela vela do motor.
 • índice de octanagem da gasolina brasileira é em torno de 86, ou seja, comporta-se como uma mistura contendo 86% de isoctano e 14% de heptano. 
• Em todo o processo de refino do petróleo, há necessidade de aquecimento e resfriamento. Para isso, são usados trocadores de calor.