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EQO475 - Processos Orgânicos
FONTES DE
MATÉRIAS-PRIMAS
ProfªProfª Maria José GuimarãesMaria José Guimarães
mjg@eq.ufrj.brmjg@eq.ufrj.br
Sumário
1. Carvão – Carboquímica (Processos de beneficiamento; 
Planta SASOL)
2. Gás Natural – Características/beneficiamento/UPGNs
3. Petróleo – Petroquímica – Aspectos gerais, composição, 
classificação, refino)
4. Petroquímicos básicos – Cadeia produtiva
5. Indústria Petroquímica – 2ª Geração
6. Uso Intensivo de derivados de Petróleo – efeito estufa, 
protocolo de kyoto, mecanismo de desenvolvimento limpo 
(MDL), crédito de carbono.
7. Futuro do refino
8. Fontes Renováveis – bio-refinaria, plataformas da 
Química Verde, petroquímicos verdes
FósseisFósseis RenováveisRenováveis
 Carvão - Carboquímica
 Gás Natural
 Petróleo - Petroquímica
 Biomassa
 Variadas
Fontes de Matérias Primas
CARVÃO MINERAL
 Composto Macromolecular; 
 Massa Molecular de até 100.000 g/mol;
 Predominância de estruturas aromáticas, 
interligadas por pontes metilênicas;
 Presença de compostos heterocíclicos contendo S, O;
 Relação H/C de 0,85:1
Exemplo de Estrutura Química do Carvão
Carvão
 No Brasil 90% das reservas de carvão
mineral estão nos Estados do Sul: Rio
Grande do Sul, Paraná, Santa Catarina e
São Paulo.
 O principal uso é para a siderurgia,
processo de coqueifação: 79% vai para o
processo de redução para produção de aço
carbono rico em Fe, Al e Mg.
Processos de BeneficiamentoProcessos de Beneficiamento
COQUEIFAÇÃO
LIQUEFAÇÃO
GASEIFICAÇÃO
Carvão - Beneficiamento
 Extração, transporte e manuseio difíceis,
demandando altos investimentos;
 Planta cara devido aos altos custos dos
equipamentos (reatores/fornos), de manutenção e de
utilidades.
 PROCESSO NÃO ECONÔMICO EM RELAÇÃO 
AO PETRÓLEO
LIQUEFAÇÃO
Processo Catalisador Condições Características
Bergius ou IG Óxido de ferro 465ºC; 200atm H2 no reator
Pott-Broche Piritas do próprio carvão 415ºC ; 100 atm Uso de tetralina como 
solvente
Solvent Refined
Coal (Gulf Oil
Piritas do próprio carvão 450ºC ; 140atm H2 no reator
H-Coal CoO-M0O
/Al2O3
450ºC; 200atm H2 no reator
EDS-EXXON CoO-M0O 450ºC; 140atm Uso de tetralina como 
solvente
Extração 
Supercrítica
National Coal
Board
- 350-450ºC 
140 atm
Extração com solvente 
gasoso
Ruhrkohle-Veba
Oil
Óxido de ferro 485ºC; 300atm H2 no reator
Planta SASOL II 
África do Sul
South African Synthetic Oil & Gas Corporation
Processo Fischer – Tropsch
Planta SASOL II
Gaseificação do Carvão
Processo Lurgi Winkler-
Basf
Kopper
Totzek
Tipo de Reator Leito Fixo Leito 
Fluidizado
Transporte
Tamanho do Carvão 10 a 30 mm 1 a 10 mm < 0,1 mm
Vapor d’água/O2 9:1 a 5:1 2,5:1 a 1:1 0,5:1 a 0,02:1
T(ºC) / P(atm) 1000/30 900/1 1800/1
Composição do Gas
(% Vol)
CH4
H2
CO
CO2
12
37
18
32
3
42
36
18
-
34
51
12
Subprodutos 
Orgânicos
Alcatrão(1), 
fenóis(2), gasolina
nenhum nenhum
11-- 20 a 30 Kg/20 a 30 Kg/TonTon carvão; 2carvão; 2-- 3 a 10 Kg/3 a 10 Kg/tonton carvãocarvão
Gás NaturalGás Natural
Classificação
 Gás não associado – é o que não tem contato com
quantidades significativas de petróleo.
 Gás associado – é o GN livre em contato com
petróleo no reservatório.
 Gás dissolvido – é o GN que está dissolvido no
petróleo do reservatório.
Gás Natural Não-Convencional
1. Gás alocado em reservatórios profundos (deep gas);
2. Gás alocado em reservatórios em águas profundas 
(deep water);
3. Gás alocado em formações de baixa permeabilidade 
(tight gas);
4. Gás de Folhelho (shale gas);
5. Gás de Carvão (coalbed methane);
6. Hidratos de Metano (methane hydrates).
Shale Gas
Presente em depósitos de xisto, um tipo de rocha
sedimentar . O xisto é constituído por camadas paralelas
facilmente friáveis que podem conter gás natural confinado
no espaço entre elas. A extração também é mais complexa
e mais cara, se comparada à do gás convencional.
Estados Unidos - grandes quantidades de shale gas
Processo de Extração do Shale Gas
Fonte: Revista Veja, Nov/2012
FraturamentoFraturamento HidráulicoHidráulico
(Impacto ambiental)(Impacto ambiental)
Gás NaturalGás Natural
O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos 
gasosos, cujo principal componente é o metano, 
contendo ainda em menores proporções etano,
propano, butano e outros hidrocarbonetos mais
pesados (> C5) 
GN: ComposiçãoGN: Composição
Componentes do 
GN
Gás Natural 
liberado do óleo
Nitrogênio traços-15% traços-10%
CO2 traços-15% traços-4%
Hélio traços-5% Não
H2S traços-3% traços-6%
Metano 70-80% 45-92%
Etano 1-10% 4-21%
Propano traços-5% 1-15%
Butanos traços-2% 0,5-2%
Pentanos traços-1% traços-3%
Hexanos traços-0,5% traços-2%
Heptanos + traços-0,5% traços-1,5%
Gás SecoGás Seco
Gás Úmido Gás Úmido –– contem mais HC pesados (condensáveis)contem mais HC pesados (condensáveis)
Composição Shale Gas
Unidades de Processamento de Gás Natural
(UPGNs)
1. Purificação
Desidratação (evitar os hidratos), Remoção de 
composto de enxofre e de CO2
2. Liquefação – processos de refrigeração ou turbo 
expansão
3. Fracionamento
4. Especificação
Produção Brasileira: 83,2 MMm³/d
Produtos do Gas Natural
Fonte: Fonte: FigueiroFigueiro, 2013, 2013
Processamento - Liquefação
 REFRIGERAÇÃO
 TURBO EXPANSÃO
O processo turbo-expansão é o mais eficiente processo termodinâmico
atualmente utilizado em unidades de processamento de gás natural.
Possui excelente rendimento na recuperação do propano, sendo capaz
de praticamente zerar o teor desse componente no gás processado.
Também é o único processo capaz de separar etano petroquímico,
tendo um alto rendimento na recuperação desse componente, de forma
que o gás processado gerado é constituído basicamente por metano.
Produção de Gás Natural
Fonte: ANP 2017
Produção de Gás Natural por Bacia
Fonte: ANP 2017
Petróleo: Aspectos GeraisPetróleo: Aspectos Gerais
 65% das reservas mundiais 
estão nos desertos do 
oriente médio;
 Os dez maiores produtores 
são: Arábia Saudita, Rússia, 
Estados Unidos, China, 
Canadá, Irã, Emirados 
Árabes, Kuwait, Iraque, 
México; 
 O Brasil é o 13° produtor 
mundial (2.623 Mbarris/d). 
Além da Petrobrás outras 
empresas trabalham na 
exploração das bacias 
petrolíferas;
 A maior bacia petrolífera 
fica no litoral norte do Rio 
de Janeiro, a qual produz 
cerca de 80% do petróleo 
brasileiro;
Fonte: ANP (07/2017)Fonte: ANP (07/2017)
Produção de Petróleo por Bacia
Fonte: ANP (2017)
Produção de Petróleo
Fonte: ANP (2017)
Petróleo: Aspectos GeraisPetróleo: Aspectos Gerais
 A maior parte das
refinarias brasileiras não
é adequada para o óleo
pesado, que é o tipo mais
produzido no país.
 O Brasil exporta parte do
óleo pesado, e importa
GLP, óleo diesel e óleo
bruto leve mais
adequado ao parque de
refino brasileiro
 O Brasil está em 15° no 
ranking mundial de 
reservas de petróleo, com 
15,3 bilhões de barris de 
petróleo.
 A produção do pré-sal foi de 
1293 Mbbl/d de petróleo e 
51 MMm³/d de gás natural, 
totalizando 1.613 Mboe/d
Fonte: ANP (Julho/2017)
Libra, uma das bacias do pré-sal, na área
de Santos, é a mais importante reserva
petrolífera já descoberta no Brasil e a
estimativa da Agência Nacional do
Petróleo (ANP) é que possa produzir em
dez anos até 1,4 milhão de barris de
petróleo por dia – mais de metade de toda
a produção atual brasileira.
Produção Pré-Sal
Composição do Petróleo
TIPO %
Parafinas lineares 14
Parafinas ramificadas 16
Naftênicos 30
Aromáticos 30
Resinas e Asfaltenos 10
1. HIDROCARBONETOS
2. COMPOSTOS DE S, N e O 
3. COMPOSTOSORGANO-METÁLICOS (Sais de 
ácidos naftênicos)
SARASARASARASARA P O N AP O N A
S - Saturados
A- Aromáticos
R - Resinas
A – Asfaltenos
P - Parafinas
O- Olefinas
N - Naftenicos
A - Aromáticos
Classificação: Hidrocarbonetos
Moléculas de Asfaltenos
Classificação do Petróleo
Classe Parafínica (75% parafina); 
Classe Parafínico-Naftênica (50-70% parafinas e 
naftênicos > 20%);
Classe Naftênica (> 70% naftênicos);
Classe Aromática (> 50% de aromáticos);
Classe Aromático-Naftênica (naftênicos > 35%);
Classe Aromática-Asfáltica (asfaltenos e resinas > 35%)
Classificação do °API
Tipo °API Exemplo
Extraleve > 40 Urucu
Leve < 40 - > 33 Baiano, Árabe Leve
Médio < 33 e > 27 Bacia de Campos
Pesado < 27 e > 19 Albacora, MARLIM
Extrapesado < 19 e > 15 Venezuela
Ultrapesado < 15 Venezuela, SIRI (BR)
  5,131/5,141 6,15/6,150   CCdAPI
 DocesDoces (sweet) - teor de enxofre 
inferior a 0,5% (m/m), 
 Azedos/ácidosAzedos/ácidos (sour) - teor de 
enxofre superior a 2,5% (m/m). 
 A faixa intermediária compreende 
os óleos “semidoces” e 
“semiazedos”
 Boa parte das correntes 
processadas pelo refino mundial 
está na faixa de 1,0 a 2,0%.
 Marlim : 0,65% de S, Média das 
demais correntes brasileiras (53) 
:0,53%
TAN – Total Acid Number
 Índice que mede a acidez 
naftênica do petróleo. 
 Acima de 1,0 mg KOH/g é 
considerado ALTO.
 Média dos óleos brasileiros: 
1,09 mgKOH/g
Classificação: Acidez
Teor de Enxofre Acidez Total
Refino de Petróleo
Frações do Petróleo
Fração T (°C) Composição
aproximada
Gás residual - C1 – C2
GLP (gás liquefeito do 
petróleo
Até 20 C3 – C4
Nafta 20-220 C5 – C10
Querosene 159-300 C11 – C12
Gasóleo Leve 200-300 C13 – C17
Gasóleo Pesado (vácuo) 300-400 C18 – C25
Lubrificantes 400-510 C26 – C38
Resíduo Acima de 510 C38+
Pólos Petroquímicos
Centrais de Matérias-Primas
Nome Estado Matéria-Prima
Braskem Bahia Nafta/gasóleo/
GN
Petroquímica União São Paulo Nafta/GN*
Copesul Rio Grande do 
Sul
Nafta/GN
RioPol (Braskem) Rio de Janeiro GN
COMPERJ 
(Complexo 
petroquímico do 
RJ)**
Rio de Janeiro Petróleo 
Marlim
* GN = Gás Natural, ** Previsão para 2015* GN = Gás Natural, ** Previsão para 2015
Integração Refino - Petroquímica
Processos e Produtos Petroquímicos 
de 1ª Geração
Processo Produto
Reforma a vapor Gás de Síntese
Oxidação 
parcial/gaseificação
Gás de Síntese
Craqueamento /pirólise Olefinas
Reforma Catalítica Aromáticos
Uso Intensivo de Derivados de Petróleo
Intensificação do “Efeito Estufa” provocado pela grande concentração de 
gases de efeito estufa (GEE).
GEE: COGEE: CO22 (76%), CH(76%), CH44 (13%), N(13%), N22O (6%), CFCS(5%)O (6%), CFCS(5%)
Protocolo de Kyoto Protocolo de Kyoto –– Estabeleceu metas de redução de GEE pelos países.Estabeleceu metas de redução de GEE pelos países.
MDL MDL –– Mecanismo de Desenvolvimento LimpoMecanismo de Desenvolvimento Limpo
InvestimentoInvestimento emem tecnologiastecnologias pelospelos paísespaíses ricos,ricos, queque possibilitepossibilite aa reduçãoredução
dada emissãoemissão dede GEE,GEE, feitofeito porpor meiomeio dede projetosprojetos comcom paísespaíses emem
desenvolvimentodesenvolvimento parapara obtençãoobtenção dede CréditoCrédito dede CarbonoCarbono..
O crédito de carbono do MDL é denominado Redução Certificada de
Emissão (RCE)
Crédito de Carbono
É uma espécie de moeda ambiental, que pode ser conseguida por meio de 
projetos de MDL:
Projetos de reflorestamento; 
Redução das emissões provenientes da queima de combustíveis fósseis;
Substituição de combustíveis fósseis por energia limpa e renovável, como eólica, 
solar, biomassa, PCH (Pequena Central Hidrelétrica), etc; 
Aproveitamento das emissões que seriam de qualquer forma descarregadas na 
atmosfera (metano de aterros sanitários), para a produção de energia.
O Brasil tem grande potencial para a geração de "créditos de carbono". O porte 
do setor florestal é inigualável, a matriz energética é peculiar e não faltam fatores 
físicos, geográficos e climáticos favoráveis ao desenvolvimento de fontes 
energéticas e ambientalmente sadias.
GEE e os Créditos de Carbono
1 tonelada de CO1 tonelada de CO22 equivalente corresponde a um crédito de carbonoequivalente corresponde a um crédito de carbono
O CO2 equivalente é o resultado da multiplicação das toneladas emitidas do GEE 
pelo seu potencial de aquecimento global. 
Potencial de aquecimento global dos GEE:
CO2 – Dióxido de Carbono= 1
CH4 - Metano = 21
N2O – Óxido Nitroso= 310
HFCs -Hidrofluorcarbonetos = 140 ~ 11700
PFCs - Perfluorcarbonetos = 6500 ~ 9200
SF6 – Hexafluoreto de Enxofre= 23900
Bolsas de Crédito de Carbono
Exemplos:
 CCX - Bolsa do Clima de Chicago
 CCFE - Chicago Climate Exchange Futures - Subsidiária da CCX
 ECX - Bolsa do Clima Européia
 NordPoll (Noruega)
 EXAA - Bolsa de Energia da Áustria
 BM&FBM&F Bovespa Bovespa -- Bolsa de Mercadorias e Fundos Bolsa de Mercadorias e Fundos --
(Trabalha apenas com o leilão de créditos de carbono)(Trabalha apenas com o leilão de créditos de carbono)
Crédito de carbono: Validade: em revisão , 12/2012
Busca da Sustentabilidade
Integração Refino de Petróleo e Biomassa
 Economia TRADICIONAL
Baseada em Carboquímica e 
Petroquímica
Desenvolvimento econômico 
e social com ação deletéria 
e predatória do MEIO 
AMBIENTE!
 Economia VERDE
Caracterizada pela 
preocupação e cuidado com 
o ECOSSISTEMA, e em 
ter um desenvolvimento 
econômico e social 
sustentáveis.
Uso de biomassa e fontes 
renováveis
Brasil: 6ª Economia, IDH 79ª posição Brasil: 6ª Economia, IDH 79ª posição 
Química Verde Química Verde –– 12 Princípios12 Princípios
Plataformas da Química Verde
 Biomassa – Bio-refinaria
 Cana de Açúcar 
 (alcoolquímica, sucroquímica).
 Celulose/lignocelulose
(etanol de 2٥ geração);
 Oleoquímica
(biocombustíveis de 1º e 2º 
geração);
 Gliceroquímica
 Fitoquímica
(plantas medicinais, 
fitoterápicos, pesticidas, 
fragrâncias e aromas, etc.,);
 Conversão de CO2
 Fontes Renováveis de 
Energia 
(solar, eólica, H2 )
CGEE (2010)
Gliceroquímica
Fonte: C&EN (2009)
BIO-REFINARIA: Fontes Renováveis
 BIOMASSABIOMASSA - Processos Biotecnológicos 
Obtenção de uma grande variedade de 
produtos BIO-REFINARIA
Rotas: Bioquímicas X TermoquímicRotas: Bioquímicas X Termoquímicas
 2. CANA DE AÇÚCAR CANA DE AÇÚCAR – uso alimentício 
e químico
 Alcoolquímica – etanol e derivados
 Sucroquímica – obtenção de 
intermediários químicos para produção 
de novos produtos de maior valor 
agregado. Ex: Obtenção de sorbitol e 
derivados.
 3. ÓLEOS VEGETAIS ÓLEOS VEGETAIS – Oleoquímica –
obtenção de biocombustíveis (biodíesel e 
H-Bio ); desenvolvimentos de novos 
produtos para o setor de química fina.
GliceroquímicaGliceroquímica
 4. OUTRAS4. OUTRAS – Beneficiamento e 
extração de produtos oriundos de 
diversas espécies vegetais
 ExsudatosExsudatos dede plantasplantas ((PinusPinus)) –
goma do pinheiro (obtenção de
terebintina (fonte de terpenos
usados no setor de alimentos, na
produção de cosméticos, fármacos,
etc.,) e ácidos abiéticos; látex de
seringueira (hevea brasilienses),
etc.
 LCCLCC – líquido da casca de castanha
de caju – líquido rico em fenóis
(cardanol) que são utilizados na
produção de resinas fenólicas e
outros derivados químicos de
maior valor agregado.
Futuro do refino
Os especialista afirmam que o futuro do refino está na GASEIFICAÇÃOGASEIFICAÇÃO
Aumento da produção de óleos não- convencionais
Tecnologias
GTL (gas to liquid); 
BTL (biomass to liquid); 
CTL (coal to liquid)
Bibliografia
1.Brasil, N. I., Araújo, M. A. S., Souza,E. C. M., 
Processamento de Petróleo e Gás, Gen LTC, 
(2011).
2.Fahim, M. A., Al-Sahhaf, Elkilani, A. S., 
Introdução ao Refino de Petróleo. Elsevier
Editora, (2012).
3.Szklo, A., Uller, V. C., Fundamentos do Refino 
de Petróleo, 2ª ed., editora Interciência (2008).