Geo Aula - Refino do Petróleo (Aula 1)

Fala ai galera, beleza?

Então, mais um modulo chegando e esse é o "bigode grosso" das nossas matérias e merece respeito, por tanto estudem!

Para os nossos leitores, que nos acompanham sem compromisso, só pelo conhecimento transmitido, sejam bem vindos a mais uma aula de uma serie de aulas dessa matéria fascinante que é o refino do petróleo.

Para os amantes da química do petróleo, essa é a melhor, um prato cheio de coisas interessantíssimas que vamos ver e eu espero corresponder as expectativas de vocês!

Bom, sem mais delongas, comecemos...



Refino do Petróleo - Aula 1



Composição Química do Petróleo


O petróleo é uma mistura complexa de hidrocarbonetos, composta de diversos tipos de moléculas formadas por átomos de carbono e hidrogênio. ademais, apresenta também em sua composição os compostos que são denominados não-hidrocarbonetos, compostos sulfurados, nitrogenados, oxigenados, organometálicos, resinas e asfaltenos. A composição do petróleo dependera do reservatório de origem (Figura 1).

A definição de petróleo segundo a Lei Nº9478 de 6/08/1997, ANP, é todo e qualquer hidrocarboneto liquido em seu estado natural, a exemplo do óleo cru e condensado.¹

Figura 1: Composição Química do Petróleo

A composição elementar média do petróleo em percentual em massa é apresentada na Tabela 1 abaixo:

Tabela 1: Composição Elementar Média do Petróleo

Não-Hidrocarbonetos


Compostos Sulfurados

• É o terceiro elemento mais abundante encontrado no petróleo com uma faixa apresentando valores entre 0,02 e 4% em massa;
• São os responsáveis pela corrosividade do produto do petróleo, determinando sua cor e seu cheiro;
• Em função de sua concentração, o petróleo pode ser  denominado de acido ou azedo ou acre quando seu teor está acima de 0,5% em massa;
• Dependendo da concentração dos compostos sulfurados, os custos no processamento do petróleo podem ser elevados;
• Alguns compostos sulfurados: gás sulfídrico (H2S), Mercaptans (R-SH), Sulfetos alifáticos (R1-S-R2), tiofenos e seus derivados.

Compostos nitrogenados

• Os petróleos contem em média 0,17% em massa de nitrogênio com maior concentração nas frações pesadas;
• Os composto nitrogenados aumentam a capacidade do óleo de reter a água em emulsão, tornam instáveis os produtos finais do refino;
• São responsáveis pelo envenenamento dos catalizadores empregados nos processos de refino;
• Alguns compostos nitrogenados: Piridinas, quinolinas, pirróis, etc.

Compostos Oxigenados

• São compostos responsáveis pela acidez e coloração (Ácidos naftênicos), odor (fenóis), formação de gomas e corrosividade das frações do petróleo;
• Estes compostos estão diretamente relacionados ao teor de acidez do óleo;
• Alguns compostos oxigenados: ácidos carboxílicos, fenóis,cresóis, esteres, aminas, cetonas e benzofuranos.

Compostos Metálicos

• Os compostos metálicos podem se representar sob duas formas: Sais orgânicos dissolvidos na água emulsionada ao óleo cru e na forma de compostos organometálicos complexos;
• Os metais que podem ocorrer no óleo cru são; Ferro, zinco, cobre, chumbo, molibdênio, cobalto, arsênio, manganês, cromo, sódio, níquel e vanádio;
• São compostos indesejáveis pois contaminam os catalizadores empregados nos processos de refino.

Resinas e asfaltenos

• São moléculas grandes com alta relação carbono/hidrogênio de 0,79 a 0,86;
• Apresentam elevado percentual dos seguintes elementos: oxigênio, nitrogênio, enxofre e metais (6,9 a 7,3%);
• São moléculas constituídas por 3 a 10 ou mais anéis, geralmente aromáticos (HPA ou nafteno-aromáticos);
• Os ASFALTENOS não estão dissolvidos no petróleo e encontram-se dispersos na forma coloidal;
• Os ASFALTENOS  quando puros são sólidos escuros e não voláteis e sua massa molecular varia de 1.000 a 100.000;

Molécula de Asfalteno

• As RESINAS são facilmente solúveis, quando puras são líquidos pesados ou sólidos pastosos e não são voláteis;
• As RESINAS apresentam massa molecular variando de 500 a 1.000.

Molécula de Resina

Classificação do petróleo

• O petróleo pode ser classificado quanto aos teores de seus constituintes (composição química) ou através de suas propriedades físicas.
• A classificação do petróleo, de acordo com seus constituintes, interessa tanto aos geoquímicos até os refinadores.
• Os geoquímicos visam caracterizar o óleo pra o relacionar à rocha mãe e medir o seu grau de degradação.
• Os refinadores visam avaliar as frações que podem ser obtidas do óleo, assim como a sua composição e propriedades físicas.

Classificação do Petróleo Quanto a sua Composição Química


Óleos de classe PARAFÍNICA:

• Apresentam acima de 75% de parafinas:
• Apresentam densidade relativa inferior a 0,85;
• Teor de resinas e asfaltenos menor que 10%;
• São indicados para a produção de querosene de aviação (QAV), diesel, lubrificantes e parafinas;
• Óleos leves e de baixa viscosidade, exceto em hidrocarbonetos de elevada massa molecular;
• Alto ponto de fluidez;
• Apresentam baixo teor de enxofre;
• A maior parte dos petróleos produzidos no nordeste brasileiro.

Óleos de classe NAFTÊNICA:

• Apresentam acima de 70% de naftênicos;
• Número muito pequeno de óleos;
• São indicados para a produção de gasolina, nafta petroquímica, QAV e lubrificantes;
• Baixo teor de enxofre.

Óleos de classe AROMÁTICA intermediária:

• Apresentam acima de 50% de aromáticos;
• Óleos frequentemente pesados(10-30% asfaltenos e resinas);
• Densidade relativa acima de 0,85;
• Os óleos aromáticos são indicados para a produção de gasolina, solventes, asfalto e coque;
• Teor de enxofre acima de 1% em massa;
• Elevado teor de tiofenos e dibenzotiofenos. 

Óleos de classe PARAFÍNICA-NAFTÊNICA:

• Apresentam 50-70% parafinas e teor de naftênicos entre 20-45%;
• Teor de resinas e asfaltenos 5-15%;
• Baixo  teor de enxofre (<1% em massa);
• A maioria dos petróleos produzidos na Bacia de Campos.

Óleos de classe AROMÁTICA-NAFTÊNICA:

• Apresentam acima de 35% naftênicos;
• Acima de 25% resinas e asfaltenos;
• Teor de enxofre 0,4-1% em massa.

Óleos de classe AROMÁTICA-ASFÁLTICA:

• Apresentam acima de 35% asfaltenos e resinas;
• São óleos pesados e viscosos;
• Teor de enxofre 1-9% em massa.

Classificação do Petróleo Quanto a sua Propriedade Física

• O petróleo pode ser classificado quanto a sua densidade em leve, médio, pesado e extrapesado.
• Essa classificação é feita em função ao grau API (American Petroleum Institute).

Onde: D 60/60: Densidade relativa do óleo, a 60ºF, em relação à água, a 60ºF.

Tabela 2: Classificação do Óleo Quanto a sua Densidade

É isso ai pessoal, até a próxima!

Fonte: UNESA – Curso: Refino do petróleo prof. Sandro Batista - Agosto de 2009. (Apostila) Pág. 01 - 10 (Noções de química do petróleo).

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