AULA-6-OK

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Ciclo do petróleo
1ª FASE- EXTRAÇÃO DO SOLO (on-shore) OU DO FUNDO DO MAR (off-shore)
2a FASE – REFINO
Transformação do petróleo cru 
nos derivados
As refinarias de petróleo constituem o 
mais importante exemplo de plantas 
contínuas de multiprodutos.
3a FASE- DISTRIBUIÇÃO
.
Para que ocorra o seu aproveitamento o petróleo deve passar pelo processo de refino
EXPLORAÇÃO E EXTRAÇÃO- feitas
por geólogos e geofísicos
EXPLORAÇÃO
Atividade em que se realizam os estudos
preliminares para a localização de uma jazida.
Usa biomarcadores- porfirina
EXTRAÇÃO
Varia de acordo com a quantidade de gás
acumulado na jazida
1- Se a quantidade de gás for suficiente, sua pressão
pode expulsar por si mesma o óleo, bastando uma
tubulação que comunique o poço com o exterior
2- Se a pressão for fraca ou nula, será preciso ajuda
de bombas de extração
1ª FASE
PARA FACILITAR A EXTRAÇÃO NORMALMENTE INJETA-SE UM LÍQUIDO NO POÇO
POR QUE? 
Porque o petróleo é muito viscoso. Geralmente injeta-se água.
No caso de extração off-shore, injeta-se água do mar (recuperação secundária)
Fluidos de reservatórios são três: 
 Óleo
 Água 
 Gás
Óleo
É uma mistura de hidrocarbonetos líquidos, normalmente
com impurezas como enxofre e metais pesados.
Estas impurezas são poluentes e desvalorizam o óleo e
exigem refinarias e métodos sofisticados para purificá-lo.
2a FASE – REFINO
O petróleo é mistura oleosa, inflamável, menos densa que a
água, com cheiro característico e de cor variando entre o negro e o
castanho escuro (também tem amarelo e verde)
COMPOSIÇÃO
PETRÓLEO 2a FASE – REFINO
Composição elementar do óleo cru (% em massa)
Os contaminantes são considerados como impurezas e podem
aparecer em toda a faixa de ebulição (destilação) do petróleo, mas
tendem a se concentrar nas frações mais pesadas.
 A classificação do petróleo depende basicamente das
características da rocha reservatório e do processo de formação.
No óleo cru pode aparecer também a combinação dos três
tipos de hidrocarbonetos acima mencionados, onde dessa maneira
a classificação do óleo será determinado pela predominância do
tipo de hidrocarboneto.
No petróleo cru quase não há hidrocarbonetos
insaturados, como por exemplo alcenos.
Alcenos- embora sejam metabolizados em grande
quantidade na natureza, a dupla C–C é extremamente
reativa e dificilmente se preserva.
Todos os petróleos contêm basicamente os mesmos
hidrocarbonetos, em diferentes quantidades
A quantidade relativa de cada grupo de hidrocarboneto
varia muito de petróleo, afetando as suas propriedades
físico-químicas.
Os contaminantes sulfurados causam os seguintes
problemas:
a) No manuseio - redução de eficiência dos catalisadores nos
processos de conversão feitos nas refinarias;
b) No transporte - corrosão em oleodutos e gasodutos;
c) Nos derivados - causam poluição ambiental se presentes
em combustíveis derivados do petróleo.
De acordo com o teor de enxofre o óleo é classificado em:
a) óleo doce - apresenta baixo conteúdo de enxofre
(menos de 0,5 % de sua massa);
b) óleo ácido - apresenta teor elevado de enxofre (bem
acima de 0,5 % em massa).
O gás produzido é o resultante da composição de três
partes:
1) Gás Livre- A partir dos hidrocarbonetos que, nas
condições de temperatura e pressão do reservatório, já se
encontram no estado gasoso;
2) Gás que sai de solução do óleo, isto é, os
hidrocarbonetos que se encontram dissolvidos no óleo nas
condições do reservatório e se vaporizam quando a mistura
é levada para a superfície; e
3) Gás que se encontra dissolvido na água.
GÁS
GÁS NATURAL
O GÁS NATURAL OCORRE EM FORMAÇÕES ROCHOSAS NO SUBSOLO TERRESTRE,
DA MESMA FORMA QUE O PETRÓLEO, SENDO ATÉ MESMO EM ALGUNS CASOS
EXTRAÍDO COM ESTE.
 É UMA MISTURA DE VÁRIOS GASES COMBUSTÍVEIS E DE ALGUMAS
SUBSTANCIAS INERTES, COMO CO2, e N2,
 EM ALGUNS CASOS PODE APRESENTAR PEQUENAS QUANTIDADES DE HÉLIO
(He).
 DE UMA FORMA GERAL, O GN APRESENTA UMA MAIOR PROPORÇÃO DE CH4
(80% EM VOLUME) E UMA MENOR PROPORÇÃO COMPOSTA POR OUTROS HC
COMO ALCANOS (ATÉ PENTANO), E ALCENOS (10% DE ETENO QUE VAI PARA
INDÚSTRIA PETROQUÍMICA)
Gás Natural sendo separado durante as operações de 
produção. 
Gás Associado ao Petróleo
Gás natural não- associado
Existente em jazidas sem petróleo, como nos poços do
campo de Juruá, na Amazônia.
OBSERVAÇÃO: 
O gás natural é inodoro. Por esse motivo acrescenta-se ao gás de
cozinha SUBSTÂNCIAS SULFURADAS para alertar sobre vazamentos.
ÁGUA
- A densidade da água pura vale 1. Quando tem sais dissolvidos 
pode subir até 1,3.
- A água produzida junto com o óleo e o gás é geralmente salgada, 
mas pode ser Doce, podendo ser utilizada em irrigação.
- Quando a água é salgada, não tem valor comercial
- Água do mar, e também pode ter origem em acumulações de
água (aquíferos) ou pode ser devida à água injetada em poços que
visam aumentar a recuperação de óleo
O que fazer depois com água? Custo e impacto ambiental
Jogar no rio???
Ela leva como arraste vários poluentes (benzeno, tolueno e
xileno. BTX)
Como evitar o despejo de hidrocarbonetos no rio?
Tratamento (biológico e físico (destilação, carvão ativo)
O PETRÓLEO BRUTO (cru) extraído do poço não tem aplicação 
direta. Sua utilização ocorre por meio de seus derivados. 
Processamento Primário
Feito em equipamentos de superfície, nos próprios campos
de produção (campos de petróleo).
Ao final desse processamento, teremos fluxos separados de
óleo e gás, além de salmoura descartável.
O óleo final conterá teores menores daqueles hidrocarbonetos mais
facilmente vaporizáveis; ficando, então, menos inflamável que o
óleo cru, sendo chamado de Óleo Estabilizado
REFINO DE PETRÓLEO
Separar suas frações, processá-lo, transformando-o em
produtos de grande utilidade: os derivados de Petróleo.
São várias as operações de beneficiamento às quais o
Petróleo bruto é submetido para a obtenção de produtos
específicos
O processo de refino poderá ocorrer de duas maneiras:
a) UPGN (Unidade de Processamento do Gás Natural): processo de
refino cuja matéria prima é o gás úmido ou gás não associado.
b) REFINARIA
As refinarias de petróleo constituem o mais importante
exemplo de plantas contínuas de multiprodutos. Uma refinaria, em
geral, processa um ou mais tipos de petróleo, produzindo uma
série de produtos derivados.
Chegando às refinarias, o petróleo cru é
analisado para conhecer-se suas características e
definir-se os processos a que será submetido para
obter-se determinados subprodutos.
A separação das frações é baseada no ponto de
ebulição dos hidrocarbonetos.
PROCESSOS DE REFINO
1- SEPARAÇÃO (métodos físicos de extração e destilação)
 Destilação atmosférica
 Destilação a vácuo
 Extração de aromáticos
 Desfaltação a solventes e, etc.
2- CONVERSÃO
 Craqueamentos catalítico e térmico
Reforma catalítica
 Isomerização catalítica
 Alquilação catalítica e, etc.
3- TRATAMENTO
 Dessalgação
 Tratamento DEA/MEA e , etc
4- PROCESSOS AUXILIARES
 Geração de hidrogênio, recuperação de enxofre
OS PRODUTOS FINAIS OBTIDOS APÓS O PROCESSAMENTO NAS UNIDADES DE 
SEPARAÇÃO E CONVERSÃO SE DIVIDEM EM TRÊS CATEGORIAS:
Produtos finas de uma Refinaria x UPGN
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO
1- DESTILAÇÃO
A sequência:
DESTILAÇÃO FRACIONADA ATMOSFÉRICA-DESTILAÇÃO A VÁCUO
constitui a base do refino, enquanto processo de separação.
O processo de dessalgação antecede estas duas etapas.
Uma das mais importantes operações
da refinaria é a destilação inicial do
petróleo, com a subsequente separação
das FRAÇÕES DE CORTE.
DESTILAÇÃO 
Separar o puro do impuro
Para os Alquimistas, esta era a finalidade da técnica de destilação. E continua sendo, até hoje.
DESTILAÇÃO SIMPLES- SEPARA DOIS OU MAIS LÍQUIDOS QUE APRESENTEM UMA DIFERENÇA ENTRE 
SEUS PONTOS DE EBULIÇÃO SUPERIOR A 800C
- SEPARAR LÍQUIDOS DE IMPUREZAS NÃO VOLÁTEIS, EM SOLUÇÃO
O ponto de ebulição (a uma dada pressão) é uma propriedade característica de um
líquido puro, do mesmo modo que o ponto de fusão é uma propriedade característica
de um sólido cristalino puro. Entretanto, ao contrário dos pontos de fusão, a pressão
deve sempre ser registrada ao se determinar um ponto de ebulição.
DESTILAÇÃO FRACIONADA
Mistura binária ideal- é visualizada como uma mistura onde todas as forças de interação 
intermoleculares são iguais, e onde o volume molar de ambas as espécies é igual.
Assim: A composição do vapor sobre a mistura depende só de dois fatores
(1) da volatilidade de cada espécie (PV);
(2) da fração de área superficial do líquido ocupada por cada espécie ( dada por sua 
fração em mol de solução)
LEI DE DALTON
A pressão de vapor total da mistura de dois líquidos é a soma da pressão parcial de cada 
componente.
PT= PA + PB
A PT é proporcional a quantidade de cada componente na mistura
LEI DE RAOULT
Misturas homogêneas ( sol. Ideais)
Cada líquido exerce sua própria Pv, independente dos outros.
PA= PA0 . xA PB= PB0 . xB
PA0 e PB0 – pressão de vapor do componente puro a uma dada temperatura.
PT= PA0 . xA + PB0 . xB
FRAÇÕES OU CORTES NA CURVA DE DESTILAÇÃO
Representam os grupos de hidrocarbonetos cujo ponto de ebulição
se encontra dentro de uma determinada faixa de temperatura
(caracterizada por duas temperaturas ou pontos de corte)
Coluna de fracionamento
É um dispositivo utilizado para aumentar a eficiência do processo de destilação.
Consiste em uma coluna vertical empacotada com algum material inerte, tal como
grânulos de vidro ou fornecida com algum outro dispositivo (dentes internos)
aumentando a superfície onde o vapor pode se condensar.
Como os vapores quentes sobem através da coluna, eles condensam e fluem de volta
para baixo da coluna. O condensado, ao bater nas partes mais baixas, mais quentes
da coluna, é revaporizado e os componentes mais voláteis prosseguem coluna acima
uma vez mais.
Se a coluna for eficiente, este processo será repetido muitas vezes e o destilado
consistirá nos componentes com pontos de ebulição mais baixos da mistura na
forma quase pura
Na prática, as colunas de destilação não são 100% eficientes, mas existem colunas
que podem separar líquidos que têm pontos de ebulição com diferenças de até 2 ºC.
REFINO
A cada estágio (destilação simples) a temperatura de
ebulição da mistura vai baixando, aproximando-se do
ponto de ebulição do componente mais volátil
DESTILAÇÃO A VÁCUO
Objetivos do Refino
– Produção de combustíveis e matérias-primas
petroquímicas; (maior demanda)
– Produção de lubrificantes básicos e parafinas
(maior valor agregado)
Separação
Processos de natureza física, e têm por objetivo desdobrar o
petróleo em suas frações básicas, ou processar uma fração, no
sentido de retirar dela um grupo específico de substâncias.
A- Destilação
B- Desaromatização a furfural
Extração de substâncias aromáticas polinucleares de altas massas
molares, utilizando-se como solvente o furfural, do corte dos
lubrificantes.
Por que?
Um óleo lubrificante pode trabalhar em condições de alta e baixa
temperatura. Portanto, deve apresentar um comportamento o mais
uniforme possível em relação à viscosidade. E as substâncias
aromáticas são causadores das maiores flutuações de viscosidade.
C- Desasfaltação a solvente (desasfaltação a propano)
Extrai com propano líquido, em alta pressão, um
gasóleo, que seria impossível obter por meio da
destilação.
Subproduto de extração- resíduo asfáltico, que pode
ser enquadrado como asfalto ou como óleo combustível
ultraviscoso.
D- Extração de aromáticos 
Tem objetivo semelhante à Desaromatização a Furfural,
embora carga, solvente, produtos e condições operacionais sejam
bem diferentes.
Possíveis solventes extratores: Tetra-etilenoglicol, N-metil-
pirrolidona associada ao mono-etilenoglicol (MEG).
Carga-Nafta proveniente de uma unidade de reforma catalítica,
bastante rica em aromáticos leves, como benzeno, tolueno e xilenos
(BTXs), que possuem um alto valor no mercado, uma vez que são
importantes matérias-primas para a indústria petroquímica, podendo
atingir preços duas a três vezes superiores à nafta.