petroleo

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Colégio Agrícola Dom Agostinho Ikas - UFRPE
 
 
Petróleo
São Lourenço da Mata, PE
2017
Aluna: Bruna Lícia
Série: 3 ano A – Manhã
Disciplina: Química
Professora: Rommel
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO
2. Descoberta
3. Composição
4. Extração 
4. Refino
5. Derivados
6. Utilização
7. Pré-sal
8. Conclusão
9. Referências Bibliográficas
1. Introdução
 O seguinte trabalho é sobre Química, mais concretamente sobre Petróleo. Vamos aprender como foi sua descoberta, qual é a sua composição, a extração, o seu refino, a sua utilização e etc. O objetivo deste trabalho é o conhecimento e o aprofundamento destes temas, a fim de aperfeiçoar nosso conhecimento desses assuntos. 
2. Descoberta
 Há várias hipóteses sobre como o petróleo surgiu. A mais aceita foi que o petróleo surgiu de restos de matéria orgânica, bactérias, produtos nitrogenados e sulfurados e que ele é consequência da transformação dessa matéria orgânica acumulada no fundo dos oceanos e mares, sofrendo transformações químicas durante milhões de anos, sob a pressão das camadas de sedimentos, que foram se depositando e formando rochas sedimentares. Pesquisas nesta área revelam que a utilização do petróleo vem de aproximadamente 4000 a.C. Povos a exemplo da Mesopotâmia, entre outros, utilizavam-no em seu cotidiano. O petróleo era conhecido já na antiguidade, por meio de grandes reservas frequentes no Oriente Médio. 
 As maiores reservas de petróleo do mundo situam-se no Oriente Médio, logo, este é o maior produtor e exportador petrolífero. Devido a sua importância comercial, tanto para indústrias energéticas como para matérias-primas, o Oriente Médio é uma área estratégica e economicamente importante para o planeta. Calcula-se que os recursos petrolíferos localizados no Oriente Médio sejam de aproximadamente 2/3 das reservas mundiais. Há muitos anos, no início da era cristã, os árabes davam ao petróleo fins bélicos e de iluminação. 
 Em meados de 1850, a indústria petrolífera se modernizou e James Young, na Escócia, descobriu que o petróleo poderia ser extraído do carvão e do xisto betuminoso, criando processos de refinação. Em 1859, um americano chamado Edwin Drake perfurou na Pensilvânia um poço à procura de petróleo, que possuía grande quantidade para extração. Esse poço foi descoberto em uma região de pouca profundidade, de aproximadamente 21 metros, ao contrário das perfurações de hoje, que superam os 6.000 metros. A produção dos EUA que era de dois mil barris em 1859, elevou para dez milhões em 1874. Desde que o petróleo foi descoberto, ele foi utilizado pela sociedade de maneira abundante e, somente em 1973, em represália à política norte-americana de apoio à causa de Israel nos conflitos no Oriente Médio, promoveram um boicote à venda do petróleo, diminuindo a produção e elevando os preços. Este momento foi conhecido como o primeiro “choque do petróleo”.
 A partir deste choque até o início dos anos 80, os países-membros da OPEP passaram por um período de lucros devido ao grande aumento do preço do petróleo e os maiores prejudicados com este acontecimento foram os EUA, Holanda e Portugal que dependiam deste recurso. Depois dos anos 80, houve uma retração no mercado petrolífero devido à diminuição do consumo dos países importadores. O mundo viveu de trinta anos para cá dois choques no preço do petróleo: o de 1973 (Quando os países produtores cessaram as exportações aos EUA) e o de 1979 (devido à revolução iraniana) Nesses dois momentos, a elevação do preço do petróleo teve motivos ligados ao interesse de alguns países e interesses políticos e também tensões entre países. Estamos vivendo a atual crise do petróleo, e seu preço sobe por problemas de aumento da demanda e falta de estoque, motivos econômicos e interesses políticos entre os países-membros da OPEP. 
3. Composição
 O petróleo (óleo de pedra) é um líquido oleoso, insolúvel em água e mais leve do que ela. Sua coloração varia entre pardo - escuro e negro e é encontrado em jazidas no subsolo da crosta terrestre. O petróleo é uma mistura complexa de compostos orgânicos, sendo que os principais são os hidrocarbonetos, ou seja, substâncias formadas somente por átomos de carbono e hidrogênio e que podem ser subdivididas em cinco grupos principais: alcanos, alcenos, alcinos, cicloalcanos e aromáticos. Sua composição química varia de acordo com sua procedência. 
 Na composição do petróleo, também são encontrados compostos orgânicos que possuem átomos de nitrogênio, oxigênio e enxofre, além de poder conter também alguns metais. Visto que o petróleo foi formado pela decomposição lenta (milhões de anos) de matéria orgânica (seres animais e vegetais), é de se esperar que a maior parte de sua composição seja de hidrocarbonetos, sendo, portanto, natural que elementos derivados da matéria orgânica encontre-se em menor quantidade no petróleo extraído atualmente. 
 O petróleo tem pequenas quantidades de nitrogênio, enxofre e oxigênio, se encontra sob forma gasosa, líquida ou sólida, em poros e fraturas, em geral de rochas sedimentares. O problema de o petróleo conter nitrogênio e enxofre é que esses são responsáveis pela liberação de gases tóxicos que poluem a atmosfera no momento da queima dos combustíveis derivados do petróleo. Na combustão completa dos hidrocarbonetos, são liberados dióxido de carbono (CO2) e água, enquanto, na queima incompleta, podem ser liberados monóxido de carbono (CO), água e fuligem (C). O monóxido de carbono e o dióxido de carbono são gases-estufa, ou seja, são capazes de reter parte da radiação infravermelha do sol, aquecendo o nosso planeta. O problema é que a grande quantidade de combustões de derivados do petróleo está elevando a concentração desses poluentes, intensificando o efeito estufa e levando ao aquecimento global.
 Além disso, os óxidos de enxofre e de nitrogênio liberados nessas combustões reagem com a água da chuva, formando ácidos, como o ácido sulfúrico e o ácido nítrico, que são fortes e causam o fenômeno da chuva ácida. Nos depósitos encontram-se também água salgada e uma mistura de gases responsáveis pela pressão que provoca a ascensão do petróleo através de poços perfurados. O petróleo líquido é também chamado óleo cru para distingui-lo do óleo refinado, produto comercial mais importante. O gás de petróleo (gás natural) é uma mistura de hidrocarbonetos leves, enquanto as formas semi - sólidas são compostas de hidrocarbonetos pesados. 
 Embora de pouca utilização em estado natural, o petróleo, quando refinado, fornece combustíveis, lubrificantes, solventes, material de pavimentação e muitos outros produtos. Os combustíveis derivados do petróleo respondem por mais da metade do suprimento total de energia do mundo. Tanto pela combustão direta quanto pela geração de eletricidade, o petróleo fornece iluminação para muitos povos do mundo. Seus subprodutos são também utilizados para a fabricação de tecidos sintéticos, borracha sintética, sabões, detergentes, tinta, plásticos, medicamentos, inseticidas, fertilizantes, etc. Por exigir vultosos investimentos iniciais e contínuos reinvestimentos, apenas companhias de grande porte asseguram o desenvolvimento da indústria petrolífera.
 4. Extração 
 A extração do petróleo consiste no processo pelo qual o petróleo utilizável é extraído e removido do subsolo, considerando que o mesmo se encontra em bolsões profundos em terra e abaixo do fundo do mar. O processo de extração do petróleo e também do gás, é variável, acontece de acordo com a profundidade em que o material se encontra, considerando que ele pode estar nas primeiras camadas do solo ou em milhares de metros abaixo do nível do mar.
Como é feito o processo de extração do petróleo e gás
 Para realizar a extração do petróleo e gás, são necessários três passos básicos: Prospecção, perfuração e extração. No passo de prospecção, é feita a localização de bacias sedimentares,através da análise detalhada do solo e do subsolo. Através de equipamentos como gravímetros, magnetômetros, farejadores e sismólogos, os geólogos podem analisar as condições e localizações de bacias sedimentares na superfície.
 Na fase de perfuração, são descobertas as jazidas de petróleo e são realizadas as marcações com coordenadas GPS e boias marcadoras, posicionadas sobre a água do mar. Se a análise é feita na terra, é realizada a perfuração do solo de um primeiro poço, considerando a perfuração de outros poços quando o petróleo é identificado e quando a extração é avaliada como viável economicamente. As perfurações são feitas em terra por meio de sondas de perfuração, enquanto no mar, são realizadas por meio de plataformas marítimas.
 Por fim, na fase de extração, o petróleo é encontrado acima da água salgada contando com uma camada gasosa de alta pressão logo abaixo do mesmo. Quando o poço é então perfurado, o petróleo pode jorrar até a superfície graças à pressão do gás, diminuindo o bombardeamento de petróleo para a superfície e garantindo que o material seja extraído com total segurança por meio de bombas em plataformas e outros equipamentos especiais.
 O método usado para obter petróleo de diferentes formas é a destilação fracionada, é ela a responsável por termos gás para a preparação de alimentos, combustíveis para abastecer automóveis, aviões, navios. Como se vê, o petróleo é uma rica fonte de energia, daí o porquê de ser considerado tão importante para a economia mundial.
4. Refino
 Quando o petróleo é extraído, ele vem cheio de impurezas, que são então separadas por meio de processos físicos. Por exemplo, a decantação é utilizada para separar o petróleo da água salgada. Visto que a água é mais densa que o petróleo, ela fica na parte de baixo e o petróleo fica na parte de cima, podendo ser separados. Utiliza-se também da filtração para remover impurezas maiores, tais como areia, argila e pedaços de rochas. O petróleo é composto por uma mistura complexa de hidrocarbonetos, por isso, ele é enviado para as refinarias a fim de que seus componentes sejam separados e tenham um melhor aproveitamento. No entanto, não se conhece até o momento nenhum método que consiga separar cada um desses hidrocarbonetos. Por isso, essa separação ocorre em frações de substâncias, ou seja, separa-se a mistura complexa do petróleo em misturas bem mais simples.
O primeiro método utilizado para isso é a destilação fracionada, que se baseia na diferença das faixas das temperaturas de ebulição das frações do petróleo. Para tal, utiliza-se uma torre de destilação com uma fornalha na parte inferior, onde o combustível é aquecido. A torre possui até 50 pratos ou bandejas, sendo que cada uma apresenta uma temperatura diferente que vai diminuindo à medida que a altura aumenta.
Quando o petróleo é aquecido na fornalha, seus componentes vão passando para o estado gasoso, sendo que os mais pesados (de maior massa molar) não sobem, mas ficam líquidos na parte inferior e são separados. As demais frações no estado gasoso sobem pela torre, e quando uma dessas frações atinge uma bandeja com uma temperatura menor que seu ponto de ebulição, ela liquefaz-se e é coletada nesta altura da torre. As demais frações que ainda permanecem no estado gasoso passam para a próxima bandeja e esse processo vai se repetindo. Desse modo, cada uma das frações liquefaz-se em um dos pratos e são coletadas separadamente.
O próximo processo de refino do petróleo é a destilação a vácuo. A diferença que ocorre dessa destilação para a anterior é somente que as frações obtidas são submetidas a uma pressão inferior à da atmosfera em uma torre de fracionamento. Isso faz com que frações mais pesadas entrem em ebulição em temperaturas mais baixas que o seu ponto de ebulição e, desse modo, evita-se que suas moléculas de cadeias mais longas quebrem-se.
 A terceira etapa é 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:
1 C12H26(?) → 1 C8H18(?) + 2 C2H4(?)
FRAÇÃO DE                FRAÇÃO DE              ALCENO
QUEROSENE                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.
5. Derivados
• Gás liqüefeito de petróleo (GLP) - consiste de uma fração composta por propano e butano, sendo armazenado em botijões e utilizado como gás de cozinha.
• Gasolina - é um dos produtos de maior importância do petróleo, sendo um líquido inflamável e volátil. Consiste de uma mistura de isômeros de hidrocarbonetos de C5 a C9, obtida primeiramente por destilação e por outros processos nas refinarias. Hoje em dia, com a finalidade de baratear e aumentar a octanagem da gasolina são adicionados outros produtos não derivados de petróleo à gasolina, como, por exemplo, o metanol e o etanol. Uma curiosidade foi a introdução da gasolina na aviação, tendo início junto com o 14 Bis, avião inventado por Santos Dumont, no qual se utilizava um motor de carro.
• Querosene - o querosene é uma fração intermediária entre a gasolina e o óleo diesel. Esse derivado é obtido da destilação fracionada do petróleo in natura, com ponto de ebulição variando de 150 °C a 300 °C. O querosene não é mais o principal produto de utilização industrial, mas é largamente utilizado como combustível de turbinas de avião a jato, tendo ainda aplicações como solventes. Tem como característica produzir queima isenta de odor e fumaça.
• Óleo diesel - é um combustível empregado em motores diesel. É um líquido mais viscoso que a gasolina, possuindo fluorescência azul. Sua característica primordial é a viscosidade, considerando que, através dessa propriedade, é garantida a lubrificação. É comum a presença de compostos de enxofre no óleo diesel, cuja combustão dá origem a óxido e ácidos corrosivos e nocivos aos seres vivos, que geram a chuva ácida. O despertar da consciência de preservação do meio ambiente está induzindo os refinadores a instalar processos de hidrodessulfuração para reduzir o teor de enxofre.
• Parafinas - é um produto comercial versátil, de aplicação industrial bastante ampla, como, por exemplo: impermeabilizante de papéis, gomas de mascar, explosivos, lápis, revestimentos internos de barris, revestimentos de pneus e mangueiras, entre outras.
6. Utilização
 As utilidades do petróleo no dia a dia abrangem muito mais que o setor automobilístico. Além de serem usados como matéria-prima dos combustíveis, os compostos derivados da substância se transformam em diversos produtos de consumo, como gás de cozinha (Gás Liquefeito de Petróleo - GLP), parafina, asfalto, maquiagens, painéis solares, poliéster, giz de cera, aspirina, meia-calça e, acredite se quiser, a goma de mascar (chiclete), tão admirada por sua textura e duração. Como quase tudo que é amplamente explorado, o uso do petróleo traz consequências negativas à qualidadede vida do homem moderno. Essa estreita relação tem colaborado bastante para o agravamento dos efeitos ambientais no planeta.
7. Pré-sal
 O termo pré-sal refere-se a um conjunto de rochas localizadas nas porções marinhas de grande parte do litoral brasileiro, com potencial para a geração e acúmulo de petróleo. Convencionou-se chamar de pré-sal porque forma um intervalo de rochas que se estende por baixo de uma extensa camada de sal, que em certas áreas da costa atinge espessuras de até 2.000m. O termo pré é utilizado porque, ao longo do tempo, essas rochas foram sendo depositadas antes da camada de sal. A profundidade total dessas rochas, que é a distância entre a superfície do mar e os reservatórios de petróleo abaixo da camada de sal, pode chegar a mais de 7 mil metros.
Benefícios com a extração do petróleo do pré-sal:
 O petróleo reservado nas camadas de pré-sal é considerado leve, ou seja, de baixa densidade, sendo igual ou inferior a 0,87. A camada de sal conserva a qualidade do petróleo. É importante este fator, porque assim ele é muito mais fácil de ser refinado, além de produzir mais derivados finos; possui menos enxofre, por isso polui menos e, dessa forma, é mais valorizado no comércio mundial.
Obstáculos enfrentados para a extração deste petróleo:
 *A profundidade em que ele se encontra: profundidades que superam mais de 7 mil metros. Este petróleo está debaixo de dois quilômetros de água, mais dois quilômetros de rocha e, por fim, outros dois quilômetros de crosta de sal.
* O sal: o sal é o maior problema enfrentado, obrigando o Brasil a desenvolver novas tecnologias. A três ou quatro mil metros de profundidade o sal se comporta como um material viscoso, instável. A Petrobrás possui bacias de até 5 mil metros de profundidade na rocha, no entanto, é sem sal.
* Custo: em razão da profundidade, da complexidade da operação, do necessário desenvolvimento de novas tecnologias e do aumento da mão de obra, será necessário um grande investimento por parte do governo.
* Manter o petróleo quente: o petróleo ferve dentro das rochas e é preciso mantê-lo aquecido, pois a queda de temperatura induz a formação de coágulos que entopem os dutos.
6. Conclusão
Esse trabalho foi muito útil, pois com ele nós aprendemos mais sobre os assuntos abordados e concluímos que este trabalho foi muito importante para a compreensão dos assuntos tratados neste trabalho. Esperamos ter cumprido o nosso objetivo nesse trabalho, que era passar informações sobre esses assuntos e consequentemente termos aprendido com isso.
7. Referências Bibliográficas 
Disponível em: http://www.ibahia.com/detalhe/noticia/as-diversas-utilidades-do-petroleo/
https://www.vestibulandoweb.com.br/quimica/teoria/pre-sal.asp
https://www.suapesquisa.com/geografia/petroleo
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/refino-petroleo.htm
https://tecnicoemineracao.com.br/extracao-do-petroleo-e-gas/
http://cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo1A/composicao.html
http://www.passeiweb.com/estudos/sala_de_aula/diversos/petroleo2
https://www.vestibulandoweb.com.br/quimica/teoria/derivados-petroleo.asp
http://alunosonline.uol.com.br/quimica/refino-petroleo.html
https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/idiomas/a-historia-do-surgimento-do-petroleo/60520