Refino de petróleo

Refino de petróleo

Introdução

O petróleo éencontrado em muitos lugares da crosta terrestre e em grandes quantidades, e desse modo o seu processo de formação deve ser espontâneo.

Trata-se de uma mistura inflamável, de coloração variável entre amarela e preta, encontrada nas rochas de bacias sedimentares e originada da decomposição da matéria orgânica depositada no fundo de mares e lagos que sofreu transformações químicas pela ação de temperatura, pressão, pouca oxigenação e bactérias.

Introdução

Tais transformações prosseguem em maior ou menor grau atéo momento da descoberta da jazida e extração do petróleo nela contido. Dessa forma, évirtualmente impossível a obtenção de amostras de petróleo com a mesma composição química, atémesmo em um mesmo campo produtor.

Introdução

Os compostos que não são classificados como hidrocarbonetos concentram-se nas frações mais pesadas do petróleo.

A composição elementar média do petróleo é estabelecida da seguinte forma:

Introdução

Os hidrocarbonetos podem ocorrer no petróleo desde o metano (CH4) atécompostos com mais de 60 átomos de carbono.

Os átomos de carbono podem estar conectados através de ligações simples, duplas ou triplas, e os arranjos moleculares são os mais diversos, abrangendo estruturas lineares, ramificadas ou cíclicas, saturadas ou insaturadas, alifáticas ou aromáticas.

Introdução

Os alcanos têm fórmula química geral CnH2n+2e são conhecidos na indústria de petróleo como parafinas. São os principais constituintes do petróleo leve, encontrandose nas frações de menor densidade. Quanto maior o número de átomos de carbono na cadeia, maior seráa temperatura de ebulição.

Introdução

As olefinassão hidrocarbonetos cujas ligações entre carbonos são realizadas através de ligações duplas em cadeias abertas, podendo ser normais ou ramificadas

(Fórmula química geral CnH2n). Não são encontradas no petróleo bruto; sua origem vem de processos físico- químicos realizados durante o refino, como o craqueamento. Possuem características e propriedades diferentes dos hidrocarbonetos saturados.

Introdução

Os hidrocarbonetos acetilênicos são compostos que possuem ligação tripla (Fórmula química geral CnH2n-2).

Introdução

Os ciclanos, de fórmula geral CnH2n, contêm um ou mais anéis saturados e são conhecidos na indústria de petróleo como compostos naftênicos, por se concentrarem na fração de petróleo denominada nafta. São classificados como cicloparafinas, de cadeia do tipo fechada e saturada, podendo também conter ramificações.

As estruturas naftênicas que predominam no petróleo são os derivados do ciclopentano e do ciclohexano.

Introdução

Em vários tipos de petróleo, podem-se encontrar compostos naftênicos com 1, 2 ou 3 ramificações parafínicas como constituintes principais. Em certos casos, podem-se ainda encontrar compostos naftênicos formados por dois ou mais anéis conjugados ou isolados.

Introdução

Os cortes de petróleo referentes ànafta apresentam uma pequena proporção de compostos aromáticos de baixo peso molecular (benzeno, tolueno e xileno).

Os derivados intermediários (querosene e gasóleo) contêm compostos aromáticos com ramificações na forma de cadeias parafínicas substituintes.

Introdução

Podem ser encontrados ainda compostos mistos, que apresentam núcleo aromáticos e naftênicos.

Introdução

Uma forma simples de separar os constituintes básicos do petróleo épromover uma destilação da amostra. Com isso, obtêm-se curvas de destilação características, que são gráficos de temperatura versus volume percentual de material evaporado. Determinamse, assim, os tipos de hidrocarbonetos presentes na amostra analisada, em função das faixas de temperatura dos materiais destilados.

Introdução

A amostra poderáentão ser classificada em termos de cortes ou frações. Por exemplo, podemos ter:

Introdução

A destilação atmosférica énormalmente a etapa inicial de transformação realizada em uma refinaria de petróleo, após dessalinização e pré-aquecimento. O diagrama abaixo oferece uma listagem dos tipos de produtos esperados e seu destino.

Introdução Introdução

Introdução

Uma amostra de petróleo e mesmo suas frações podem ser ainda caracterizadas pelo grau de densidade API (°API), do AmericanPetroleumInstitute, definida por:

Introdução Calcule o grau API para um óleo de densidade 801 kg/m3.

API = (141,5/0,801) -131,5 = 45,1 0API

Resolução: Densidade relativa = 801 kg/m3/1000 kg/m3= 0,801

Introdução

A densidade específica do material écalculada tendo-se como referência a água. Obviamente, quanto maior o valor de °API,mais leve éo composto. Por exemplo, podem-se ter:

Introdução

Dessa forma, uma amostra de petróleo pode ser classificada segundo o grau de densidade API, como segue:

Petróleos Leves: acima de 31,1°API

Petróleos Médios: entre 21,3 e 31,1°API

Petróleos Pesados: entre 10,0 e 21,3°API Petróleos Extra Pesados: abaixo de 10,0 °API

Introdução

Os principais derivados do petróleo e seus usos são mostrados na tabela abaixo:

Introdução

A indústria do petróleo écomposta de cinco segmentos constitutivos básicos:

Exploração

A exploração envolve a observação das rochas e a reconstrução geológica de uma área, com o objetivo de identificar novas reservas petrolíferas. Os métodos comuns empregados para se explorar petróleo são o sísmico, o magnético, o gravimétrico e o aerofotométrico.

Exploração Exploração

Exploração

No método sísmico, avalia-se o tempo de propagação de ondas artificiais nas formações geológicas estudadas.

Essencialmente, o que se lê a partir dos registros éo tempo de percurso das ondas refletidas. Multiplicando os tempos pelas velocidades de propagação das ondas sísmicas obtemos as profundidades a que se encontram os diversos horizontes de reflexão.

Perfuração

Após a sísmica érealizada a perfuração com a finalidade de comunicar a superfície com o reservatório contendo os hidrocarbonetos.

A perfuração de um poço de petróleo é realizada com sondas de perfuração rotativas onde as rochas são perfuradas com ação da rotação e peso aplicado sobe a broca existente nas extremidade da coluna de perfuração composta de basicamente de comando e tubos de perfuração.

Produção

Finalizada a fase de exploração, que envolve a prospecção (sísmica) e perfuração, são realizadas uma série de operações, denominadas completação, após as quais o poço écolocado em produção para extração dos hidrocarbonetos.

Transporte

Durante a fase de produção, esta éenviada para uma estação coletora através de dutos e caminhões, se a produção for terrestre, ou para a própria plataforma de produção, se for poço for marítimo sendo então realizadas as operações de processamento primário para colocar a produção em condições de mercado. Ao final do processamento primário a produção étransportada para a refinaria.

Refino de Petróleo

A produção é então transportada em embarcações, caminhões, vagões, navios-tanque ou tubulações (oleodutosougasodutos) aosterminaise refinariasde óleo ou gás.

Refino de Petróleo

O refinodo petróleocompreendeuma sériede operaçõesfísicase químicas interligadasentre siquegarantemo aproveitamento pleno de seu potencial energético através da geração dos cortes, ou produtos fracionados

derivados, de composiçãoe propriedades físico-químicas determinadas. Refinarpetróleoé, portanto, separarsuasfraçõese processá-las, transformando-o em produtos de grande utilidade.

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ØNa instalaçãode umarefinaria, diversosfatorestécnicos sãoobedecidos, destacando-se sualocalização, as necessidadesde um mercadoe o tipode petróleoa ser processado. A refinariapode, porexemplo, estar próxima a uma região onde haja grande consumo de derivados e/ou próxima a áreas produtoras de petróleo.

Ø Os produtos finais das refinarias são finalmente encaminhados às distribuidoras, que os comercializarão emsuaforma original ouaditivada.

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