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1 Petróleo O petróleo foi formado pela decomposição lenta de animais e vegetais, principalmente marinhos, como fitoplâncton e zooplâncton, que foram soterrados por inúmeras camadas de rocha e sofreram diversas transformações químicas na ausência de oxigênio, causadas pela ação de calor, pressão e bactérias. O processo de formação de petróleo leva milhões de anos; por isso, dizemos que o petróleo é uma fonte não renovável de matérias-primas e combustíveis. A composição do petróleo não é constante e sofre variações de uma jazida para outra. Classificação do petróleo Petróleo parafínico = predominância de alcanos. Petróleo asfáltico = predominância de hidrocarbonetos de grande massa molecular (grandes cadeias). Petróleo naftênico = rico em ciclanos. Petróleo aromático = rico em compostos aromáticos. Origem do petróleo O petróleo foi formado pela decomposição de animais e vegetais principalmente marinhos , que sofreram inúmeras decomposições químicas pela ação de calor, pressão e bactérias em ausência de oxigênio. Exploração do petróleo Atualmente a prospecção de petróleo utiliza aviões ,navios e satélites que possuem equipamentos que conseguem fazer uma verdadeira “radiografia” do subsolo. Extração A extração do petróleo pode ser feita no continente (onshore) ou no mar(offshore).No mar a extração é feita na chamada “plataforma continental” A Petrobrás , atualmente, é uma das companhias que detêm a tecnologia mais avançada para esse tipo de extração. A extração no continente é denominada onshore e, no mar, offshore. Transporte Normalmente, os campos petrolíferos não ficam próximos dos terminais e refinarias de óleo e gás. O transporte do petróleo e do gás natural é feito por tubulações (oleodutos e gasodutos), caminhões, vagões, navios petroleiros ou superpetroleiros. Os navios petroleiros são responsáveis por 40 % de todo o comércio marítimo mundial, e esse tipo de transporte possui um grande risco ambiental. Refino Nas refinarias o petróleo é separado em seus constituintes por destilação fracionada.Esse processo se baseia na diferença de volatilidade entre os diversos componenetes do petróleo. Gasolina A gasolina é uma mistura de vários hidrocarbonetos(5 a 10 carbonos).Para medir a qualidade da gasolina ,utiliza-se o chamado índice de octanagem. Octanagem = mede a resistência da mistura gasolina + ar à detonação espontânea quando submetida a compressão. O índice de octano foi adotado em 1927,quando se observou que o composto 2,2,4-trimetilpentano (isooctano) detonava apenas a altas compressões e era um combustível de qualidade superior a qualquer gasolina conhecida. Foi atribuído a esse composto o índice 100 e ao heptano, que é particularmente suscetível de detonar, foi atribuído o índice 0.Uma gasolina de 80 octanas se comporta como uma mistura de 80% de isooctano e 20% de heptano. Os automovéis de hoje requerem gasolina com índíce de octano de no mínimo 86.As gasolinas comuns e aditivadas possuem octanagem 86 a Premium 94 e a de aviação 120. Antidetonates Os antidetoanates são substâncias que aumentam a octanagem da gasolina.Um muito conhecido é o tetraetilchumbo(TEL) ou chumbo tetraetila que foi muito utilizado como antidetonante na gasolina até a década de 90.Devido a sua toxicidade e ao fato de que ele inutilizava os catalisadores em pouco tempo, ficou evidente a incompatibilidade deste aditivo com a nova política ambiental que vem se desenvolvendo em todo o mundo. Assim, esforços da Petrobrás resultaram na eliminação do chumbo tetraetila da gasolina em 1989; sendo o Brasil o primeiro país do mundo a eliminar completamente esse tóxico aditivo de sua matriz de combustíveis. O aditivo usado como substituto do chumbo tetraetila passou a ser o etanol e em outros países como os EUA o éter terc-butil metílico (MTBE). Desvantagens do TEL O chumbo reage com os metais que atuam como catalisadores nos conversores catalíticos,”envenenando” as superfícies e tornando-os inativos. O chumbo é eliminado para a atmosfera junto com os gases provenientes da combustão,sendo que,o chumbo é um metal pesado muito tóxico a saúde humana. 2 Cracking ( ou craqueamento ou pirólise ) Consiste na transformação de frações pesadas do petróleo em frações mais leves, ou seja, na quebra de moléculas maiores formando moléculas menores. A quebra das moléculas é promovida por aquecimento, pressão e catalisadores apropriados. Uma das principais funções do craqueamento é aumentar a quantidade de gasolina no petróleo para suprir o grande consumo mundial desse combustível. O cracking também produz matéria-prima para a indústria petroquímica. Reforming Transforma hidrocarbonetos de cadeia normal em hidrocarbonetos ramificados ,cíclicos e aromáticos , contendo o mesmo número de carbonos.Esse processo é muito importante para melhorar a qualidade da gasolina. Quando o reagente e o produto possuem a mesma fórmula molecular, a reforma catalítica pode ser denominada isomerização. Gás natural É o termo utilizado para designar misturas gasosas encontradas no subsolo com predominância de metano. Encontrado normalmente em regiões petrolíferas, também pode ser encontrado separado do petróleo. O gás natural é utilizado como combustível e matéria-prima da indústria petroquímica. A maior parte das reservas brasileiras de gás natural, cerca de 82 %, estão localizadas no mar, principalmente na Bacia de Campos. Xisto ou folheto betuminoso É uma rocha sedimentar impregnada de material oleoso (5 % a 10 %) semelhante ao petróleo, formada pela decomposição de resíduos vegetais que foram soterrados há milhões de anos. O aquecimento do xisto a altas temperaturas libera gases e material oleoso. Os EUA possuem a maior reserva mundial de xisto, seguido do Brasil. A exploração de xisto ainda não é feita em grande escala em todo o mundo porque, em relação ao petróleo, os seus derivados não são economicamente viáveis. No entanto, após a “segunda crise do petróleo”, ocorrida na década de 70, os altos preços serviram como incentivo para que os países investissem no desenvolvimento de novas tecnologias de exploração do xisto. Atualmente, a Petrobrás detém a patente do único processo contínuo industrial de grande eficiência de exploração de xisto betuminoso, denominado Petrosix®. Carvão mineral É um material rico em carbono e é resultante da fossilização de material rico em celulose, como madeira. Esse processo ocorreu ao longo de milhões de anos por pressão, temperatura e ausência de oxigênio. A principal utilização do carvão mineral é como combustível para altos fornos siderúrgicos e termoelétricas, que atualmente são responsáveis por cerca de 40 % da energia elétrica produzida no mundo. Esse modelo de produção de energia elétrica possui um grande impacto ambiental. De acordo com o teor de carbono, o carvão mineral pode ser classificado em: A principal utilização do carvão mineral é como combustível para altos-fornos siderúrgicos e termoelétricas que, atualmente, são responsáveis por cerca de 40% da energia elétrica produzida no mundo. Esse modelo de produção de energia elétrica possui um grande impacto ambiental. Destilação seca da hulha O aquecimento da hulha a cerca de 1 000 oC, na ausência de ar, produz três frações que possuem grande valor comercial: Fração gasosa = H2 ,CH4 , CO (combustível , gás de iluminação) Fração líquida = Águas amoniacais (rico em amônia) ; Alcatrão da hulha (rico em aromáticos) Fração sólida = coque (rico em carbono) Exercícios propostos 01 - (ENEM) Motores a combustão interna apresentam melhor rendimento quando podem ser adotadas taxas de compressão mais altas nas suas câmaras de combustão, sem que o combustívelsofra ignição espontânea. Combustíveis com maiores índices de resistência à compressão, ou seja, maior octanagem, estão associados a compostos com cadeias carbônicas menores, com maior número de ramificações e com ramificações mais afastadas das extremidades da cadeia. Adota-se como valor padrão de 100% de octanagem o isômero do octano mais resistente à compressão.Com base nas informações do texto, qual dentre os isômeros seguintes seria esse composto? a)octano. b)2,4-dimetil-hexano. c)2-metil-heptano. d)2,5-dimetil-hexano. e)2,2,4-trimetilpentano. 02 - (UFRGS RS) O Rio Grande do Sul planeja a construção de um gasoduto para a importação de gás natural da Argentina. O gás natural é: a)resultante do craqueamento do petróleo. b)gás liquefeito de petróleo. c)encontrado em depósitos subterrâneos. d)produzido pela gaseificação do carvão mineral. e)obtido na destilação do alcatrão da hulha. 03 - (UESPI) A refinaria de petróleo Abreu e Lima está em fase de construção no Estado de Pernambuco. Esta refinaria poderá produzir, dentre outros produtos, o Benzeno e o Tolueno a partir dos alcanos do petróleo. Esta obtenção se dá por meio de um mecanismo chamado de “Reforma Catalítica”. Neste procedimento, para a obtenção de Benzeno e Tolueno, são utilizados, respectivamente: a)propano e butano. b)butano e pentano. c)pentano e hexano. d)heptano e octano. e)hexano e heptano. 3 04 - (ENEM) O petróleo é uma fonte de energia de baixo custo e de larga utilização como matéria-prima para uma grande variedade de produtos. É um óleo formado de várias substâncias de origem orgânica, em sua maioria hidrocarbonetos de diferentes massas molares. São utilizadas técnicas de separação para obtenção dos componentes comercializáveis do petróleo. Além disso, para aumentar a quantidade de frações comercializáveis, otimizando o produto de origem fóssil, utiliza-se o processo de craqueamento.O que ocorre nesse processo? a)Transformação das frações do petróleo em outras moléculas menores. b)Reação de óxido-redução com transferência de elétrons entre as moléculas. c)Solubilização das frações do petróleo com a utilização de diferentes solventes. d)Decantação das moléculas com diferentes massas molares pelo uso de centrífugas. e)Separação dos diferentes componentes do petróleo em função de suas temperaturas de ebulição. 05 - (UEPB) A qualidade da gasolina, que determina quão suavemente ela queima, é medida pelo índice de octanagem, que é aumentada pela adição de insaturações e ramificações nas moléculas componentes do combustível. Qual dos processos abaixo pode melhorar a qualidade da gasolina em termos do índice de octanagem? a)Hidrogenação catalítica. b)Aromatização. c)Combustão. d)Halogenação e)Isomerização. 06- (UEPB) Os combustíveis são propulsores energéticos usados nos mais diversos setores, sobretudo no setor automotivo. Faça a associação correta. ( ) Gasolina ( ) Hidrogênio ( ) Petróleo ( ) Hulha ( ) Metanol 1. Combustível que, durante a queima, não libera substâncias nocivas à saúde do homem. 2. Variedade de carvão natural ou mineral, resultante da fossilização da madeira em ausência de ar. 3. Líquido viscoso e escuro, constituído por uma mistura extremamente complexa de milhares de compostos orgânicos. 4. Combustível de alta toxicidade, cuja combustão produz chama incolor, tornando-se muito perigoso. 5. Fração mais importante do petróleo; não é possível representar sua fórmula molecular. Marque a alternativa que corresponde a seqüência de números correta: a)5, 4, 1, 2, 4 b)1, 5, 4, 2, 3 c)4, 3, 1, 5, 2 d)1, 2, 3, 4, 5 e)5, 1, 3, 2, 4 07 - (UFSCAR SP) Dentre os constituintes do petróleo, há aqueles conhecidos, que são usados como combustíveis, como gasolina, querosene e diesel, mas há muitos outros que são empregados como matéria-prima para produção industrial de diversos materiais, para as mais variadas aplicações. Após sua extração, o petróleo é transportado para refinarias, onde passa por diversos processos. Assinale a alternativa correta relacionada com o processamento do petróleo. a)Boa parte do petróleo brasileiro vem de regiões de águas profundas, mas isso não eleva o custo da exploração. b)A primeira etapa consiste numa destilação simples, para separar o composto de menor ponto de ebulição, a gasolina. c)Uma etapa envolve a destilação fracionada do petróleo, na qual vários compostos presentes têm suas estruturas reduzidas, para serem posteriormente separados por ordem de ponto de fusão. d)Numa etapa chamada de craqueamento, frações sólidas de petróleo são trituradas para serem utilizadas como fertilizante. e)Uma fração constituída por hidrocarbonetos de cadeias longas sofre reação química catalisada, para gerar hidrocarbonetos de cadeias menores. 08 - (UFG GO) Leia a notícia abaixo. Petrobras descobre mais petróleo no pré-sal da Bacia de Santos FOLHA DE S. PAULO. Online. 20 dez. 2007. Acesso em: 10 set. 2008. Um dos problemas na exploração de petróleo é a presença de gases nos depósitos, em geral sob alta pressão. O gás encontrado em maior quantidade associado a depósitos de petróleo é a)o metano. b)a amônia. c)o vapor d'água. d)o dióxido de enxofre. e)o dióxido de nitrogênio. 09 - (UESPI) A gasolina automotiva: a)representa sempre a maior fração do petróleo bruto. b)é uma substância complexa. c)é obtida preferencialmente por destilação simples do petróleo. d)tem sua produção aumentada pelo processo de craqueamento de outras frações do petróleo. e)apresenta propriedade anti-detonante, a pentanagem, cuja medida é indicada pelo teor de 2,2,4-trimetilpentano. 10 - (ENEM) Para compreender o processo de exploração e o consumo dos recursos petrolíferos, é fundamental conhecer a gênese e o processo de formação do petróleo descritos no texto abaixo. “O petróleo é um combustível fóssil, originado provavelmente de restos de vida aquática acumulados no fundo dos oceanos primitivos e cobertos por sedimentos. O tempo e a pressão do sedimento sobre o material depositado no fundo do mar transformaram esses restos em massas viscosas de coloração negra denominadas jazidas de petróleo.” As informações do texto permitem afirmar que: a)o petróleo é um recurso energético renovável a curto prazo, em razão de sua constante formação geológica. b)a exploração de petróleo é realizada apenas em áreas marinhas. c)a extração e o aproveitamento do petróleo são atividades não poluentes dada sua origem natural. d)o petróleo é um recurso energético distribuído homogeneamente, em todas as regiões, independentemente da sua origem. e)o petróleo é um recurso não renovável a curto prazo, explorado em áreas continentais de origem marinha ou em áreas submarinas. GABARITO: 01) Gab: E 02) Gab: C 03) Gab: E 04) Gab:A 05) Gab: E 06) Gab: E 07) Gab: E 08) Gab: A 09) Gab: D 10) Gab: E