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Processamento de Petroleo

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Prévia do material em texto

Ágatha Kariya 
Caroline Badini 
Joyce Lopes 
Pedro Marcondes 
Rodrigo Frizzi 
Valdinei Rodrigues 
 É chamado petróleo o fluido oleoso, de origem fóssil 
rico em hidrocarbonetos e bastante viscoso. Formado ao longo 
de milhões de anos no subsolo, tem uma cor bastante escura, 
variando de negro a âmbar, dependendo de sua origem. 
 
 É uma substancia inflamável de densidade maior do que 
a água e que ocupa atualmente o posto de principal fonte 
energética no mundo moderno. 
 
 O petróleo faz parte de diversos produtos do nosso dia-
a-dia. Além dos combustíveis, ele também está presente em 
fertilizantes, plásticos, tintas, borracha, entre outros. 
 Várias teorias existem quanto a formação do petróleo, 
entretanto a mais aceita é de que surgiu pela decomposição e 
transformações químicas ocorridas em depósitos naturais de material 
orgânico ao longo de milhões de anos. 
 
Seres vivos 
 
São soterrados por convulsões da natureza 
 
Resultando em mistura orgânica chamada sapropel 
 
Passam por reações químicas em condições extremas 
 
Transforma-se em petróleo 
 Registros históricos da utilização do petróleo 
remontam a 4 000 a.C. para pavimentação de estradas, 
calefação de grandes construções, aquecimento e 
iluminação de casas, etc. 
 
 Os chineses já perfuravam poços, usando hastes de 
bambu. Por volta de 347 a.C. 
 
 No início da era cristã, os árabes davam ao petróleo 
fins bélicos e de iluminação. O petróleo já era produzido 
em escala comercial, para os padrões da época 
 O primeiro poço de petróleo foi descoberto nos Estados Unidos, 
Pensilvânia, no ano de 1859 por Edwin Laurentine. Ele foi encontrado em uma 
região de pequena profundidade (21m). O poço mostrou-se produtor e 
portanto marca o nascimento da indústria moderna petrolífera. 
 
 Em princípio extrai-se apenas o querosene para a iluminação, mas 
com advento da indústria automobilística (Ford fabrica o primeiro modelo em 
1896) e do avião (os irmãos Wright voam em 1903), somado à sua utilização nas 
guerras, tornou-se o principal produto estratégico do mundo moderno. 
 
 Até o final do século XIX, os Estados Unidos dominaram praticamente 
sozinhos o comércio mundial de petróleo, devido em grande parte à atuação do 
empresário John D. Rockefeller. A supremacia americana só era ameaçada, nas 
últimas décadas do século XIX, pela produção de óleo nas jazidas do Cáucaso, 
exploradas pelo grupo Nobel, com capital russo e sueco. 
 
 
 
 As antigas potências colonialistas (Inglaterra, França e Holanda) 
perderam suas energias na 2ª guerra. Um forte movimento nacionalista teve 
então início. No Irã, em 1951, deu-se a primeira crise com a política do 1º 
Ministro Mossadegh que nacionalizou a British Petroleum. Mas, em 1953, a 
CIA e o serviço secreto inglês, numa operação conjunta, conseguiram 
reverter a situação. 
 A segunda crise do petróleo ocorreu em 1956 quando o Presidente 
do Egito, Gamal Nasser, nacionalizou o Canal de Suez, em mãos de uma 
companhia anglo-francesa. Com a intervenção militar de tropas inglesas e 
francesas ocorreu um boicote do mundo árabe 
 A terceira crise ocorreu durante a Guerra dos Seis Dias, quando 
Israel travou uma guerra fulminante com seus vizinhos. Mas a mais grave, a 
quarta, ocorreu durante a Guerra do Yon-Kippur, quando os árabes agora 
organizados no cartel da OPEP (fundada em Bagdá, em 1960), decidiram 
aumentar o preço do barril de petróleo (de U$ 2,9 para U$ 11,65), um 
aumento de 301%. 
 
 A penúltima grande crise mundial, a quinta crise, ocorreu como 
resultado da espetacular deposição do Xá Reza Pahlevi, em 1979, seguida 
pela Revolução Xiita que desorganizou todo o setor produtivo do Irã. A 
crise estendeu-se até 1981, quando o preço do barril saltou 1072% em 
relação ao preço de 1973. 
 Depois de ter-se envolvido numa desgastante guerra de fronteiras 
com o Irã, o ditador iraquiano Saddam Hussein resolveu atacar, em 1990, o 
emirado do Kuwait, um dos maiores produtores de petróleo dom mundo. 
Saddam o transformou na 19ª província da República Iraquiana. Tinha 
início a sexta crise do petróleo do após-Guerra. 
1° Fase (1858-1938) 
 
 1864 – Thomas Denny Sargent recebeu concessão para 
prospecção e lavra do petróleo na Bahia. 
 1897 – O fazendeiro Eugenio Ferreira de Camargo, 
perfurou um poço de 488 m, considerado o primeiro 
poço petrolífero do país, porém apenas 2 barris foram 
extraídos dele. 
 1938 – Criação do Conselho Nacional do Petróleo 
(CNP), por Getúlio Vargas: criação de um parque 
refinador no País. 
 
 
 
 A história do Petróleo no Brasil pode ser dividida 
em 4 fases: 
 1° Fase (1858-1938) 
 
 2° Fase (1939-1953) 
 
 3° Fase (1954-1996) 
 
 4° Fase (1996-até os dias atuais) 
 
2° Fase (1939-1953) 
 
 1939-1953 - Só era permitido a 
empresas brasileiras refinar 
petróleo no país. 
 1941 – Jorrou petróleo 
comercial pela primeira vez, 
resultante de trabalhos do 
CNP 
 1940-1945 – Cresceu a 
campanha denominada 
“Campanha do Petróleo” pelo 
controle nacional sobre o 
petróleo. 
 
Campanha “O Petróleo é nosso” no 
governo de Getúlio Vargas 
 1953 – Getulio Vargas enviou ao Congresso o projeto 
prevendo a criação da PETROBRAS (Petróleo 
Brasileiro S/A). 
 
3° Fase (1954-1996) 
 
 1954 – O Brasil já tinha um consumo de 150.000 barris por 
dia de derivados. 
 1954 –Refinaria Capuava: capacidade para 20.000 barris por 
dia. 
 1955 - Foi construída a refinaria de Cubatão, com 
capacidade para 45000 barris por dia. 
 1957 - Foi construída a refinaria de Manaus, com 
capacidade para 5000 barris por dia. 
 1968 – 1974 – Foram encontrados jazidas em Guaricema 
(1968), Dourado, Camorim, Caioba (1970), Ubarana (1973), 
Bacia Potiguar e Garoupa (1974). 
 
 
4° Fase (1996-até os dias atuais) 
 
 1997 – União permitiu contratos 
com empresas privadas para 
Refino. 
 
 2013 - Recorde de processamento 
de petróleo nas refinarias. A 
carga refinada foi de 2,1 milhões 
de barris, volume cerca de 10 mil 
barris/dia. 
 
 
 
 Um programa de prospecção visa fundamentalmente 
dois objetivos: 
 Localizar dentro de uma bacia sedimentar as situações 
geológicas que tenham condições para a acumulação de 
petróleo. 
 Verificar qual, dentre estas situações, possui mais 
chances de conter petróleo. Não se pode prever, 
portanto, onde existe petróleo, e sim os locais mais 
favoráveis para sua ocorrência. 
Existem dois termos muito utilizados e distintos na 
prospecção de petróleo que são: 
 Exploração de petróleo 
 Explotação de petróleo 
O QUE É EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO? 
 É a busca de jazimentos de petróleo e de gás natural 
realizada, normalmente, através da perfuração de 
poços. 
ONDE SE BUSCA UMA NOVA JAZIDA DE 
PETRÓLEO? 
Em bacias sedimentares, nas áreas situadas em: 
 terra 
 águas rasas (até 300 m) 
 águas profundas (300 até 1500 m) 
 águas ultra-profundas (> 1500m). 
 
Sistema Petrolífero 
 Conjunto de fatores naturais que atuam no sentido de 
criar ou não uma acumulação de petróleo ou de gás 
natural. 
 
 
 Rocha geradora: Uma rocha geradora deve possuir matéria orgânica em 
quantidade e qualidade adequadas e submetida ao estágio de evolução 
térmica necessário para degradação do querogênio. 
 Rocha reservatório (Rocha porosa de boa permeabilidade): é uma formação 
que ocorre após a produção do petróleo nos poros de rochas sedimentares 
geradoras, resultante da decomposição da matéria orgânica e de algumas 
condições físico-químicas (tempo, temperatura, pressão). Haverá a migração 
do petróleo para outras regiões, onde dar-se-á o seu acúmulo. 
 Rocha Selante: Rocha selante ou selo, em uma estrutura sedimentar éuma barreira que impede a migração de hidrocarbonetos das rochas-
reservatório, favorecendo a sua acumulação. Sua característica principal 
é sua baixa permeabilidade, ocorrendo superposta ao reservatório. Além 
da impermeabilidade, a rocha selante deve ser dotada da plasticidade, 
característica que a capacita a manter sua condição selante mesmo após 
submetida a esforço determinante de deformações. 
 
 
Selo 
Armadilha 
Reservatório 
Migração 
Geração 
 Métodos Geológicos 
 Geologia de superfície 
 Aerofotogrametria e fotogeologia 
 Geologia de subsuperfície 
 Métodos Potencias 
 Gravimetria 
 Magnetometria 
 Métodos Sísmicos 
 
Sísmica de Reflexão: Método investigativo mais comumente utilizado 
na indústria do petróleo. É insumo fundamental para a Exploração e 
Explotação de Petróleo. Dois tipos básicos existem: 
◦Levantamento sísmico 2D; 
◦Levantamento sísmico 3D. 
 
NAVIO SÍSMICO EM OPERAÇÃO 
 
Streamers são cabos que contém receptores, são flutuantes 
e podem ser rebocados no mar. 
Airguns são canhões de ar comprimido que produzem ondas acústicas. São a 
fonte de energia sísmica utilizada no mar. 
 As seções sísmicas são interpretadas gerando 
mapas. A partir desses mapas são identificados os 
locais mais propícios para se encontrar uma 
acumulação de petróleo, as chamadas 
oportunidades exploratórias ou leads; 
 Oportunidades exploratórias se aprovadas 
geológica (robustez técnica) e economicamente 
(robustez econômica) geram prospectos 
exploratórios; 
 Prospectos exploratórios quando perfurados 
tornam-se poços exploratórios. 
 
 Softwares são desenvolvidos especificamente para a 
indústria do petróleo. 
 Simulações são necessárias para determinar os pontos 
potenciais de perfuração. 
 
Sonda de perfuração Perfuração 
Sonda de Produção 
 
Poço surgente - Poço 
no qual o petróleo 
sobe à superfície 
espontaneamente, 
em função da 
pressão existente no 
reservatório. 
Poço Surgente 
Estação de tratamento 
Manutenção e Inspeção 
 
 
 O processo exploratório envolve riscos elevados de sucesso. 
Ali, se busca fazer novas descobertas de petróleo e/ou de 
gás natural; 
 A explotação da jazida significa produzir o petróleo e/ou o 
gás natural descoberto a fim de transformá-lo em receita; 
 Os investimentos efetuados em E&P são, via de regra, 
elevados; 
 As companhias de petróleo têm que sobreviver em um 
ambiente de competição e de restrições crescentes por 
parte dos órgãos reguladores; 
 Empresas buscam seu crescimento calcado em três pilares: 
econômico, social e ambiental. 
 
 Onshore 
 Métodos percussivos 
 Métodos rotativos 
 
Perfuração Rotativa Rochas fragmentadas, por processo de raspagem, 
através de brocas que comprimem e giram sobre elas. Os 
equipamentos de uma sonda rotativa se dividem em Sistemas de : 
 
Métodos de Perfuração 
 
SUPERFÍCIE 
•Sustentação de cargas 
•Geração e transmição de energia 
•Movimentação de cargas 
•Rotação 
•Circulação de fluidos 
•Segurança do poço 
•Monitoração 
 
SUBSUPERFÍCIE 
•Coluna de perfuração 
•Brocas 
•Fluido de perfuração 
 
Sistema de sustentação de cargas: Sustenta a coluna de perfuração e as tubagens de proteção (casing). 
Sistema de movimentação de cargas: Através de cabos, permite a movimentação da coluna de 
perfuração e do casing. 
Sistema de rotação: Induz a rotação da broca, que contribui para perfurar a formação. 
Sistema de circulação: Permite a circulação e o tratamento do fluido de perfuração. 
Sistema de geração e transmissão de energia: A energia, proveniente de motores a diesel ou energia 
elétrica, aciona todos os equipamentos da sonda. 
Sistema de segurança do poço: Permite o controlo e fecho do poço, quando ocorre um influxo 
indesejável da formação para o poço. 
 Offshore 
 Plataformas fixas 
 Plataformas submersíveis 
 Plataformas auto-elevatórias 
 Plataformas flutuantes (semi-
submersíveis) 
 Plataformas flutuantes (FPSO- navios 
flutuantes de produção, processamento, 
estocagem e distribuição) 
 Plataformas tension leg 
 
E para levar o petróleo são utilizados oleodutos e gasodutos, que 
são tubos subterrâneos que transportam, respectivamente, o óleo 
e o gás. 
Esses dutos podem ser terrestres (construídos em terra) ou 
submarinos (construídos no fundo do mar). Estão localizados em 
maior escala nas regiões costeiras ─ interligando as plataformas 
com terminais e estes entre si e as refinarias. 
 
O sistema de extração do petróleo varia de 
acordo com a quantidade de gás acumulado 
na jazida. 
 Se a quantidade de gás for grande o 
suficiente, sua pressão pode expulsar por si 
mesma o óleo, bastando uma tubulação que 
comunique o poço com o exterior. 
 Se a pressão for fraca ou nula, será preciso 
ajuda de bombas de extração. 
 
Evaporação 
Condensação 
Componentes 
puros ou 
próximos da 
pureza 
A unidade de destilação é sempre a primeira unidade de uma refinaria 
Única unidade a receber o petróleo bruto 
Capacidade da refinaria é medida geralmente pelas capacidades das suas unidades de destilação 
Cortes 
Conceitos Básicos 
 
 Volatilidade 
 
 
 
 cadeia, < volatilidade 
 
 Equilíbrio Líquido- Vapor 
 
 Pressão de vapor: >T, >Pvap 
Maior 
volatilidade 
Maior 
Pressão de 
Vapor 
Maior 
Tendência 
de Evaporar 
Moléculas Fase 
Vapor 
Moléculas Fase 
Líquida 
Pressão de Equilíbrio 
Vapor mais rico no componente 
mais volátil 
Quanto menor P, maior a diferença da composição do Líquido e do Vapor 
Mais fácil a separação 
 Destilação integral (de equilíbrio, autovaporização ou “flash”) 
Líquido e Vapor em contato  Ligados por relações de equilíbrio 
 Destilação Diferencial: Intermitente. 
 
 
 
 
 Destilação Fracionada: “Destilação Integral em múltiplos estágios”. 
Líquido 
aquecido 
Primeira 
Bolha 
Vapor é 
condensado 
Geralmente utilizada em laboratórios para controle de 
qualidade 
•Múltiplos estágios 
•Existência de cortes intermediários 
•Produtos com purezas mais altas 
 Torres de Destilação 
Seção de enriquecimento/Absorção/Retificação 
Seção de Esgotamento 
Zona de flash/Expansão/Separação da 
carga 
Razão de Refluxo= Vazão Refluxo Externo/ Vazão Produto Destilado 
 Número de pratos teóricos e razão de refluxo 
↑altura ↑fracionamento 
↑razão de refluxo ↑fracionamento 
 
 
↓ razão de refluxo↑altura 
 
 Diagrama de Blocos 
 Fluxograma 
 Torres de destilação 
Retificação 
 
 
 
•Os processos de conversão são sempre de natureza química. 
 
•Visam transformar uma fração em outra(s), ou alterar 
profundamente a constituição molecular de uma dada fração. 
 
•Alto rendimento, alto investimento porém recuperação em 
curto prazo e transformação de frações de baixo valor 
comercial (gasóleos, resíduos) em frações de alto valor 
comercial (GLP, nafta, querosene e diesel). 
 
•Pode-se classificar os processos de conversão em dois 
subgrupos: 
 
Catalíticos 
Não catalíticos. 
Craqueamento térmico 
•Carga: gasóleo de vácuo e resíduos atmosféricos. 
•Problema:geração de coque 
•Visa: gasolina e GLP 
•Subprodutos: gás combustível, óleo leve e óleo residual e coque 
Viscorredução 
• Condições operacionais muito brandas 
• Diluentes do resíduo processado: hidrocarbonetos na faixa do 
diesel e do gasóleo 
• Atualmente é obsoleto! 
Craqueamento catalítico 
•Carga: gasóleo de vácuo e óleo desasfaltado. 
•Grande geração de nafta de alta octanagem 
•Coque depositadono catalisador e queimado na 
regeneração 
Hidrocraqueamento catalítico 
•Alto preço 
•Versátil 
•Redução de contaminantes 
Alquilação catalítica 
•Catalisada por HF ou H2SO4 
•Visa, principalmente, a produção de gasolina de alta octanagem 
•Intermediários importantes: etil-benzeno (produção de estireno), o 
isopropil-benzeno (produção de fenol e acetona) e o dodecil-benzeno 
(produção de detergente) 
Coqueamento retardado ou fluido 
• Carga: resíduo de vácuo 
• Age como um craqueamento térmico 
• Craqueia moléculas de cadeia aberta e moléculas aromáticas 
polinucleadas, resinas e asfaltenos 
• Coque importante na indústria de alumínio, siderurgia e aço 
 
 
• Tratamento Merox de GLP 
 
 
• Tratamento Merox de Naftas e Querosene 
 
 
• Tratamento Brender 
 
 
• Tratamento DEA 
São aqueles que se destinam a fornecer insumos à operação dos 
outros anteriormente citados, ou a tratar rejeitos desses mesmos 
processos: 
 
• Geração de Hidrogênio (fornecimento deste gás às unidades de 
hidroprocessamento); 
 
• Recuperação de Enxofre (produção desse elemento a partir da queima 
do gás ácido rico em H2S); 
 
• Utilidades (vapor, água, energia elétrica, ar comprimido, distribuição 
de gás e óleo combustível, tratamento de efluentes e tocha). 
Distribuição das reservas mundiais 
Flutuação nos preços do petróleo 
 
 
 
 
 
 
Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e 
Biocombustíveis (ANP) 
 
 É o órgão regulador do setor, que visa à delimitação dos 
blocos e concede o direito de exploração. 
 
 
 
 
Pré Sal 
 
 2008 - começou a explorar a 
camada de pré-sal em 
quantidade reduzida. 
 Estima-se cerca de 80 
bilhões de barris de petróleo 
e gás, o que deixaria o Brasil 
na posição de sexto maior 
detentor de reservas no 
mundo, atrás de Arábia 
Saudita, Irã, Iraque, Kuwait 
e Emirados Árabes. 
 2016 - Acredita-se as 
reservas estejam sendo 
efetivamente exploradas em 
grande escala. 
 
 
 Primeiro leilão de área de exploração: 22/10/2013 no RJ. 
 Lei 12.351 de 2010 : Petrobras será a operadora única e 
sócia das áreas licitadas, com no mínimo 30 por cento 
de participação. 
 O petróleo ainda é uma das fontes de energia mais 
importantes do mundo. 
 
 Petróleo não é uma fonte de energia renovável, mas 
exploração mundial é expressiva : constante busca e 
descoberta de novas reservas. 
 
 Preços dependem: produção, cotação do dólar. 
 
 Engenheiro Químico: sempre atento à questão de custos 
para o controle da produção. 
 
 Promessa de Brasil Autossuficiente e Exportador! 
 
 Fundamentos de engenharia de petróleo - Thomas, J. E. 
(2004). Rio de janeiro: editora interciência 
 Apostila: fundamentos de engenharia de petróleo – aula 2 
 Apostila: fundamentos de engenharia de petróleo – 
perfuração A 
 Apostila: fundamentos de engenharia de petróleo – 
perfuração B 
 Monografia submetida à Universidade Federal de Santa 
Catarina como requisito para a aprovação da disciplina: 
DAS 5511 Projeto de Fim de Curso 
Diego Soares Silvestre 
 Processos de refino- Paulo Roberto Costa Camargo 
 Aplicações da Teoria de Controle em uma Refinaria de 
Petróleo Estudo de Caso: REVAP Rafael Tobias da Silva 
Dezembro de 2009

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