Processamento de Petróleo - Revisão

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Processamento de Petróleo
UNIVERSIDADE POTIGUAR - UnP
Processamento de Petróleo
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 Química geral e experimental
 Química do petróleo e derivados
 Análise de petróleo e derivados
 Explotação e Perfuração
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 Instrumentação básica, controle
 Bombas e compressores
 Produção e distribuição
Processamento de PetróleoRevisão
Petróleo
Geologia
Prospecção
Perfuração Completação
Produção e 
Distribuição
Processamento de Petróleo
Petróleo
Geologia
Prospecção
Perfuração Completação
Produção e 
Distribuição
Constituintes
Hidrocarbonetos
Não 
Hidrocarbonetos
Caracterização
Curva de 
destilação
Grau API
Teor de 
enxofre
Índice de 
Acidez ...
Classificação
Parafínico
Naftênico
Aromático
Revisão
Processamento de Petróleo
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Geologia
Prospecção
Perfuração Completação
Produção e 
Distribuição
Revisão
Origem do 
Petróleo
Métodos
Geológicos
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Sísmicos
Processamento de Petróleo
Petróleo
Geologia
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Perfuração Completação
Produção e 
Distribuição
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Equipamentos
Oper. normais e 
especiais
Perfuração 
direcional 
Perfuração 
marítima
Processamento de Petróleo
Petróleo
Geologia
Prospecção
Perfuração Completação
Produção e 
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Revisão
Completação: Conjunto de operações destinadas a equipar o poço para produzir 
óleo ou gás, ou ainda injetar fluidos nos reservatórios
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Geologia
Prospecção
Perfuração Completação
Produção e 
Distribuição
Revisão
Propriedades 
classificação 
reservatórios
Mecanismos de 
produção
Métodos de 
recuperação
Elevação 
natural e 
artificial
Distribuição e 
Proces. 
Primário
Processamento de Petróleo
Petróleo
Processamento 
de Petróleo: 
Combustíveis, 
Lubrificantes, 
Petroquímica
Gás Natural
Processamento 
de Gás: 
Produtos e 
distribuição
Água Produzida
Tratamento de 
Água: 
Transporte, 
Reuso, Descarte
Revisão
Processamento de PetróleoRevisão
Processamento de PetróleoRevisão
Petróleo
Processamento de Petróleo
 Fonte de energia não renovável, de origem fóssil,
matéria prima da indústria petrolífera e
petroquímica;
 No estado líquido é uma substância oleosa,
inflamável, menos densa que a água, com cheiro
característico e cor variando entre o negro e o
castanho-claro;
 Os óleos obtidos de diferentes reservatórios
possuem características diferentes, como cor,
viscosidade, densidade, acidez, teor de enxofre,
etc.
Revisão - Petróleo
Petróleo
Processamento de Petróleo
 Hidrocarbonetos:
 Parafínicos:
 Insaturados;
 Aromáticos.
 Não-hidrocarbonetos:
 Compostos sulfurados;
 Compostos oxigenados;
 Resinas e asfaltenos;
 Compostos metálicos.
Revisão - Petróleo
Processamento de Petróleo
Hidrocarbonetos Parafínicos (Saturados):
 Parafine, do latim significa, pequena atividade.
São normalmente menos reativos que os outros
HC;
 Os átomos de carbono são unidos somente por
ligações simples e ao maior número possível de
átomos de Hidrogênio
 Podem ser normais, ramificados ou cíclicos
Revisão - Petróleo
Processamento de Petróleo
a) Hidrocarbonetos Parafínicos Normais
 Fórmula Geral: CnH2n+2
 Cadeia linear, sem ramificações
 Exs: Metano, Etano, Propano, Butano
Revisão - Petróleo
Processamento de Petróleo
b) Hidrocarbonetos Parafínicos Ramificados
 Também conhecidos como isoalcanos
 Fórmula Geral: CnH2n+2
 Apresentam ramificações em um ou mais átomos
de carbono
 Exs: Isobutano, isopentano, iso-hexano
Revisão - Petróleo
Processamento de Petróleo
c) Hidrocarbonetos Parafínicos Cíclicos
 Também conhecidos como naftênicos
 Os átomos de carbono estão dispostos na forma
de anéis
 Podem apresentar radicais parafínicos normais
ou ramificados ligados ao anel ou outro HC cíclico
 Exs: Ciclopropano, ciclobutano, ciclopentano
Revisão - Petróleo
Processamento de Petróleo
Hidrocarbonetos Insaturados (Olefinas)
 Apresentam pelo menos uma dupla ou tripla
ligação carbono-carbono
 São extremamente reativos e, embora sejam
metabolizados em grande quantidade na natureza,
dificilmente se preservam
 Exs: Eteno, propeno, etino
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Processamento de Petróleo
Hidrocarbonetos Aromáticos
 São constituídos por ligações duplas e simples que
se alternam em anéis com seis átomos de carbono
 Tem considerável estabilidade e pronunciado odor
(aromáticos)
 Existem HC formados por mais de um anel
benzênico, e HC mistos, compostos de anéis
benzênicos e radicais parafínicos e naftênicos
 Exs: benzeno, tolueno, xilenos, naftalenos
Revisão - Petróleo
Processamento de PetróleoRevisão - Petróleo
Não Hidrocarbonetos
a) Compostos Sulfurados
 Faixa entre 0,06 e 8,0% em peso, média 0,65%
 3º elemento mais abundante no petróleo
 Aumentam a estabilidade da emulsões, provocam
corrosão, contaminam catalisadores, determinam
cor e cheiro aos produtos finais, produzem SOx
quando presentes nos produtos finais
 Teor de enxofre acima de 1,0% => alto
 Petróleos azedos (sour) -> teor > 2,5%
 Petróleos doces (sweet) -> teor < 0,5%
 Faixa intermediária: semidoces ou semi-ácidos
Processamento de PetróleoRevisão - Petróleo
Não Hidrocarbonetos
b) Compostos Nitrogenados
 Faixa entre 0,11 e 1,7% em peso, média 0,17%
 Altos teores: acima de 0,25%
 Aumentam a capacidade do óleo de reter água em
emulsões; tornam instáveis os produtos do refino,
formando gomas e alterando sua coloração;
envenenam catalisadores
 Se concentram nas frações mais pesadas do
petróleo
Processamento de PetróleoRevisão - Petróleo
Não Hidrocarbonetos
c) Compostos Oxigenados
 Faixa entre 0,1 e 2,0% em peso
 Teor de acidez no óleo => TAN (Total Acid
Number, mg KOH/g)
 TAN > 1,0 => óleos ácidos
 Afetam a acidez, odor e corrosividade das
frações (ácidos naftênicos)
Processamento de PetróleoRevisão - Petróleo
Não Hidrocarbonetos
d) Resinas e asfaltenos
 Impurezas que incluem moléculas grandes, com
alta relação C/H, com presença de enxofre,
oxigênio e nitrogênio (6,9 a 7,3%)
 Resinas: dissolvidas no óleo
 Asfaltenos: dispersos na forma coloidal
 Estruturas moleculares mais complexas do
petróleo
 Alto peso molecular
 Caráter polar e altamente aromáticos
Processamento de PetróleoRevisão - Petróleo
Não Hidrocarbonetos
e) Compostos organometálicos
 Sais orgânicos dissolvidos na água emulsionada ao
petróleo, removidos na dessalgação
 Compostos complexos concentrados nas frações
mais pesadas do petróleo
 Metais: Fe, Zn, Cu, Pb, Mb, Co, Mn, Cr, Na, Ni, Va
 Contaminam os catalisadores
 Va: ataca os tubos de exaustão dos queimadores;
catalisa a formação de H2SO4 em meio aquoso
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Não Hidrocarbonetos
f) Impurezas oleofóbicas
 Não possuem afinidade com o petróleo
 Impurezas que incluem águas, sais, argilas, areias,
sedimentos
 Fonte: água de formação
Processamento de Petróleo
 Todos os petróleos contém substancialmente os
mesmos HC, em diferentes quantidades
 A quantidade relativa de cada grupo de HC varia
muito de petróleo para petróleo, afetando as
suas propriedades físico-químicas
 Dependendo da proporção de compostos de HC
na sua composição, o petróleo se mostra mais
adequado para a produção de um ou outro
derivado
 Este é o ponto crucial para formação da carga de
entrada de uma refinaria, conforme o seu
mercado focal
Revisão - PetróleoPetróleo
Processamento de PetróleoRevisão - Petróleo
Características do Hidrocarbonetos
Parafina Isoparafina Naftênico Aromático
Densidade Baixa Baixa Média Alta
Gasolina Ruim Boa Média Muito boa
Diesel Bom Média Média Ruim
Lubrificantes Ótimo Bom Média Ruim
Resist. à oxidação boa boa boa Má
Processamento de PetróleoRevisão - Petróleo
Parâmetros de caracterização do Petróleo
 De acordo com seus constituintes, o petróleo é
classificado em:
 Classe parafínica: > 75% parafinas;
 Classe parafínica-naftênica: 50 a 70% parafinas
e > 20% naftênicos
 Classe naftênica: > 70% naftênicos;
 Classe aromática intermediária: > 50%
aromáticos
 Classe aromático-naftênica: > 35% naftênicos
 Classe aromático-asfáltica: > 35% alfaltenos e
resinas
Processamento de PetróleoParâmetros de Caracterização do Petróleo
 Curvas de destilação
 ASTM D86 - Standard Test Method for
Distillation of Petroleum Products at
Atmospheric Pressure
 Cada petróleo tem uma curva típica de
destilação
 Petróleos mais pesados, são constituídos
por HC mais pesados, maiores
 Separação dos compostos por diferenças
de volatilidade
 Percentual de cada produto que se pode
extrair para uma determinada faixa de
corte
Processamento de Petróleo
 Curvas de destilação
Parâmetros de Caracterização do Petróleo
Fração
Temperatura
de ebulição (ºC)
Composição 
aproximada
Produtos
Gás residual - C1-C2 gás combustível
Gás liquefeito de
petróleo - (GLP)
Até 40 C3-C4
gás combustível engarrafado, uso
doméstico e industrial
Gasolina 40-175 C5-C10
combustível de automóveis,
solventes
Querosene 175-235 C11-C12
iluminação, combustíveis de
aviões a jato
Gasóleo leve 235-305 C13-C17 diesel, fornos
Gasóleo pesado 305-400 C18-C25
combustível, matéria-prima para
lubrificantes
Lubrificantes 400-510 C26-C38 óleos lubrificantes
Resíduos Acima de 510 C38+
asfalto, piche,
impermeabilizantes
Processamento de Petróleo
 Curvas de destilação
Parâmetros de Caracterização do Petróleo
Processamento de PetróleoParâmetros de Caracterização do Petróleo
 Frações ou “cortes”
 Grupos de HC cujo ponto de ebulição se encontra dentro de uma
faixa de temperatura
 Permite a comparação de dois petróleos diferentes, para uma
mesma especificação de produto final -> quanto de cada produto
se obtém nas faixas de corte pré-determinadas
 Petróleos leves: maior proporção de HC de menor peso molecular
-> maiores rendimentos em destilados médios e leves
Processamento de PetróleoParâmetros de Caracterização do Petróleo
 Frações ou “cortes” – Ex: querosene
Processamento de Petróleo
 Grau API: forma de expressar a densidade do petróleo através de um
índice adimensional
 Petróleo Extra-leve: API ≥ 40,0
 Petróleo Leve: API entre 33,0 e 40,0;
 Petróleo Médio: API entre 27,0 e 33,0;
 Petróleo Pesado: API entre 19,0 e 27,0;
 Petróleo Extra-pesado: API entre 15,0 e 19,0;
 Petróleo Asfáltico: API < 15,0
 Ponto de fluidez
 TIAC: temperatura inicial de aparecimento de cristais;
 Viscosidade: mede a perda de carga em tubulações
 Resíduo de carbono micro: indica a tendência a formação de coque;
5,131
)60/60(
5,141

dr
API
Parâmetros de Caracterização do Petróleo
Processamento de Petróleo
 Fator de caracterização (KUOP): natureza do óleo
 TB – ponto de ebulição médio molar em graus rankine (F+460)
 d – densidade 60/60 °F
 Parafínicos: KUOP >= 12,0;
 Aromáticos: KUOP <= 10,0;
 Naftênicos: KUOP < 11,8
 Número de acidez total (TAN): indica a acidez naftênica do
petróleo, alta quando for maior do que 1,0 mg KOH/g.
 Teor de enxofre e enxofre mercaptídico;
 Teor de sais e sedimentos;
 Quantidade de água;
Parâmetros de Caracterização do Petróleo
3 / dTKUOP B
Processamento de PetróleoParâmetros de Caracterização do Petróleo
 Total: 2333,88 Milhões bbl/dia
 Treinando o carioquês?
Processamento de PetróleoParâmetros de Caracterização do Petróleo
Processamento de PetróleoParâmetros de Caracterização do Petróleo
1. Represente em uma tabela as características dos hidrocarbonetos 
para a produção de gasolina, diesel, lubrificantes e sua resistência a 
oxidação.
2. O que é Grau API? Como o petróleo é classificado de acordo com 
esse parâmetro?
3. O que é Fator KUOP? Como o petróleo é classificado de acordo com 
esse parâmetro?
4. Comparando as correntes de Marlim (19,6°API, KUOP= 11,6) e RGN 
Mistura (29,5°API, KUOP= 12,1), qual delas produz uma melhor 
gasolina? Qual delas produz gasolina com mais facilidade (e 
quantidade)? Qual delas produz um melhor lubrificante? Explique. 
Exercícios