aula 02 - Introdução ao petróleo

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Introdução ao Petróleo 
Profª Tatiana Felix 
Petróleo 
 O petróleo é uma mistura de hidrocarbonetos 
parafínicos, naftênicos e aromáticos em proporções 
variáveis, contendo impurezas, como os compostos de 
S, N e O e metais. 
Elemento % em Peso 
Carbono 83 a 87 
Hidrogênio 11 a 14 
Enxofre 0,06 a 8 
Nitrogênio básico 0,11 a 1,7 
Oxigênio 0,1 a 2 
Metais até 0,3 
 Fonte: VALLE, 2007. 
Constituintes do petróleo 
Hidrocarbonetos Não-hidrocarbonetos 
 Sulfurados; 
 Oxigenados; 
 Nitrogenados; 
 Organometálicos. 
 Parafínicos normais; 
 Parafínicos ramificados; 
 Parafínicos cíclicos; 
Aromáticos. 
Hidrocarbonetos 
 Parafínicos normais; 
 Parafínicos ramificados; 
 Parafínicos cíclicos; 
Aromáticos. 
C12
C13
C14
C15
C16
C17
C18
Hidrocarbonetos 
 Parafínicos normais; 
 Parafínicos ramificados; 
 Parafínicos cíclicos; 
Aromáticos. 
2-metil hexano 2-metil heptano
3-metil hexano 3-metil heptano
pristano
2,6,10,14-tetrametil pentadecano
fitano
2,6,10,14-tetrametil hexadecano
Hidrocarbonetos 
 Parafínicos normais; 
 Parafínicos ramificados; 
 Parafínicos cíclicos; 
Aromáticos. 
ciclopentano ciclohexano
metilciclohexano
decalina
CH3 CH3
CH33HC
CH3
CH3
R
CH3 CH3
CH33HC R = CH3, Tr25 
R = H, Tr24
CH3
CH3
RCH3
CH3
CH3
CH3
R
3HC R = CH3, Tr20 
R = H, Tr19
Hidrocarbonetos 
 Parafínicos normais; 
 Parafínicos ramificados; 
 Parafínicos cíclicos; 
Aromáticos. 
benzeno tolueno xileno
naftaleno fenantreno
Não-hidrocarbonetos 
 Sulfurados; 
 Oxigenados; 
 Nitrogenados; 
 Organometálicos. 
S
tiofeno
S
benzotiofeno
S
dibenzotiofeno
S
sulfetos cíclicos
Sulfurados 
 O S é o terceiro átomo mais abundante no petróleo. 
 O S ocorre como: mercaptanos, sulfetos, polissulfetos, em anéis 
(benzotiofenos e derivados), moléculas policíclicas contendo ainda N e 
O, gás sulfídrico e enxofre elementar (raro). 
 O petróleo que contém mais do que 5 mg/Kg de H2S são chamados 
de “azedos”. 
 Segundo o teor de S, os petróleos são classificados como: 
• alto teor de enxofre (ATE), se maior do que 1% em massa; 
• baixo teor de enxofre (BTE), se menor do que 1% em massa. 
 São responsáveis pela corrosividade dos produtos do petróleo; são 
venenos para os catalisadores de processos de conversão; são tóxicos; 
geram gases poluentes e chuva ácida. 
Não-hidrocarbonetos 
 Sulfurados; 
 Oxigenados; 
 Nitrogenados; 
 Organometálicos. 
R
O
OH
ácido naftênicos
R
O
OH
ácido carboxílicos
OH
fenol
CR O
O
R'
éster
CR R'
O
cetona
CR OH
O
cresol
Oxigenados 
 Ocorrem em formas complexas, como ácidos carboxílicos, fenóis, 
cresóis, podendo ainda ocorrer formas não ácidas como ésteres, 
amidas, cetonas e benzofuranos. 
 A acidez do petróleo é dada principalmente por ácidos 
carboxílicos, em especial os ácidos naftênicos. 
 Os compostos oxigenados são os principais causadores da acidez, 
corrosividade, coloração, odor e formação de depósito das frações 
de petróleo. 
Não-hidrocarbonetos 
 Sulfurados; 
 Oxigenados; 
 Nitrogenados; 
 Organometálicos. 
porfirina
N
piridina
N
quinolina
Nitrogenados 
 Apresentam-se quase em sua totalidade na forma orgânica, 
considerando-se alto os teores acima de 0,25% em massa. 
 Podem ser divididos em: 
 básicos: piridinas, quinolinas; 
 não básicos: pirróis, indóis, carbazóis. 
 São responsáveis pelo envenenamento de catalisadores; por 
aquecimento em condições oxidantes, as formas básicas tendem a se 
degradar, dando coloração aos derivados do petróleo e formando 
depósitos. 
Não-hidrocarbonetos 
 Sulfurados; 
 Oxigenados; 
 Nitrogenados; 
 Organometálicos. 
Nitrogenados 
 Tendem a se concentrar nas frações mais pesadas e ocorrem em 
complexos orgânicos, como quelatos da porfirina. 
 Os metais que ocorrem são: Fe, Zn, Cu, Pb, As, Co, Mo, Mn, Cr, Na, 
Ni e V, e esses dois últimos são os de maior incidência. 
 São responsáveis pelo envenenamento de catalisadores; Na e V 
podem formar complexos com outros elementos, reduzindo o PF dos 
tijolos refratários dos fornos industriais; os óxidos de vanádio podem 
se depositar sobre as paredes dos tubos dos fornos industriais, 
provocando superaquecimento podendo levar a fluência dos mesmos; 
podem provocar corrosão nas tubulações, sobre as quais se depositam. 
Resinas e Asfaltenos 
Fonte: VALLE, 2007. 
Classificação do petróleo 
Fonte: THOMAS, 2004. 
Classificação do petróleo 
TIPO DE ÓLEO CONCENTRAÇÃO S% 
Parafínico 
S > 50% 
P > N e P > 40% 
< 1 Parafínico naftênico 
A < 50% 
P e N < 40% 
Naftênico 
 
N > P e N > 40% 
Aromático intermediário 
S < 50% 
P > 10% 
> 1 Aromático asfáltico 
A > 50% 
P < 10% N < 25% 
Aromático naftênico 
 
P < 10% N > 25% 
Tissot 
Fonte: VALLE, 2007. 
US Bureau of Mines (GARY) 
Classificação do petróleo 
ÓLEO CRU 
DENSIDADE ESPECÍFICA 
DO CORTE GASOLINA 
PESADA 
DENSIDADE ESPECÍFICA 
DO RESÍDUO 
(PE > ) 
Parafínico Abaixo de 0,760 Menor que 0,930 
Intermediário Parafínico Menor que 0,760 Entre 0,930 e 0,975 
Asfáltico Parafínico Menor que 0,760 Maior que 0,975 
Parafínico Intermediário Entre 0,760 e 0,780 Menor que 0,930 
Intermediário Entre 0,760 e 0,780 Entre 0,930 e 0,975 
Asfáltico Intermediário Entre 0,760 e 0,780 Maior que 0,975 
Parafínico Naftênico Entre 0,780 e 0,800 Menor que 0,930 
Intermediário Naftênico Entre 0,780 e 0,800 Entre 0,930 e 0,975 
Parafínico Aromático Maior que 0,800 Menor que 0,930 
Aromático Maior que 0,800 Entre 0,930 e 0,975 
Asfáltico Maior que 0,780 Maior que 0,975 
Fonte: VALLE, 2007. 
American Petroleum Institute (API) - O °API é uma medida 
de densidade baseada na densidade específica. 
Classificação do petróleo 
5,1315,141
6,15/6,15







d
API
Onde d 15,6/15,6 é a densidade relativa do produto a 15,6°C em relação a densidade da água também a 15,6°C. 
DENSIDADE °API CLASSIFICAÇÃO
API > 31,1 Leve
31,1 > API > 22,3 Médio
22,3 > API > 10 Pesado
API < 10 Extra-pesado
Características do petróleo 
Curvas de destilação 
 Cada petróleo tem uma curva típica de destilação, que vai 
produzir quantidades distintas de cada um dos produtos 
componentes da cesta do petróleo. 
 Frações ou cortes na curva de destilação representam os 
grupos de HC, cujos pontos de ebulição se encontram na 
faixa de destilação entre o ponto inicial e o final do corte. 
Curva de destilação 
Fonte: SZKLO E ULLER, 2008. 
Frações básicas do petróleo 
Fonte: SZKLO E ULLER, 2008. 
Rendimento de querosene da destilação 2 crus diferentes 
Fonte: SZKLO E ULLER, 2008. 
Caracterização em função das propriedades físicas 
Fator Kuop (Fator Watson – Kw) 
 Foi criado pela Universal Oil Products Company (UOP). 
 Este fator é baseado no fato de que a densidade específica de 
um componente puro está associado à relação C/H e à temperatura 
de ebulição. KUOP = 13 parafinas de elevado peso molecular 
12 ≤ KUOP < 13 
parafinas com baixo e médio peso 
molecular e alquil-naftênicos com longa 
cadeia parafínica 
11 ≤ KUOP < 12 
naftênicos, alquil-naftênicos de cadeia 
baixa e média e alquil-aromáticos de 
cadeia parafínica longa 
10 ≤ KUOP < 11 
naftênicos condensados e conjugados, 
alquil-aromáticos de cadeia parafínica 
média e alquil-naftênicos de cadeia 
parafínica longa. 
9 ≤ KUOP <10 
aromáticos condensados e alquil-
naftênicos de cadeia parafínica pequena 
Caracterização em função das propriedades físicas 
Índice de acidez- TAN (Total Acid Number) 
 Os petróleos com índice de acidez superior a 0,5 mg KOH/g 
produzem corrosão em equipamentos e tubulações de unidades de 
destilação do óleo cru. 
Fonte: SZKLO E ULLER, 2008. 
Fonte: SZKLO E ULLER, 2008. 
Fonte: FARAH, 2012. 
 SZKLO, A. & ULLER, V. C. (2008). Fundamentos do Refino do 
Petróleo: Tecnologia e Economia, 2ª Edição, Rio de Janeiro: 
Interciência. 
 VALLE, M. L. M. (2007). Produtos do Setor de Combustíveis e de 
Lubrificantes. Rio de Janeiro: Publit. 
 FARAH, M.A. (2012). Petróleo e Derivados, Rio de Janeiro: LTC. 
Referência Bibliográfica