Petroquímica atividade 3

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Petroquímica
Histórico da Petroquímica no Brasil
A descoberta do petróleo no Brasil coincide com um período de fortalecimento da nacionalidade acrescendo, por isso, a seu valor econômico, grande carga simbólica. Ele surge como possibilidade de independência econômica. A campanha “O petróleo é nosso” galvanizou a população, entre 1947 e 1953, ano em que foi criada a Petrobras.
O maior expoente dessa luta foi o escritor paulista Monteiro Lobato (1888-1948), quecriou, em 1931, a Companhia Petróleos do Brasil, a qual, segundo Vogt (2002), teve metade de suas ações subscritas em quatro dias. Em 1936, conseguiu que uma sonda de sua empresa jorrasse em Alagoas, no Poço São João do Riacho Doce, a 250 metros de profundidade. Foi o primeiro jato de gás de petróleo. Em 1941, quando vigorava a ditadura do Estado Novo de Vargas, Lobato foi preso sob a alegação de querer desmoralizar o Conselho Nacional do Petróleo. Suas opiniões, porém, terminaram por influenciar partidos e movimentos sociais, para a defesa da causa, após a ditadura (1945). Em 1948 a União Nacional dos Estudantes (UNE) criou uma Comissão Estudantil de Defesa do Petróleo.
Histórico da Petroquímica no Brasil
Devido ao valor estratégico do petróleo, havia os que defendiam a participação de empresas estrangeiras na exploração e refino; e, imensa maioria da sociedade, os que exigiam a criação de uma empresa estatal brasileira para esse fim, com a instituição do monopólio.
Em 1951, Vargas, que voltava ao governo democraticamente um ano antes, enviou ao Congresso Nacional um projeto de criação de uma empresa mista para a exploração do petróleo, mas com o controle da União, o que provocou debates no país inteiro. O Partido Comunista Brasileiro, a UNE e grande parte das Forças Armadas opuseram-se a esse projeto de modo veemente.
Da criação da Petrobras ao surgimento das indústrias petroquímicas
 
Durante o governo JK (1956-1961), período de grande expansão da economia, o crescimento da demanda por plástico no país, associado à necessidade de substituição de importações, gerou a necessidade de um parque industrial. Foi estimulada a implantação de subsidiárias de empresas internacionais em segmentos diversos de produtos finais (pois elas precisavam ampliar o mercado) assim como na produção e comercialização de derivados do petróleo e insumos químicos básicos. A participação de empresas brasileiras nos segmentos intermediários e finais era pouco representativa (MERCADO; ANTUNES, 1998). No início da década 1960, cinco indústrias petroquímicas se instalaram no país, das quais quatro de capital estrangeiro e uma de capital nacional – Fábrica de Fertilizantes de Cubatão em São Paulo.
Até meados dos anos 1960 não havia uma estratégia de implantação da petroquímica brasileira. Foi um período de grande instabilidade política, com retração de investimentos estrangeiros, pela insegurança dos investidores estrangeiros tanto em relação ao fornecimento de matéria-prima quanto pela preocupação do crescimento do monopólio da Petrobras. Em 1965 foi criado o Grupo Executivo da Indústria Química (Geiquim), que visava a promover a indústria nacional, o que levou a implantação dos pólos nas décadas de 1970 e 80.
Etapas das reações químicas
O petróleo deve passar por processos para que o seu aproveitamento energético seja possível, a saber: separação, conversão e tratamento. Com o objetivo de transformação com maior diversidade de produtos possíveis, com o menor custo e a maior qualidade.
Os três passos básicos da petroquímica são a extração de petróleo, o refino e sua transformação num produto, embora pareça simples, porém, o procedimento entre a matéria-prima o produto comercializável inclui mais de 45 etapas.
Os processos envolvidos no refino de petróleo são:
Etapas das reações químicas 
Destilação
 ocorre através do fornecimento de calor e resulta na decomposição do petróleo em diversos produtos finais, assim como vapores e líquidos. São obtidas frações, isto é, misturas de hidrocarbonetos. Dentro dos equipamentos de destilação encontra-se a dessalgadora, que através de processos líquido e elétrico, separa o produto em líquidos e óleos.
A Torre de Destilação Atmosférica separa componentes através da vaporização e condensação, obtendo produtos diferentes.
A Torre de Destilação à Vácuo aquece o resíduo da Torre de Destilação Atmosférica, causando a vaporização do gasóleo contido.
Etapas das reações químicas 
Extração de solventes: um dos processos desta etapa é a desasfaltação do propano, que objetiva a extração líquido-líquido e recupera as frações oleosas ricas em asfaltenos. O resíduo deste processo pode ser usado em óleos combustíveis e asfaltamento de ruas.
Processo de conversão: é a geração de novos produtos através de processos químicos de quebra de moléculas;
Craqueamento catalítico: é a quebra de moléculas com a utilização de catalisadores, para transformar as frações mais pesadas em outras, mais leves. Os produtos obtidos neste processo são: Gás combustível, Nafta, óleo leve; óleo decantado.
Etapas das reações químicas 
Reforma catalítica: refino através de catalisadores que resultam em obtenção de gasolina com elevado índice de octana ou um produto rico em hidrocarbonetos aromáticos nobres, como o benzeno. São realizadas as etapas abaixo:
Seção de pré-tratamento: remoção das impurezas como oxigênio e metais.
Seção de reforma: processos que resultam na formação de coque.
Seção de estabilização: separação entre o gás combustível e o reformado catalítico líquido.
Coqueamento retardado: processo que visa a valorização econômica dos óleos pesados. Etapa cada vez mais em uso, já que a maior parte dos óleos crus é pesada.
Essa fase resulta em produtos semelhantes ao craqueamento catalítico.
As frações menores são ainda tratadas para a obtenção de produtos derivados do petróleo, como querosene e óleo diesel.
o craqueamento térmico ou craqueamento catalítico do petróleo. Os processos anteriores foram físicos, mas agora se usa um processo químico. Esse termo “craqueamento” vem do inglês to crack, que significa “quebrar”, pois é exatamente isso que é feito: quebram-se moléculas mais longas em moléculas menores. Desse modo, transformando determinadas frações de menor interesse comercial em frações de maior interesse.
Por exemplo, o craqueamento permite transformar uma fração de querosene em uma fração de gasolina:
O craqueamento térmico é feito através de temperaturas e pressões elevadas. Por exemplo, para transformar moléculas de querosene, óleo diesel ou óleo lubrificante em gasolina, são usadas temperaturas entre 450ºC e 700ºC. Já o craqueamento catalítico usa apenas catalisadores, tornando o processo mais econômico e seguro.
O craqueamento é muito importante para aumentar o aproveitamento do petróleo e para obter subprodutos que são usados como matérias-primas na produção de plásticos e borrachas.
A última etapa do refino do petróleo trata-se da reforma catalítica (reforming), em que, como o próprio nome indica, o objetivo é “reformar ou reestruturar” as moléculas, transformando cadeias normais de hidrocarbonetos em cadeias ramificadas, cíclicas e aromáticas.
Reforma catalítica
A reformação ou 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 com tato com o catalisador a uma temperatura entre 470 °C e 530 °C e uma pressão entre 10 e 40 kgf/cm 2.
O reformado produzido é rico em hidrocarbonetos aromáticos e isoparafínicos, mas GLP, gás combustível, hidrogênio
e coque também são gerados como subprodutos.
Três seções principais compõem uma unidade de reforma catalítica (URC): 
Seção de Pré-tratamento: Promove-se a proteção futura do catalisador de reforma contra impurezas presentes na carga (S, N, O, metais e olefinas), através de reações de seus compostos com hidrogênio. Estas reações são efetivadas pelo catalisador de pré- tratamento, compostos de óxidos de cobalto e molibdênio suportados em alumina, que retêm os metais em sua superfície. Os derivados de S, N e O e as impurezas voláteis são separados em uma torre retificadora, de onde se obtém a nafta pré-tratada.
Seção de Reformação: A nafta pré-tratada recebe uma carga de hidrogênio e passa por uma bateria de fornos e reatores, onde se promovem diversas reações. 
Refinarias do Brasil 
Refinarias do Brasil 
Barril da Bacia de Campos 
Segmentos petroquímicos
Gás Natural
Fontes alternativas de matéria prima
A bioenergia é a designação para a energia obtida através da biomassa. Tal energia pode ser utilizada para se gerar calor, eletricidade ou combustível para motores de combustão em geral. Também é considerado bioenergia a a energia quimicamente armazenada na biomassa.
A fontes principais de bioenergia são materiais provenientes de matérias primas renováveis, como madeira, produtos agrícolas (por ex. colza, milho, cereais) e dejetos orgânicos (estrume, serragem, lixo orgânico, resíduos urbanos.
O uso da bioenergia como fonte de alternativa de combustível ainda não é largamente difundido e representa apenas uma pequena parcela no consumo de energia mundial. A Alemanha, por exemplo, apresentou no ano de 2011 um consumo total de energia onde apenas 8,2 % era proveniente da bioenergia. No entanto há uma projeção otimista que diz ser possível, que a bioenergia abasteça a demanda mundial de energia, até o ano de 2050. Entre os combustíveis bioenergéticos destaca-se o etanol, o metanol e o biodiesel (aditivo de 7% ao diesel convencional), entre outros. Estes representam uma fonte alternativa de combustível, perante aos combustíveis fósseis.
Reforma catalítica
c. Seção de Reformação: A nafta pré-tratada recebe uma carga de hidrogênio e passa por uma bateria de fornos e reatores, onde se promovem diversas reações.
Desidrogenação de hidrocarbonetos naftênicos, muito rápida e fortemente exotérmica; 
Isomerização de hidrocarbonetos naftênicos, menos rápida e ligeiramente exotérmica; 
Desidrociclização de hidrocarbonetos parafínicos, lenta e fortemente endotérmica; 
Isomerização de hidrocarbonetos parafínicos, rápida e ligeiramente exotérmica; 
Hidrocraqueamento de naftênicos, muito lenta e fortemente exotérmica; 
Hidrocraqueamento de parafinas, lenta e muito exotérmica; 
Reações de formação de coque.
Reforma catalítica
d. Seção de Estabilização: Promove o reciclo do gás hidrogênio ao processo e a separação das correntes gasosas leves, do GLP e do reformado catalítico. 
e. Com o andamento do processo, ocoque e outros compostos são depositados sobre o catalisador de reforma, causando um declínio em seu desempenho. Nesse aspecto, a perda de atividade pode ser caracterizada das seguintes formas:
- Perda temporária com restauração posterior sem regeneração, causada por água e compostos de N e S; 
- Perda temporária com restauração posterior com regeneração, causada por deposição de coque; 
- Perda permanente, causada quando se tem alta concentração de enxofre e metais.
ciclo de vida petroquímico
Baseia-se na premissa de que os produtos têm um berço (extração de reuso para a fabricação do produto) e um túmulo (descarte final, quando o produto não tem mais função), contido no processo de manufatura, uso e reuso e reciclagem do produto. Os processos interagem com o ambiente (substância são extraídas, modificadas) . A filosofia do ciclo de vida considera as implicações das ações do berço ao túmulo e reconhece que as responsabilidades de organizações não estão limitadas a estas fases do ciclo de vida que estão diretamente envolvidos.
A reflexão da sociedade em relação a atitude trouxe a conscientização sobre o desenvolvimento sustentável. Rejeitos de materiais e energéticos são gerados a partir do consumo e da transformação de recursos naturais em bens e serviços.
Este modo origina uma abordagem que amplia o foco de atuação para além da unidade individual de cada organização. O Life Cycle thinkking (TCL) é descrita coo consciência de um bom desempenho ambiental em uma unidade isolada da cadeia produtiva não é suficiente para garantir que a mesma tenha sua sustentabilidade garantida, essa condição será atingida apenas se a totalidade dos elos da cadeia apresentarem desempenho ambiental adequado.
MECANISMO DE DESENVOLVIMENTO LIMPO (MDL)
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CICLO DE UM PROJETO DE MDL
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Créditos de Carbono
Os créditos de carbono são certificados, expedidos quando ocorre a diminuição de emissão de gases de efeito estufa (GEE) e foi uma forma criada para estimular as empresas a buscarem meios de reduzirem a emissão de gases poluentes na atmosfera. As empresas que conseguem uma redução acima das metas estabelecidas pelo Protocolo de Quioto recebem os créditos de carbono, que podem ser comercializados com países que não atingiram suas metas.
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Aproveitamento do potencial petroquímico do pré-sal 
O quarto componente dos investimentos projetados está ligado ao possível aproveitamento das oportunidades oferecidas pela exploração do chamado pré-sal por meio da agregação de valor e conteúdo industrial às matérias-primas extraídas da nova fronteira petrolífera. Os investimentos realizados no pré-sal resultarão em petróleo bruto e em gás associado, que demandarão outros investimentos nas etapas subsequentes para serem aproveitados de modo mais efetivo e contribuírem de maneira mais vigorosa para o crescimento econômico e o desenvolvimento do Brasil.
Existem muitas incógnitas sobre o petróleo e o gás do pré-sal, de modo que as projeções devem ser utilizadas com cautela, como, aliás, quaisquer outras que se façam sobre o tema. Por essa razão, alguns parâmetros da projeção foram construídos a partir do conhecimento proveniente de outros campos. Supondo-se uma produção adicional de petróleo de dois milhões de barris diários, o aproveitamento das correntes petroquímicas associadas demandará investimentos de US$ 15 bilhões, distribuídos da seguinte forma: aproximadamente 1/3 nas centrais e 2/3 na segunda geração. Evidentemente, a disponibilidade de matéria-prima competitiva para a terceira geração (por exemplo, transformadores plásticos) pode ensejar investimentos adicionais que, embora além dos limites da química, têm grande relevância para a indústria brasileira e para o seu desenvolvimento. Tais investimentos, contudo, não fazem parte do escopo desta projeção.
O aproveitamento, pelo setor químico, das oportunidades oferecidas pela exploração do pré-sal deverá motivar investimentos que alcançam o patamar de US$ 15 bilhões.
Pré-sal
O pré-sal é uma sequência de rochas sedimentares formadas há mais de 100 milhões de anos no espaço geográfico criado pela separação do antigo continente Gondwana. Mais especificamente, pela separação dos atuais continentes Americano e Africano, que começou há cerca de 150 milhões de anos. Entre os dois continentes formaram-se, inicialmente, grandes depressões, que deram origem a grandes lagos. Ali foram depositadas, ao longo de milhões de anos, as rochas geradoras de petróleo do pré-sal. Como todos os rios dos continentes que se separavam corriam para as regiões mais baixas, grandes volumes de matéria orgânica foram ali se depositando.
À medida que os continentes se distanciavam, os materiais orgânicos então acumulados nesse novo espaço foram sendo cobertos pelas águas do Oceano Atlântico, que então se formava. Dava-se início, ali, à formação de uma camada de sal que atualmente chega até 2 mil metros de espessura. Essa camada de sal depositou-se sobre a matéria orgânica acumulada, retendo-a por milhões de anos, até que processos termoquímicos a transformasse
em hidrocarbonetos (petróleo e gás natural).
No atual contexto exploratório brasileiro, a possibilidade de ocorrência do conjunto de rochas com potencial para gerar e acumular petróleo na camada pré-sal encontra-se na chamada província pré-sal, um polígono de aproximadamente 800 km de extensão por 200 km de largura, no litoral entre os estados de Santa Catarina e Espírito Santo.
As jazidas dessa província ficam a 300 km da região Sudeste, que concentra 58,2% do Produto Interno Bruto (soma de toda a produção de bens e serviços do país). A área total da província do pré-sal (149 mil km2) corresponde a quase três vezes e meia o estado do Rio de Janeiro.
Tecnologias premiadas do Pré-Sal
Primeira Boia de Sustentação de Risers (BSR) Os risers são dutos que conduzem o petróleo ou o gás do fundo do mar até a plataforma.
Com o objetivo de sustentar os risers que são ligados aos dutos submarinos dos poços, as boias são instaladas num ponto entre o leito marinho no assoalho oceânico, fundo do mar e a superfície do mar (a cerca de 250 metros de profundidade). Isso permite a sua conexão com os FPSOs (unidade flutuante de produção, armazenamento e transferência de petróleo) através de tramos de tubos flexíveis.
Com esta configuração, os movimentos da plataforma flutuante não são transferidos integralmente aos risers rígidos, diminuindo o dano por causa da fadiga e garantindo sua vida útil mesmo em condições meteoceanográficas severas.
Foram instaladas duas boias no projeto piloto do campo de Sapinho e outras duas no campo de Lula (no projeto piloto na área de Lula Nordeste), com um total de nove poços atualmente em produção.
Primeiro riser rígido em catenáriaCurva plana assumida por um fio suspenso sob a ação única do seu próprio peso.composto por tubos com liner, instalados pelo método reel lay (carretel)
Foram instalados risers rígidos apoiados diretamente na Boia de Sustentação de Risers (BSR), chamados de Steel Catenary Riser (SCR). Estes foram os primeiros risers do tipo SCR que empregaram tubos de aço carbono revestidos internamente com liner metálicoRevestimento metálico para proteção interna de tubos de aço. resistente à corrosão.
Procedimentos especiais e testes de qualificação permitiram a utilização desses tubos em condições dinâmicas (como risers) e viabilizaram sua instalação pelo método reel lay (carretel)Método de lançamento de linhas que utiliza navios equipados com carretéis. Tem a vantagem de instalar dutos no fundo do mar com uma velocidade maior do que os métodos convencionais..
Foram utilizados aproximadamente 100 km destes tubos com liner metálico nos projetos Piloto de Sapinhoá e Lula NE.
Mais profundo riser rígido em configuração “lazy wave” (SLWR)
Os Steel Lazy Wave Risers (SLWR) são risers de aço instalados com um conjunto de flutuadores que formam uma configuração em corcova e são ligados diretamente à unidade flutuante de produção. Trata-se do primeiro sistema deste tipo no mundo a ser conectado a um FPSO com ancoragem distribuída (spread mooring), projetado e construído para suportar os movimentos do navio-plataforma no ambiente adverso do pré-sal.
O primeiro SLWR instalado no pré-sal está a uma profundidade de água de 2.140 m, interligado ao FPSO Cidade de Ilhabela (projeto de Sapinhoá Norte).
Mais profundo riser flexível (em lâmina d’águaDistância entre a superfície da água e o fundo do mar. de 2.220 m)
O riser flexível é composto por tubo multicamada (partes em material metálico e partes em material polimérico), que transfere o petróleo e/ou gás do poço no fundo do mar à plataforma de produção. Para o trabalho no Pré-Sal, passou por um desenvolvimento específico para atender ao serviço corrosivo e às águas ultraprofundas.
O riser flexível em maior profundidade (2.220 m) foi instalado no Campo de Lula, no projeto Iracema Sul. Já estão em operação mais de 35 risers flexíveis na Bacia de Santos, produzindo petróleo e gás natural.
Primeiro uso intensivo de completação inteligente
Completação é o conjunto de operações destinadas a equipar o poço para produzir óleo e gás ou injetar fluidos no reservatório. Na completação inteligente, é possível produzir ao mesmo tempo a partir de duas ou mais zonas de um reservatório com o uso de válvulas que são fechadas ou abertas remotamente a partir da sala de controle da plataforma. Em águas ultra profundas, nos poços satélites .Poços perfurados distante da plataforma.
Completação é a configuração dos materiais e equipamentos instalados em um poço de petróleo para produção ou injeção de fluidos. O efetivo gerenciamento dos reservatórios com a completação inteligente permite aumentar o fator de recuperação final de óleo e gás do reservatório.
A tecnologia de completação inteligente vem sendo utilizada de forma intensiva no Pré-Sal, tendo sido instalada em 22 poços até março de 2015
Primeiro uso do método alternado de injeção de água e gás em água ultra profunda (2.200 m)
Esta técnica está sendo utilizada e avaliada no Sistema Piloto de Lula desde junho de 2013. As principais vantagens são a otimização do gerenciamento do reservatório e a expectativa de aumento do fator de recuperação do petróleo.
Referências:
http://www.dequi.eel.usp.br/~barcza/RefinoPetrobras.pdf
http://www.nupeg.ufrn.br/downloads/deq0370/curso_refino_ufrn-final_1.pdf
http://canais.abiquim.org.br/pacto/desafio.asp
http://presal.hotsitespetrobras.com.br/tecnologias-pioneiras/#3
https://www.infoescola.com/quimica/petroquimica/