Petroleo e Seus derivados

Petroleo e Seus derivados

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1. Introdução

Como principal fonte energética, o petróleo desempenha papel estratégico na economia mundial. A produção de petróleo pode representar ate 15% do PIB em alguns países.

O petróleo, no estado em que é extraído do solo, tem pouquíssimas aplicações. É uma complexa mistura de moléculas, compostas principalmente de carbono e hidrogênio – os hidrocarbonetos, além de algumas impurezas. Para que haja o aproveitamento energético adequado do petróleo, deve-se submetê-lo a processos de separação, conversão e tratamentos.

Por ser uma mistura complexa de compostos orgânicos, torna sua caracterização química uma tarefa desafiadora.

Por isto, este trabalho esboça um retrato de onde veio, como descobrimos, os processos para seu refino e onde esta sendo empregado todo o petróleo retirado do subsolo. Mostramos também a grande descoberta petrolífera do século, o pré-sal, que veio salvar o mundo de um caos por falta de combustível que nos esperava a alguns anos no futuro.

Mostramos também um reflexo deste que foi o maior propulsor do crescimento humano na destruição do planeta. Como já foi dito, “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”, o petróleo após sua queima em diversos produtos ele volta para a natureza, transformado, matando o que sustenta o homem.

Bem vindos ao mundo do petróleo, aqui descobriremos um pouco do que nos mantém vivos e sempre crescendo no mundo.

2. Objetivo

O objetivo deste trabalho é mostrar toda historia do petróleo e como ele está ligado as nossas vidas e o é entender a origem do petróleo relacionando-o com a química, mostrando através da química, como ele é formado, do que é constituído, qual finalidade de sua utilização. E entender através de suas formulas moleculares, como são feitas as ligações. É importante que um Engenheiro de produção e outros profissionais relacionados a área do petróleo, tenham esse tipo de informação para que possam em um serviço relacionado com petróleo, utilizar desse conhecimento para poder realizar um serviço com mais eficiência.

3. A história

O petróleo era conhecido já na antigüidade, devido a exsudações e afloramentos freqüentes no Oriente Médio. No Antigo Testamento, é mencionado diversas vezes, e estudos arqueológicos demonstram que foi utilizado há quase seis mil anos. No início da era cristã, os árabes davam ao petróleo fins bélicos e de iluminação. O petróleo de Baku, no Azerbaijão, já era produzido em escala comercial, para os padrões da época, quando Marco Polo viajou pelo norte da Pérsia, em 1271.

A moderna indústria petrolífera data de meados do século XIX. Em 1850, na Escócia,

James Young descobriu que o petróleo podia ser extraído do carvão e xisto betuminoso, e criou processos de refinação. Em agosto de 1859 o americano Edwin Laurentine Drake, perfurou o primeiro poço para a procura do petróleo, na Pensilvânia. O poço revelou-se produtor e a data passou a ser considerada a do nascimento da moderna indústria petrolífera. A produção de óleo cru nos Estados Unidos, de dois mil barris em 1859, aumentou para aproximadamente três milhões em 1863, e para dez milhões de barris em 1874. 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. Em 1901 uma área de poucos quilômetros quadrados na península de Apsheron, junto ao mar Cáspio, produziu 1,7 milhões de toneladas, no mesmo ano em que os Estados Unidos registravam uma produção de 9,5 milhões de toneladas. O resto do mundo produziu, ao todo, 1,7 milhões de toneladas.

Outra empresa, a Royal Dutch–Shell Group, de capital anglo–holandês e apoiada pelo governo britânico, expandiu-se rapidamente no início do século X, e passou a controlar a maior parte das reservas conhecidas do Oriente Médio. Mais tarde, a empresa passou a investir na Califórnia e no México, e entrou na Venezuela. Paralelamente, companhias européias realizaram intensas pesquisas em todo o Oriente Médio, e a comprovação de que região dispunha de cerca de setenta por cento das reservas mundiais provocou reviravolta em todos os planos de exploração.

A primeira guerra mundial pôs em evidência a importância estratégica do petróleo. Pela primeira vez foi usado o submarino com motor diesel, e o avião surgiu como nova arma. A transformação do petróleo em material de guerra e o uso generalizado de seus derivados – era a época em que a indústria automobilística começava a ganhar corpo – fizeram com que o controle do suprimento se tornasse questão de interesse nacional. O governo americano passou a incentivar empresas do país a operarem no exterior.

Os registros históricos da utilização do petróleo remontam a 4000 a.C. Os povos da

Mesopotâmia, do Egito, da Pérsia e da Judéia já utilizavam o betume para pavimentação de estradas, calafetação de grandes construções, aquecimento e iluminação de casas, lubrificação e até como laxativo

4. A Origem

O petróleo é um combustível fóssil, originado provavelmente de restos de vida aquática animal acumulados no fundo de oceanos primitivos e cobertos por sedimentos. O tempo e a pressão do sedimento sobre o material depositado no fundo do mar transformaram-no em massas homogêneas viscosas de coloração negra, denominadas jazidas de petróleo.

Os egípcios utilizavam o petróleo como um dos elementos para o embalsamamento de seus mortos, além de empregarem o betume na união dos gigantescos blocos de rochas das pirâmides.

No continente americano, os incas e os astecas conheciam o petróleo e, a exemplo da Mesopotâmia, o empregavam na pavimentação de estradas.

Geralmente, o petróleo aproveitado pelas civilizações antigas era aquele que aflorava à superfície do solo. Uma das peculiaridades do petróleo é a migração, ou seja, se ele não encontrar formações rochosas que, por serem impermeáveis, o prendam, sua movimentação no subsolo será constante, com a conseqüente possibilidade de aparecer à superfície.

A partir de 1920 os transportes terrestres, marítimos e aéreos passaram a consumir quantidades cada vez maiores do novo combustível.

Em 1930 surgiu a indústria petroquímica tendo como base o petróleo, para produzir numerosos equipamentos, objetos, produtos, etc.

Nessa época, o subproduto indesejável passou a ser a querosene, então pouco utilizado. Apenas com o advento dos aviões a jato, em 1939, esse combustível voltou a ser amplamente consumido.

Dessa forma, a indústria de refino teve um impulso fenomenal, garantindo o abastecimento de milhares de veículos e o funcionamento dos parques industriais. A gasolina passou a ser o principal derivado do petróleo, enquanto ocorria uma ampliação do sistema de estradas, exigindo mais asfalto. Em 1938, 30% da energia consumida no mundo provinha do petróleo.

Mas as duas crises sucessivas do petróleo, em 1973 e 1978, levaram a uma reconsideração da política internacional em relação a esse produto, e os países dependentes do petróleo intensificaram a busca de fontes de energia alternativas. Microorganismos marinhos (chamados plânctons), na ausência de oxigênio, se transformaram, ao longo de milhões de anos, nos constituintes do petróleo (hidrocarbonetos, animais, tioálcoois, etc.).

Comercialmente, existem dois tipos de petróleo: o leve (com maior proporção de gasolina) e o pesado (com maior proporção de querosene e óleos combustíveis). O petróleo leve tem maior cotação no mercado mundial, por causa do elevado consumo de gasolina.

O petróleo é uma mistura de compostos orgânicos, na qual predominam os alcanos. É a mais importante fonte de energia (através da queima dos alcanos) e constitui a matériaprima da indústria petroquímica, responsável pela manufatura de milhares de produtos de consumo diário, tais como: plásticos, adubos, corantes, detergentes, álcool comum, acetona, gás hidrogênio, etc.

Os maiores produtores de petróleo são: Rússia, Estados Unidos, Arábia Saudita, Irã, Iraque, Kuwait, Emirados Árabes Unidos, Venezuela, México e Inglaterra.

Porém, as maiores reservas de petróleo (mais de 50%) estão nos países banhados pelo golfo Pérsico.

Os lençóis petrolíferos ocorrem em cavidades que podem atingir até 7000m de profundidade, no continente ou em plataformas submarinas, juntamente com o petróleo encontrase água salgada e gás natural (sob pressão).

São controvertidas as teorias sobre a origem do petróleo. Entre as principais figuram a da origem estritamente inorgânica, defendida por Dmitri I. Mendeleiev, Marcellin Berthelot e Henri Moissan, e a teoria orgânica, que postula a participação animal e vegetal.

De acordo com a primeira, o petróleo Ter-se-ia formado a partir de carburetos (de alumínio, cálcio e outros elementos) que decompostos por ação da água (hidrólise), deram origem a hidrocarbonetos com metanos, alcenos, etc., os quais, sob pressão, teriam sofrido polimerização (união de moléculas idênticas para formar uma nova molécula mais pesada) e condensação a fim de dar origem ao petróleo.

Contra essa concepção mais antiga, levanta-se teoria orgânica, segundo a qual a presença no petróleo de compostos nitrogenados, clorofilados, de hormônios, etc. pressupõe a participação de matéria orgânica de origem animal e vegetal. Em sua grande maioria os pesquisadores modernos tendem a reconhecer como válida apenas a teoria orgânica, na qual destacam o papel representado pelos microorganismos animais e vegetais que sob a ação de bactérias, formariam uma pasta orgânica no fundo dos mares. Misturada à argila e à areia, essa pasta constituiria os sedimentos marinhos que, cobertos por novas e sucessivas camadas de lama e areia, se transformariam em rochas consolidadas, nas quais o gás e o petróleo seriam gerados e acumulados.

5. Processos de obtenção e refino do petróleo

5.1. Objetivos do Refino

De um modo geral, uma refinaria, ao ser planejada e construída, pode se destinar a dois objetivos básicos: - produção de produtos energéticos (combustíveis e gases em geral);

- produção de produtos não-energéticos (parafinas, lubrificantes, etc.) e petroquímicos. O primeiro objetivo constitui a maior parte dos casos, pois a demanda por combustíveis é deveras maior do que a demanda por outros produtos. Nesse caso, a produção destinase à obtenção de GLP, gasolina, Diesel, querosene e óleo combustível, entre outros.

O segundo grupo, não tão expressivo, é constituído de um grupo minoritário, onde o principal objetivo é a maximização da produção de frações básicas lubrificantes, parafinas e matérias-primas para a indústria petroquímica. Estes produtos possuem valores agregados muito superiores ao dos combustíveis, o que confere aos refinadores altas rentabilidades, embora os investimentos envolvidos sejam também muito mais altos do que os necessários para o caso anterior.

5.2. A busca pelo Petróleo

A prospecção de petróleo (isto é, o trabalho de sua localização) é feita de várias maneiras, inicialmente é realizado um estudo das regiões onde há maior probabilidade de se encontrar petróleo. Reúne-se geógrafos, agrônomos, paleontólogos, entre outros especialistas para se aumentar a chance de encontrar petróleo em determinada região. O estudo é realizado com aviões sonda, satélites, onde se faz uma varredura do solo na busca pela área com maior probabilidade de existir petróleo (b) e através de pequenos terremotos artificiais, onde é feita a detonação de cargas explosivas no solo, seguida de medição das ondas de choque refletidas pelas várias camadas do subsolo. O estudo destas ondas nos da uma idéia da constituição do solo e da sua possibilidade de existência de petróleo, sendo possível identificar o tipo de rochas presentes (c). Para se ter certeza mesmo é necessário que se perfure o solo.

O petróleo é encontrado em bolsões profundos – às vezes em terra firme, outras vezes abaixo do fundo do mar. Acredita-se que 50% das jazidas mundiais de petróleo estejam sob o mar, porem com as constantes descobertas do pré-sal esta estatística pode ser alterada, pois todas as bacias encontradas no mundo foram em alto mar.

5.3. A Perfuração

A perfuração é a segunda fase na busca do petróleo. Ela ocorre em locais previamente determinados pelas pesquisas Geológicas e Geofísicas.

Para tanto, perfura-se um poço - o Poço Pioneiro - mediante o uso de uma sonda (ou Torre de Perfuração) que é o equipamento utilizado para perfurar poços. Esse trabalho é feito

através de uma re que sustenta a coluna de perfuração, formada por vários tubos. Na ponta do primeiro tubo encontra-se a broca, que, triturando a rocha, abre o caminho das camadas subterrâneas. Comprovada a existência de petróleo, outros poços são perfurados para se avaliar a extensão da jazida. Essa avaliação é que vai determinar se é comercialmente viável, ou não, produzir o petróleo descoberto. Caso positivo, o número de poços perfurados forma um Campo de Petróleo.

5.4. Jazidas

O petróleo é encontrado na natureza não como uma espécie de rio subterrâneo ou camada líquida entre rochas sólidas. Ele ocorre sempre impregnando rochas sedimentares, como os arenitos. Como essas rochas são permeáveis, o óleo "migra" através delas pelo interior da crosta terrestre. Se for detido por rochas impermeáveis, acumula-se, formando então as jazidas. Das jazidas conhecidas, as mais importantes estão no Oriente Médio, Rússia e repúblicas do Cáucaso, Estados Unidos, América Central e na região setentrional da América do Sul.

5.5. Extração

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. Mesmo assim, há uma perda de quase 50% do petróleo que fica retido no fundo da jazida, não sendo possível sua total extração.

5.6. As refinarias

Refinarias de petróleo são complexo sistema de operações múltiplas; as operações que são usadas em uma dada refinaria dependem das propriedades do petróleo que será refinado, assim como dos produtos desejados. Por essas razões, as refinarias podem ser muito diferentes.

5.7. O refino do petróleo

O petróleo bruto é uma complexa mistura de hidrocarbonetos, que apresenta contaminações variadas de enxofre, nitrogênio, oxigênio e metais. A composição exata dessa mistura varia significativamente em função do seu reservatório de origem. No seu estado bruto, o petróleo tem pouquíssimas aplicações, servindo quase que somente como óleo combustível. Para que o potencial energético do petróleo seja aproveitado ao máximo, ele deve ser submetido a uma série de processos, a fim de se desdobrar nos seus diversos derivados.

O refino do petróleo consiste na série de beneficiamentos pelos quais passa o mineral bruto, para a obtenção desses derivados, estes sim, produtos de grande interesse comercial. Esses beneficiamentos englobam etapas físicas, e químicas de separação, que originam as grandes frações de destilação. Estas frações são então processadas através de outra série de etapas de separação e conversão que fornecem os derivados finais do petróleo. Refinar petróleo é, portanto, separar as frações desejadas, processá-las e lhes dar acabamento, de modo a se obterem produtos vendáveis.

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