Aula tema: Produção de derivados do petróleo (destilação fracionada) , Ciências naturais pra vestibulinho. Colégio Embraer

1. Produção de derivados do petróleo
(destilação fracionada)

3. O QUE É MATÉRIA?
Matéria é tudo o que tem massa e ocupa espaço.
Qualquer coisa que tenha existência física ou real é matéria. Tudo o que
existe no universo conhecido manifesta-se como matéria ou energia.
A matéria pode ser líquida, sólida ou gasosa. São exemplos de matéria:
papel, madeira, ar, água, pedra.

4. Analisando a matéria qualitativamente (qualidade) chamamos a matéria
de substância.
Substância – possui uma composição característica, determinada e um
conjunto definido de propriedades.Pode ser simples (formada por só um
elemento químico) ou composta (formada por vários elementos químicos).
Exemplos de substância simples: ouro, mercúrio, ferro, zinco.
Exemplos de substância composta: água, açúcar (sacarose), sal de cozinha
(cloreto de sódio).
Analisando a matéria quantitativamente chamamos a matéria de Corpo.
Corpo - São quantidades limitadas de matéria. Como por exemplo: um
bloco de gelo, uma barra de ouro.
Os corpos trabalhados e com certo uso são chamados de objetos. Uma barra
de ouro (corpo) pode ser transformada em anel, brinco (objeto).

5. Toda a matéria é constituída de átomos...
Sua constituição…
Núcleo - região constituída basicamente por dois tipos de partículas.
- prótons (apresentam massa e dotadas de carga elétrica positiva).
- nêutrons (apresentam massa praticamente igual a do prótons e
possuem carga elétrica nula).
Eletrosfera - região constituída pelos elétrons.
- elétrons são partículas que apresentam massa extremamente
reduzida, dotadas de carga elétrica negativa e de valor absoluto
igual a dos prótons.

6. ELEMENTOS QUÍMICOS
 Os átomos são diferentes uns dos outros devido as quantidades destas
partículas nele existentes. O elementos químico Hidrogênio, por exemplo,
possui apenas um próton e um elétron em sua órbita. Já os átomos do
elemento metálico ferro possuem 26 prótons, 30 nêutrons (em média)
formando o seu núcleo, e 26 elétrons divididos em 4 camadas na
eletrosfera
 Número Atômico (Z): é a quantidade de prótons que existe no núcleo
do átomo, pois deles dependem os elétrons e o número de camadas que
o átomo terá. Pode-se representar o Número Atômico (Z) por um
número abaixo e a esquerda do símbolo do elemento.
 Massa Atômica (A): é a massa total do átomo, ou seja, a soma dos
prótons e dos nêutrons. Representamos a Massa Atômica (A) por um
número acima e a esquerda do símbolo do elemento. No caso do ferro
será A = 26 prótons + 30 nêutrons = 56.

7. Comparação de Termos
ElementoElemento Substância que pode ser quebrada semSubstância que pode ser quebrada sem
perda de suas propriedadesperda de suas propriedades
ÁtomoÁtomo A menor unidade que tem asA menor unidade que tem as
propriedades características de umpropriedades características de um
elementoelemento
MoléculaMolécula Dois ou mais átomos unidos porDois ou mais átomos unidos por
ligações químicasligações químicas

9. Composição
de um Átomo
• Núcleo
Próton = particula positivamente carregada (+)
Neutron = particula descarregada (n ou +)
Número de prótons + Número de neutrons = Massa Atômica
Número de prótons = Número Atomico
Elétrons = partículas negativamente carregadas
Número de prótons = Número de elétrons
Cada elétron circula o núcleo em uma órbita
representando um nível de energia específico.
CC1212
66

10. ÁTOMO
• Número atômico ( Z ): é o numero de prótons de um átomo.
Z = P
• Numero de massa (A ): é a soma de prótons e nêutrons de um átomo.
A = p + n
Através de Z e A pode-se determinar o numero de partículas fundamentais
do átomo, levando em conta que:
• Num átomo neutro, isolado o numero de elétrons é igual ao numero de
prótons, logo é p = e = Z.
• O numero de nêutron ( n ) é igual ao numero de massa ( A ) menos o
numero de prótons ( p ), ou:
n = A - p
ou n = A - Z
Resumindo…
p = e
e = p
n =A – p ou n = A – Z
Z = e
A = p + n ou A = Z + n

11. Modelos Atómicos
Hidrogênio (H)Hidrogênio (H) Hélio (He)Hélio (He)
NúcleoNúcleo
CamadaCamada
de Elétronsde Elétrons

12. Diferentes Tipos de Átomos
HélioHélio
Max 2eMax 2e--
Max 2eMax 2e--
+7p+7p++
+4p+4p++
+2p+2p++
+4e+4e--
+4n+4n±±
+2n+2n±±
+2e+2e--
Max 8eMax 8e--
Max 8eMax 8e--
+7e+7e--
+8n+8n±±
+5p+5p++
+5e+5e--
+4n+4n±±
CálcioCálcio
22ee--
22nn 22pp++
6e6e--
66nn 6p6p++
8e8e--
88nn 8p8p++
15e15e--
1616nn 15p15p++
20e20e--
2020nn 20p20p++
Camada eletrônicaCamada eletrônica
mais internamais interna
FósforoFósforoOxigênioOxigênio

13. Distribuição Eletrônica

14. Distribuição dos elementos na tabela
periódica

15. Tabela periódica

17. Formas de representar moléculas -
Metano

18. Ligações Químicas
Forças que seguram os átomos
LigaçãoLigação CaracterísticasCaracterísticas
IônicaIônica Um átomo perde um elétron,Um átomo perde um elétron,
outro ganha um elétronoutro ganha um elétron
CovalenteCovalente Átomos compartilham elétronsÁtomos compartilham elétrons
CovalenteCovalente
PolarPolar
Átoms compartilham elétronsÁtoms compartilham elétrons
desigualmentedesigualmente
Pontes dePontes de
HidrogênioHidrogênio
Hidrogênio covalentementeHidrogênio covalentemente
ligado é atraído por outroligado é atraído por outro
átomoátomo

19. ±±
++
––
±±++±±++±±++ ±±
++
±±++
±±
++
±±++
––
––
–– ––
––
––
±±
++
––
––
––
±±
++
––
±±++±±++±±++ ±±
++
±±++
±±
++
±±++
––
––
–– ––
––
––
±±
++
––
––
––––
––
––
––
––
––
––
Ligação Iônica no NaCl
±±
++
––
±±++±±++±±++ ±±
++
±±++
±±
++
±±++
––
––
–– ––
––
––
±±
++
––
––
––
––
sódiosódio
#e=2+8+1=#p#e=2+8+1=#p
±±
++
––
±±++±±++±±++ ±±
++
±±++
±±
++
±±++
––
––
–– ––
––
––
±±
++
––
––
––––
––
––
––
––
––
––
clorocloro
#e=2+8+7=#p#e=2+8+7=#p
––
––
Íon sódioÍon sódio
#e = #p -1#e = #p -1
íon cloretoíon cloreto
#e = #p+1#e = #p+1
––
Carga negativaCarga negativa
Carga positivaCarga positiva

20. Ligação Iônica no NaCl
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
• Opostos se
atraem.
• Sódios se
acomodam entre
cloros.
• formam-se
cristais cúbicos
perfeitos.
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
ClCl--
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++
NaNa++

21. O que é uma mistura??

22. MISTURA é a reunião de duas ou mais substâncias, sem
que haja reação química entre elas, mantendo cada qual suas
propriedades.
Homogênea – quando não é possível distinguir as
substâncias misturadas.
Heterogênea – quando é possível distinguir as substâncias.
Essas misturas apresentam fases distintas. Há misturas
bifásicas, trifásicas, tetrafásicas, etc...
O que é uma mistura???

24. Separação de misturas

30. Catação

31. Flotação no tratamento do esgoto

41. Petróleo?

42. FORMAÇÃO DO PETRÓLEO
 Etimologia: Petra – “pedra”; Oleum – “óleo”.
 Estado Físico: Líquido viscoso e coloração escura
(maioria dos casos).
 Ocorrência: Encontrado em poros de rochas, em terra
firme ou sob o mar.
 Constituição: É constituído fundamentalmente por
Hidrocarbonetos.

43. Formação do Petróleo
O petróleo se formou há milhões de anos, quando a matéria orgânica
derivada de organismos marinhos e terrestres e depositada em ambientes
sedimentares se maturou pela ação de micróbios, calor e pressão. Assim, os
tipos de compostos presentes refletem a fonte de matéria-prima.
Como resultado, a natureza do petróleo varia com a sua localização
geográfica, fonte da matéria-prima, e história geológica.
O petróleo é considerado uma fonte de energia não renovável, de
origem fóssilorigem fóssil e é matéria prima da indústria petrolífera e petroquímica

44. PETRÓLEO BRUTO CONTÉM EM MÉDIAPETRÓLEO BRUTO CONTÉM EM MÉDIA:
Carbono - 84%
Hidrogênio - 14%
Enxofre - de 1 a 3% (sulfeto de hidrogênio, sulfetos,
dissulfetos, enxofre elementar)
Nitrogênio - menos de 1% (compostos básicos com grupos
amina)
Oxigênio - menos de 1% (encontrado em compostos
orgânicos como o dióxido de carbono, fenóis, cetonas e
ácidos carboxílicos)
Metais - menos de 1% (níquel, ferro, vanádio, cobre,
arsênio)
Sais - menos de 1% (cloreto de sódio, cloreto de magnésio,
cloreto de cálcio)

45. EXPLORAÇÃO E
PRODUÇÃO
O ponto de partida na busca do petróleo é a exploração
que realiza os estudos preliminares para a localização de
uma jazida. Para identificar o petróleo nos poros das rochas
e decidir a melhor forma de extraí-lo das grandes
profundidades na terra e no mar, o homem utiliza os
conhecimentos de duas ciências: a Geologia e a Geofísica.
Um dos métodos mais utilizados pela Geofísica é o da
sísmica, que compreende verdadeiros terremotos artificiais,
provocados, quase sempre, por meio de explosivos,
produzindo ondas que se chocam contra a crosta terrestre e
voltam a superfície, sendo captadas por instrumentos que
registram determinadas informações sobre o subsolo.

47. PERFURAÇÃO: SONDAS E
PLATAFORMAS
A perfuração é a segunda etapa na busca de petróleo. Ela ocorre em
locais previamente determinados pelas pesquisas geológicas e
geofísicas. Para realizá-la, perfura-se um poço - o pioneiro -
mediante o uso de uma sonda.
Comprovada a existência do petróleo, outros poços serão
perfurados para se avaliar a extensão da jazida. Essa informação é
que vai determinar se é comercialmente viável ou não, produzir o
petróleo descoberto.

48. Do PoçoPoço à
Solo
Cascalho
Rocha impermeável
Rocha + gás natural
PETRÓLEO
RefinariaRefinaria
EXTRAÇÃO EM TERRAEXTRAÇÃO EM TERRA

50. EXTRAÇÃO EM ÁGUAS PROFUNDASEXTRAÇÃO EM ÁGUAS PROFUNDAS
Tecnologia no fundo do mar.Tecnologia no fundo do mar.

51. O petróleo bruto, tal como sai do poço, não tem aplicação direta.
Para utilizá-lo, é preciso fracioná-lo em seus diversos componentes,
processo que é chamado de refinorefino ou destilação fracionadadestilação fracionada.
Para isso, aproveitam-se os diferentes pontos de ebulição das
substâncias que compõem o óleo, separando-as para que sejam
convertidas em produtos finais
REFINO DO PETRÓLEO

52. Nas refinarias, os processos físicos e químicos
mais utilizados para o refinamento do petróleo
são:
Destilação fracionada;
 Destilação a vácuo;
Craqueamento térmico ou catalítico;
Reforma catalítica.

53. O processo de refino
A primeira etapa do refino, consiste na destilação fracionada que é feita na Unidade de
Destilação Atmosférica, por onde passa todo o óleo cru a ser refinado. O óleo pré-aquecido
penetra na coluna ou torre de fracionamento que possui uma série de pratos. O petróleo
aquecido sobe pela coluna e à medida que vai passando pelos pratos sofre condensação,
separando-se em diversas frações

54. Detalhe do refino

55. PROCESSOS DE REFINO
Os processos normalmente empregados nas refinarias modernas para o
processamento do petróleo (óleo cru) são: destilação, cracking ou craqueamento,
polimerização, alquilação, dessulfurização, dessalinização, desidratação e
hidrogenação.
Destilação Atmosférica e destilação a vácuo : A primeira etapa do
processo de refino é a destilação atmosférica. são extraídos, por ordem
crescente de densidade, gases combustíveis, GLP, gasolina, nafta, solventes e
querosenes, óleo diesel e um óleo pesado, chamado resíduo atmosférico, que
é extraído do fundo da torre.
Craqueamento: Os dois principais tipos são o craqueamento térmico e o
catalítico.

56. Polimerização: O objetivo do processo é produzir gasolina com alto teor de
octano (hidrocarboneto com oito carbonos), que possui elevado valor comercial
Alquilação: A gasolina obtida por meio da alquilação geralmente apresenta um
alto teor de octanagem, sendo de grande importância na produção de gasolina
para aviação.
Dessulfurização: Processo utilizado para retirar compostos de enxofre do óleo
cru, tais como: gás sulfídrico, mercaptanas, sulfetos e dissulfetos.
Dessalinização e Desidratação: O objetivo destes processos é remover sal e
água do óleo cru. Por meio dele o óleo é aquecido e recebe um catalisador. A
massa resultante é decantada ou filtrada para retirar a água e o sal contidos no
óleo.
Hidrogenização: Processo desenvolvido por técnicos alemães para a
transformação de carvão em gasolina. Por meio deste processo, as frações do
petróleo são submetidas a altas pressões de hidrogênio e temperaturas elevadas,
em presença de catalisadores.

57. CRAQUEAMENTO OU PIRÓLISE
(CRACKING)
Este processo é a terceira etapa do refino que consiste na quebra
das moléculas de hidrocarbonetos longos e pesados, convertendo-as em
gasolina e outros destilados com maior valor comercial. Os dois principais
tipos são o craqueamento térmico e o catalítico.
O térmico utiliza calor e altas pressões para efetuar a conversão de
moléculas grandes em outras menores e o catalítico utiliza um catalisador
que é uma substância que facilita essa conversão, porém em condições de
pressão mais reduzidas. Os catalisadores mais usados são: platina,
alumina, bentanina ou sílica.
Em ambos os tipos de craqueamento a utilização de temperaturas
relativamente altas é essencial

58. GASOLINAGASOLINA
Representa apenas entre 7% e 15% do petróleo bruto
CRACKING*
C12H26 → C8H18 + 2 C2H4
(*) Quebra, por aquecimento (450o
C – 700o
C) de Hidrocarbonetos maiores
(querosene / óleos lubrificantes) em cadeias menores (gasolina).

59. Coluna de destilação fracionada
na indústria petroquímica - Refinaria
Destilação Fracionada

60. Destilação Fracionada

61. Esquema completo

65. As frações e seus pontos de
ebulição

66. Destilação Fracionada

68. Os produtos que podem ser obtidos a partir de um barril de
óleo cru

69. Petróleo: Atividades industriais

70. PRÉ-SAL

71. Entenda o que é a camada pré-sal
A chamada camada pré-sal é uma faixa que se estende ao longo de
800 quilômetros entre os Estados do Espírito Santo e Santa
Catarina, abaixo do leito do mar, e engloba três bacias
sedimentares (Espírito Santo, Campos e Santos). O petróleo
encontrado nesta área está a profundidades que superam os 7 mil
metros, abaixo de uma extensa camada de sal que, segundo
geólogos, conservam a qualidade do petróleo .
Vários campos e poços de petróleo já foram descobertos no pré-
sal, entre eles o de Tupi, o principal. Há também os nomeados
Guará, Bem-Te-Vi, Carioca, Júpiter e Iara, entre outros.

72. Um comunicado, em novembro do ano passado, de que Tupi tem reservas
gigantes, fez com que os olhos do mundo se voltassem para o Brasil e
ampliassem o debate acerca da camada pré-sal. À época do anúncio, a ministra
Dilma Rousseff (Casa Civil) chegou a dizer que o Brasil tem condições de se
tornar exportador de petróleo com esse óleo.
Tupi tem uma reserva estimada pela Petrobras entre 5 bilhões e 8 bilhões de
barris de petróleo, sendo considerado uma das maiores descobertas do mundo
dos últimos sete anos.
Para termos de comparação, as reservas provadas de petróleo e gás natural da
Petrobras no Brasil ficaram em 13,920 bilhões (barris de óleo equivalente) em
2007, segundo o critério adotado pela ANP (Agência Nacional do Petróleo). Ou
seja, se a nova estimativa estiver correta, Tupi tem potencial para até dobrar o
volume de óleo e gás que poderá ser extraído do subsolo brasileiro.
Estimativas apontam que a camada, no total, pode abrigar algo próximo de 100
bilhões de boe (barris de óleo equivalente) em reservas, o que colocaria o Brasil
entre os dez maiores produtores do mundo.

79. CURIOSIDADE:
Um dos produtos obtidos na destilação fracionada do
petróleo bruto, a gasolina, é produzida dependendo da época
do ano.
Se for Inverno, como a temperatura é mais baixa, a gasolina
é misturada com produtos com baixo ponto de ebulição, ou
seja, mais voláteis, para que, ao ocorrer combustão desta no
motor do carro, os gases se formem mais facilmente sem
temperatura elevada. Daí haver a designação de gasolina de
Verão e de Inverno.

80. VOCÊ SABIA ?
• A cada um minuto são extraídas em torno de 6
mil toneladas de petróleo cru do planeta.
• Ainda existem cerca de 136 bilhões de
toneladas que, se o ritmo de extração continuar
o mesmo, levarão um pouco mais de 43 anos43 anos
para se esgotarempara se esgotarem.

81. 1.Analise as afirmativas sobre as características do
petróleo e marque (V) para as verdadeiras e (F) para as
falsas.
a)O petróleo é uma fonte energética renovável, e sua utilização não é
nociva ao meio ambiente.
b) A formação do petróleo ocorre em milhões de anos, sendo um
processo de alteração da matéria orgânica vegetal ou animal.
c) Principal fonte de energia da Primeira Revolução Industrial (século
XVIII), o petróleo teve seu uso reduzido nos séculos posteriores.
d) Entre as várias utilidades do petróleo estão a produção de combustíveis
(gasolina e diesel), além de produtos como o plástico.
e) As maiores reservas petrolíferas conhecidas estão localizadas nos países
do Oriente Médio.
Questionário

82. 2.Na destilação do petróleo, ao ser aumentada gradativamente
a temperatura, são obtidos, sucessivamente:
a) óleo diesel, gasolina, águas amoniacais;
b) gasolina, querosene, óleo diesel;
c) óleos lubrificantes, gasolina, querosene;
d) alcatrão, querosene, águas amoniacais;
e) óleo diesel, gasolina, querosene.
3.(UFSM - RS) Durante a destilação fracionada do petróleo,
obtêm-se, sucessivamente, produtos gasosos, nafta, gasolina e
óleos lubrificantes. A ordem de volatilidade da cada fração
está relacionada com o(a):
a) origem do petróleo - animal ou vegetal;
b) formação de pontes de hidrogênio intermoleculares;
c) tamanho da cadeia carbônica;
d) ocorrência de compostos fortemente polares;
e) tipo de petróleo empregado - parafínico ou asfáltico.

83. 4(FUVEST - SP) A figura mostra esquematicamente o
equipamento utilizado nas refinarias para efetuar a destilação
fracionada do petróleo.
Os produtos recolhidos em I, II, III e IV, são respectivamente:
a) gás de cozinha, gasolina, óleo diesel e asfalto;
b) álcool, asfalto, óleo diesel e gasolina;
c) asfalto, gasolina, óleo diesel e acetona;
d) gasolina, óleo diesel, gás de cozinha e asfalto;
e) querosene, gasolina, óleo diesel e gás de cozinha.

84. 5.(U. E. - PONTA GROSSA - PR) Em relação ao petróleo, assinale alternativa
incorreta:
a) A composição do petróleo não é constante, diferindo de acordo com a
região de onde é extraído.
b) O processo de cracking possibilita extrair do petróleo maior quantidade de
gasolina.
c) A fração de hidrocarbonetos que contém de 3 a 17 carbonos apresenta-se
líquida.
d) O gás natural, que precede a saída do petróleo, é constituído principalmente
por metano.
e) O petróleo é produto da decomposição da matéria orgânica e ocorre em
bolsões aprisionados por rochas impermeáveis.

85. Respostas
01F,V,F,V,V
02. B
03. C
04. A
05. C