aula 1 e 2 topicos 3

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Tópicos Especiais 3 em Engenharia de Petróleo 
Profª: Bárbara Rocha 
bca.rocha@hotmail.com 
A origem do Petróleo 
O petróleo é encontrado em cavidades existentes entre as camadas do subsolo, 
quer em terra firme, quer sobre o mar. Geralmente acompanhada de água 
salgada e gás natural. 
O que é o petróleo? 
Composição: HC + Impurezas 
 
É formado por uma complexa mistura, onde a predominância é doa HC. 
 
Os óleos obtidos de diferentes reservatórios de petróleo possuem 
características distintas conforme cor, viscosidade, densidade, acidez, teor de 
enxofre, etc. 
 
Propriedades do Petróleo 
 
Classificação Energética 
Constituintes do Petróleo 
Podem ser divididos em duas classes: 
 
1)Hidrocarbonetos 
 
2)Não hidrocarbonetos: derivados sulfurados, oxigenados, organometálicos, 
nitrogenado e resinas e asfaltenos. 
Hidrocarbonetos 
 
Petróleo Crú: É o petróleo na sua forma bruta (crú) 
sem passar pelo sistema de refino. 
 
- Petróleo Naftênico: petróleo com grande 
quantidade de hidrocarbonetos naftênicos. 
 
- Petróleo Parafínico: petróleo com grande 
concentração de hidrocarbonetos parafínicos. 
 
- Petróleo Aromático: com grande concentração de 
hidrocarbonetos aromáticos. 
 
Parafinas 
 
 
• Os átomos de carbono são unidos somente por ligações simples e ao 
maior número possível de átomos de Hidrogênio 
 
Cadeia linear, sem ramificações 
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 
Naftênicos 
 
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 
 
 
 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 
 
 Aromáticos 
Petróleo aromático: mínimo 50% de HCs aromáticos; 
Petróleo aromático-nafténico: alta concentração de HCs aromáticos e mínimo 35% de 
cicloalcanos 
INFLUÊNCIA DOS HC 
 
 
• Todos os petróleos contêm substancialmente os mesmos hidrocarbonetos, 
em diferentes quantidades 
 
• A quantidade relativa de cada grupo de hidrocarbonetos varia muito de 
petróleo a petróleo, afetando as suas propriedades físico-químicas 
 
• A quantidade relativa dos compostos individuais dentro de cada grupo de 
hidrocarbonetos é aproximadamente da mesma ordem de grandeza para 
diferentes petróleos 
 
• Dependendo da proporção de compostos de hidrocarbonetos na sua 
composição, o petróleo se mostra mais adequado para a produção de um 
ou outro derivado (ou produto final de uma refinaria). 
 
INFLUÊNCIA DOS HC 
Não Hidrocarbonetos 
Não Hidrocarbonetos 
a)Compostos Sulfurados 
 
TERCEIRO elemento mais abundante no petróleo 
 
Faixa entre 0,06 e 8,0% em peso, média 0,65% 
 
 
 
Não Hidrocarbonetos 
b) Compostos Nitrogenados 
Não Hidrocarbonetos 
Os compostos nitrogenados não-básicos são normalmente da classe dos 
indóis, carbazóis e pirróis, também ocorrendo principalmente nas frações de 
alto ponto de ebulição e nos resíduos. 
b) Compostos Nitrogenados 
Não Hidrocarbonetos 
Os compostos básicos são formados principalmente por homólogos da piridina e 
ocorrem em praticamente todas as faixas de ebulição, apesar de serem mais 
facilmente encontrados nas frações de alto ponto de ebulição e nos resíduos. 
c)Compostos Oxigenados 
• Faixa entre 0,1 e 2,0% em peso 
• Afetam a acidez, odor e corrosividade das frações (ácidos 
naftênicos) 
 
 
• Os compostos oxigenados tem caráter ácido, principalmente pela 
presença de ácido carboxílico, fenol e éter; 
 
• A acidez do petróleo é conhecida como acidez naftênica, devido a 
presença de ácidos carboxílicos. 
 
• Assim como os compostos sulfurados e nitrogenados, tendem a se 
concentrar nas frações mais pesadas e são responsáveis pela acidez, 
corrosividade e formação de gomas. 
 
 
Não Hidrocarbonetos 
c)Compostos Oxigenados 
 
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 
 
Não Hidrocarbonetos 
d) Resinas e asfaltenos 
 
• Apesar de conterem heteroátomos como S, N, O e metais, as resinas e os 
asfaltenos não são considerados contaminantes (óleos combustíveis e 
asfaltos); 
• São os principais constituintes do óleo combustível e asfalto; 
• Os contaminantes orgânicos são constituídos por hidrocarbonetos onde 
ocorre a substituição de hidrogênio por elementos como S, N, O e metais. 
 
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, Nb, Co, Mn, Cr, Na, Ni, V ; 
 
• Contaminam os catalisadores ; 
 
• V(venádio): ataca os tubos de exaustão dos queimadores; catalisa a 
formação de H2SO4 em meio aquoso 
 
Não Hidrocarbonetos 
Não Hidrocarbonetos 
Elemento Faixa de variação no 
petróleo - ppm 
Cu 
Ca 
Mg 
Ba 
Sr 
Zn 
Hg 
Ce 
B 
Al 
Ga 
Ti 
Zr 
Si 
Sn 
Pb 
V 
Fe 
Co 
Ni 
0,2 - 12,0 
1,0 - 2,5 
1,0 - 2,5 
0,001 - 0,1 
0,001 - 0,1 
0,5 - 1,0 
0,03 - 0,1 
 0,001 - 0,6 
0,001 - 0,1 
0,5 - 1,0 
0,001 - 0,1 
0,001 - 0,4 
0,001 - 0,4 
0,1 - 5,0 
0,1 - 0,3 
0,001 - 0,2 
5,0 - 1500 
0,04 - 120 
0,001 - 12 
3,0 - 120 
 
Destilação do Petróleo 
Faixa de 
Temperatura 
Produto Nº de átomo de 
carbono na 
molécula 
Abaixo da T 
ambiente 
Gás natural C1-C4 
90-120 Nafta C8-C9 
30-200 Gasolina C5-C10 
150-300 Querosene C12-C18 
250-300 Óleo 
diesel(gasóleo) 
ACIMA DE C15 
300-400 Óleos 
lubrificantes 
Não destilam a 
pressão ambiente 
Principais produtos resultantes da destilação: 
Após a destilação o asfalto, coque, piche restam como resíduo, sendo a parafina e 
vaselina subprodutos dessa destilação. 
Destilação do Petróleo 
Principais produtos do petróleo 
Principais produtores do petróleo 
Principais reservas do petróleo 
Principais correntes Brasileiras 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
PROCESSOS DE OBTENÇÃO: 
Esse gás pode ser obtido de duas formas: nas refinarias de petróleo ou nas Unidades 
de Processamento de Gás Natural. 
 
O gás natural ocorre em formações rochosas no subsolo terrestre, da mesma forma 
que o petróleo, sendo até mesmo em alguns casos extraído com este. 
 
 O gás natural está presente também no petróleo, pois se encontra dissolvido nele. É 
composto por hidrocarbonetos parafínicos (alcanos), desde os de moléculas com o 
menor número de carbono - o metano (CH4) - até o pentano (C5H12). Contém também 
quantidades pequenas de gases inertes como o) dióxido de carbono (C02), o 
nitrogênio (N), e em alguns casos pode apresentar pequenas quantidades de hélio 
(He). 
GLP (Gás Liquefeito de 
petróleo) 
Gás natural bruto extraído 
diretamente do poço 
produtor 
Frações de 
hidrocarbonetosmais pesados, 
chamados de 
líquidos de gás 
natural (LGN). 
Gasolina = leve 
(C5) 
apropriado para 
misturas com 
combustíveis 
automotivos 
GLP 
As operações de conversão têm maior ganho de valor, devido ao fato que as frações 
de baixo valor comercial (gasóleos e resíduos) são transformadas em outras de maior 
valor (GLP, naftas, querosene e diesel) durante o processo. 
Depois de produzido, o GLP é mandado para as companhias distribuidoras de gás 
por caminhões e gasodutos. 
• O petróleo produz uma pequena 
quantidade de hidrocarbonetos na 
faixa do GLP cujo total se situa no 
máximo de 2 a 2,5%. 
 
• A quantidade de GLP produzida 
direto da destilação é pequena e 
composta exclusivamente por 
hidrocarbonetos parafínicos. A 
quantidade de GLP extraída do 
petróleo é aumentada através de 
processos de craqueamento de 
produtos mais pesados. 
 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
Características / Composição química 
 
Na composição do GLP há uma mistura de hidrocarbonetos contendo 
predominantemente, em percentuais variáveis, propano e butano (e 
podendo conter ainda propeno e/ou buteno). 
 
Se houver uma proporção de propano maior do que a de butano, 
tem-se um GLP mais “rico”, com maior pressão e menor peso. 
 
Se ocorrer o inverso, tem-se um GLP mais “pobre”, com maior peso e 
menor pressão. 
 
É uma das frações mais leves do petróleo e sua queima é muito limpa, 
com baixíssima emissão de poluentes. 
 
Chama-se gás liquefeito, porque sob pressão moderada 
e temperatura ambiente, o produto engarrafado 
encontra-se na forma líquida. 
 
 
• Impurezas: Apesar de o GLP ser um produto praticaemtne isento de 
contaminantes, faz-se necessário a utilização de sistemas de tratamento 
específicos para a garantia do atendimento da ANP. 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
• Teor de Enxofre e Corrosividade 
 
A presença de compostos sulfurados no GLP (H2S e 
mercaptanos) confere caráter corrosivo, ao 
produto. Por isso, todo GLP produzido nas refinarias 
passa por um processo de dessulfurização, visando 
a atender as especificações. 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
• ODORIZAÇÃO 
Após tratamento é injetado um pequena 
quantidade de odorante no GLP como medida 
de segurança, para facilitar a detecção de 
quaisquer possíveis vazamentos. 
 
 ODORANTE= Etil mercaptan 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
• Poder Calorífico: é a quantidade de calor liberada pela 
combustão completa da unidade de massa (ou volume) do 
combustível. 
• O poder calorífico de um combustível nos da o "conteúdo 
energético" do mesmo, independentemente do fato de ser ou 
não realizada a combustão. 
• O GLP apresenta elevado poder calorífico. Por isso, sua 
performance em relação a outros combustíveis é considerada 
superior. 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
Rendimento em derivados 
varia de acordo com o tipo 
de petróleo, condições 
operacionais e processos 
utilizados. 
Petróleos mais leves 
= derivados leves 
gases combustíveis, GLP e 
gasolina 
Petróleos mais pesados 
= derivados pesados 
óleo combustível ou asfalto 
 
Comparado a outros combustíveis, o GLP apresenta as 
seguintes vantagens técnicas e econômicas: 
• Facilidade de transporte e armazenamento dos 
líquidos. 
• Como gás, sua mistura com o ar é mais simples e 
completa, o que permite uma combustão limpa, não 
poluente e de maior rendimento. 
• Liquefeito, sob suave pressão na temperatura 
ambiente, pode ser armazenado e transportado com 
facilidade, inclusive em grandes quantidades. 
 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
COMPARAÇÃO ENTRE OS PRINCIPAIS GASES 
Utilização 
1- Uso em residências 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
1- Aquecimento de ambientes; 2- Aquecimento de água; 3-Cocção de 
alimentos; 4-Aquecendo áreas externas; 5- Churrasqueiras; 6- Secadora de 
roupas 
Utilização 
2- Uso em Indústrias 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
Utilização 
2- Uso em Serviços e Comércio 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
Utilização 
2- Uso na agricultura 
 
• Secagem de grãos 
• Torrefação de grãos 
• Avicultura: aquecimento de pintos em granjas 
para acelerar o crescimento. 
• Horticultura: aquecimento de estufas 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
Utilização: 
 
 
Atualmente o GLP perdeu um pouco seu espaço 
como fonte mais limpa para o gás natural, mas 
e mantém forte no mercado doméstico devido 
a baixa comercialização do gás natural nesse 
segmento 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
• Requisitos de Qualidade 
 
Quando utilizado como combustível doméstico, o GLP tem os seguintes requisitos 
de qualidade. 
1- Facilidade de vaporização nas condições ambientes, para não deixar resíduo 
líquido no fundo do botijão; 
 
2- Composição uniforme, para apresentar constância na razão volumétrica 
ar/combustível necessária a queima; 
 
3- Combustão completa sem formar fuligem ou deixar resíduos nos 
equipamentos; 
 
4- Não ser poluente nem corrosivo. 
 
5-Não poluir residências, nem corroer equipamentos. 
 
6-Alto poder calorífico e combustão completa, para atender necessidades 
energéticas do equipamentos. 
 
 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
GLP (Gás Liquefeito de petróleo) 
2011