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  1. 1. MSc. Ana Cristina Félix Vieira Dias
  2. 2.  Petrum = pedra  Oleum = óleo  Utilização do petróleo vem de épocas bem remotas. O petróleo era conhecido por diversos nomes, entre eles: betume, azeite, asfalto, lama, múmia, óleo de rocha, alcatrão, resina, óleo de São Quirino.  A Bíblia cita lagos de asfalto, usado como impermeabilizante, para acender fogueiras e nos altares. 
  3. 3.  Nabucodonosor pavimentava estradas com betume na Babilônia.  Romanos deram-lhe fins bélicos, como comburente em lanças incendiárias, no que foram imitados pelos árabes.  No Egito, esse óleo teve grande importância na iluminação noturna, na impermeabilização das moradias, na construção das pirâmides e até mesmo no embalsamamento de múmias, fins medicinais, na calefação de canais e em rituais. O petróleo era conhecido desde essa época, quando aflorava naturalmente na superfície.
  4. 4.  Ainda na Bíblia, Deus mandara Noé calafetar com pez sua arca, tanto por dentro como por fora (Gênese, 6-14). Os sumérios e assírios usavam-no para tratar doenças de pele.  Entre os incas recebeu um nome que significava "goma da terra", e este povo chegou a destilar o petróleo.
  5. 5.  Alexandre, O Grande ficou maravilhado com o fogo que emanava de forma inextinguível do petróleo na região de Kirkuk (atual região do Iraque), onde atualmente há uma crescente produção petrolífera.  Milênios antes de Cristo, o petróleo era transportado, vendido e procurado como útil e precioso produto comercial.
  6. 6.  Os gregos consideravam o mineral como estratégico, e tinham reservas para seu uso. Quando os romanos adotaram a técnica de uso bélico do óleo natural, batizaram inicialmente, dado seu mau odor, de stercus diaboli, antes de chamarem-no óleo de pedra.  No entanto, foi apenas no século XIX, nos EUA, que o petróleo teve seu marco na indústria moderna. Isso graças à iniciativa do americano Edwin L. Drake, que, após varias tentativas de perfuração, encontrou petróleo.
  7. 7. CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS:  O petróleo é um líquido oleoso, que pode ter cores que variam do negro ao âmbar.  sua formação é considerada de origem orgânica, embora haja uma teoria que sugere que ele tenha uma origem inorgânica.
  8. 8.  Sua constituição química é basicamente uma mistura complexas de Hidrocarbonetos, e em menor quantidade, compostos de enxofre, nitrogênio e oxigênio, além dos metais Níquel e Vanádio.  Estes últimos são ditos contaminantes por interferirem na qualidade do petróleo.
  9. 9.  Os contaminantes mais comuns do petróleo são os compostos orgânicos sulfurados, oxigenados, organometálicos, compostos orgânicos nitrogenados além de água, CO2 , sais minerais, e etc.  Tais contaminantes podem trazer efeitos prejudiciais aos equipamentos, aos catalisadores e à qualidade final do produto. Além disso, podem existir limites legais quanto ao conteúdo de impurezas, como por exemplo, o enxofre. 
  10. 10. FPSO – FLOATING PRODUCTION STORAGE OFFLOADING (Unidade Flutuante de Armazenamento e Transferência)
  11. 11.  A separação do petróleo acontece em torres de destilação fracionada e seus componentes não podem ser separados de forma pura.  O petróleo é normalmente  separado em frações de  acordo com a faixa de ebulição dos compostos.
  12. 12.  Gás liquefeito de petróleo (GLP) - consiste de uma fração composta por propano e butano, sendo armazenado em botijões e utilizado como gás de cozinha.
  13. 13.  Gasolina - é um dos produtos de maior importância do petróleo, sendo um líquido inflamável e volátil. Consiste de uma mistura de isômeros de hidrocarbonetos de C5 a C9, obtida primeiramente por destilação e por outros processos nas refinarias. Hoje em dia, com a finalidade de baratear e aumentar a octanagem da gasolina, são adicionados outros produtos não derivados de petróleo à gasolina, como, por exemplo, o metanol e o etanol.  A introdução da gasolina na aviação teve início junto com o 14 Bis (Santos Dumont) no qual se utilizava um motor de carro.
  14. 14.  Querosene - o querosene é uma fração intermediária entre a gasolina e o óleo diesel. Esse derivado é obtido da destilação fracionada do petróleo in natura, com ponto de ebulição variando de 150 °C a 300 °C. O querosene não é mais o principal produto de utilização industrial, mas é largamente utilizado como combustível de turbinas de avião a jato, tendo ainda aplicações como solvente. Tem como característica produzir queima isenta de odor e fumaça.
  15. 15.  Óleo diesel - é um combustível empregado em motores diesel. É um líquido mais viscoso que a gasolina, possuindo fluorescência azul. Sua característica primordial é a viscosidade, considerando que, através dessa propriedade, é garantida a lubrificação.  É comum a presença de compostos de enxofre no óleo diesel, cuja combustão dá origem a óxido e ácidos corrosivos e nocivos aos seres vivos, que geram a chuva ácida. O despertar da consciência de preservação do meio ambiente está induzindo os refinadores a instalar processos de hidrodessulfuração para reduzir o teor de enxofre.
  16. 16.  Parafinas - são um produto comercial versátil, de aplicação industrial bastante ampla, como, por exemplo: - impermeabilizante de papéis, gomas de mascar, explosivos, lápis, revestimentos internos de barris, revestimentos de pneus e mangueiras, entre outras.  Uma curiosidade, é a que nós comemos petróleo, por exemplo, no chocolate brasileiro, já que a parafina é misturada ao chocolate para dar mais consistência, impedindo que este derreta.
  17. 17.  Os alcenos normalmente estão ausentes do petróleo cru ou presentes em quantidades muito pequenas, porém se formam durante o craqueamento catalítico das frações mais pesadas visando à obtenção de frações mais leves, como é o caso típico da produção de gasolina (moléculas com cerca de oito carbonos) a partir do óleo (cerca de dezesseis carbonos).  Etileno (eteno) – é uma das substâncias orgânicas mais importantes para as indústrias químicas e é obtido do petróleo principalmente como sub- produto do craqueamento catalítico e de outros procedimentos envolvendo o processamento petroquímico.
  18. 18.  Ele ocorre em pequena quantidade na natureza, sendo liberado por certas plantas e atuando como hormônio vegetal responsável, entre outras coisas, pelo amadurecimento dos frutos.  Fruticultores se aproveitam dessa propriedade do etileno. Eles podem apanhar frutos ainda verdes, transportá-los sem que haja perda apreciável e forçar a maturação submetendo-os a um ambiente contendo gás.
  19. 19.  O etino é conhecido trivialmente por acetileno e possui largas aplicações. Pode ser utilizado como combustível nos chamados maçaricos de oxi- acetileno, uma vez que sua chama é extremamente quente (3.000⁰C) – esses maçaricos destinam-se a soldar ferragens ou cortar chapas metálicas. O acetileno não deve ser armazenado puro sob pressão, pois pode explodir quando comprimido. Costuma ser guardado em tambores, dissolvido em acetona, sendo esse método de estocagem mais seguro.  Sob o ponto de vista industrial, o acetileno constitui uma das mais importantes matérias-primas. A partir dele pode-se obter uma infinidade de outros compostos usados para fabricar plásticos, tintas, adesivos, fibras têxteis, etc.
  20. 20.  O buta-1,3-dieno, conhecido simplesmente pelo apelido de butadieno é uma importante matéria- prima industrial, também obtida a partir do petróleo. Sua principal aplicação é na fabricação da borracha sintética.  Obs.: a borracha natural, que é obtida a partir da árvore da seringueira, é isopreno (2-metil-buta- 1,3-eno). Essa mesma substância é produzida por muitos outros vegetais e é utilizada na síntese de muitas outras substâncias, como a vitamina E, o licopeno (vermelho de pimentões e tomates) e o betacaroteno (a cor laranja de cenouras).
  21. 21.  Corresponde aos hidrocarbonetos saturados de cadeia cíclica.  Alguns de seus representantes mais expressivos para a indústria química são ciclo-pentano, ciclo-hexano, metil-ciclo- hexano e os metil-ciclo-pentanos.
  22. 22.  Tolueno é o nome trivial do metil-benzeno, um líquido incolor, que pode ser obtido a partir do carvão mineral ou por meio da desidrogenação catalítica (com catalisador) do metil-ciclo- hexano, proveniente do petróleo.  Xilenos – Apesar de serem encontrados na natureza, atualmente são considerados derivados do petróleo. São utilizados no preparo de lâmina para microscopia. Sua principal utilização, no entanto, é como solvente e matéria-prima na indústria química.
  23. 23. LEVE > 30º MODERADO 22 > 30º º API PESADO < 22º EXTRA-PESADO < 10º  CLASSE PARAFÍNICAS  CLASSE PARAFÍNICA-NAFTÊNICA  CLASSE NAFTÊNICA  CLASSE AROMATICA  CLASSE AROMÁTICA INTERMEDIÁRIA  CLASSE AROMÁTICA-NAFTÊNICA  CLASSE AROMÁTICA-ASFÁLTICA
  24. 24.  Grau API (º Api) que significa American Petroleum Institute  Forma de expressar a densidade relativa de um óleo ou derivado. A escala API, medida em graus, varia inversamente à densidade relativa, isto é, quanto maior a densidade relativa, menor o grau API. O grau API é maior quando o petróleo é mais leve. Petróleos com grau API maior que 30 são considerados leves; entre 22 e 30 graus API, são médios; abaixo de 22 graus API, são pesados; com grau API igual ou inferior a 10, são petróleos extra-pesados.  Quanto maior o grau API, maior o valor do petróleo no mercado.
  25. 25.  A idade geológica: as rochas antigas tendem a ter maior graduação (maior ºAPI). Embora as rochas terciárias podem ter graduação de até 40ºAPI.  Profundidade do reservatório: quanto maior a profundidade, maior a graduação.  Tectonismo: altas graduações são comuns em regiões com muitas tensões nas camadas geológicas.
  26. 26.  Salinidade: os reservatórios de origem marinha tendem a ter maiores graduações do que os de origem de ambientes com água salobra ou fresca.  Teor de enxofre: este teor é alto em óleos de baixa graduação.
  27. 27.  Com grande índice de Alcanos.  Classe dos óleos leves, fluidos ou de alto ponto de fluidez, com densidade inferior a 0,85.  Comum no petróleo do nordeste do Brasil;  Querosene de alta qualidade;  Óleo diesel com boas características de combustão;  Óleos lubrificantes de alto índice de viscosidade, elevada estabilidade química e alto ponto de fluidez.  Resíduos de refinação com elevada percentagem de parafina.
  28. 28.  Apresentam densidade e viscosidade maiores do que os parafínicos, mas ainda são moderados.  O petróleo produzido na Bacia de Campos, no Rio de Janeiro – Brasil, é desse tipo.  A bacia de Campos é a maior província petrolífera do Brasil, é responsável por 83% a 85% da produção petrolífera.
  29. 29.  Nesta classe enquadra-se um número muito pequeno de óleos;  Estes apresentam baixo teor de enxofre;  Pertencem a esta classe alguns óleos da América do Sul, da Rússia e do Mar do Norte (Dinamarca, Noruega, Suécia, Bélgica – norte da Europa).
  30. 30.  O petróleo desse tipo produz subprodutos com as seguintes propriedades:  Gasolina com alto índice de octanagem;  Óleos lubrificantes de baixo resíduo de carbono;  Resíduos asfálticos na refinação.  Possuem cadeias em forma de anel.
  31. 31.  Compreende óleos frequentemente pesados, contendo de 10 a 30% de asfaltenos e resinas e teor de enxofre acima de 1%, e geralmente uma densidade maior que 0,85.  Alguns óleos do Oriente Médio (Arábia Saudita, Catar, Kuwait, Iraque, Síria e Turquia), África Ocidental, Venezuela, Califórnia e Mediterrâneo (Sicília, Espanha e Grécia) são desta classe.
  32. 32.  Óleos deste grupo sofreram processo inicial de biodegradação, no qual foram removidas as parafinas.  Eles são derivados dos óleos parafínicos e parafínico-naftênicos, podendo ter mais de 25% de asfaltenos e resinas.  Teor de enxofre entre 0,4 e 1%.  Alguns óleos da África Ocidental são deste tipo.
  33. 33.  Esses óleos são oriundos de um processo de biodegradação avançada em que ocorreria a reunião de monocicloalcenos e oxidação.  Podem também nela se enquadrar alguns poucos óleos verdadeiramente aromáticos não degradados da Venezuela e África Ocidental.  Entretanto compreende principalmente óleos pesados e viscosos, resultantes da alteração dos óleos aromáticos intermediários.  Nesta classe há os óleos do Canadá Ocidental , Venezuela e sul da França.
  34. 34. Era Cenozóica
  35. 35.  Há duas teorias sobre a formação do Petróleo:  1ª Teoria: Inorgânica = O petróleo teria surgido junto com a Terra por alguma falha ou armazenamento de carbono em exagero.  2ª Teoria: Orgânica = O petróleo teria origem orgânica, surgindo através das transformações químicas ocorridas em compostos orgânicos, oriundos de seres vivos.
  36. 36.  A primeira teoria perdeu força depois de descobrirem que o petróleo surgiu na Era Cenozóica (a cerca de 400 milhões de anos),enquanto que a Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos.  A teoria mais aceita hoje, é portanto, a teoria orgânica que sugere que o petróleo seja feito a partir dos restos orgânicos de seres vivos.
  37. 37.  O petróleo tem origem a partir da matéria orgânica depositada junto com os sedimentos.  A matéria orgânica marinha é basicamente originada de microorganismos e algas que formam o fitoplâncton e não pode sofrer processos de oxidação.
  38. 38.  A necessidade de condições não oxidantes pressupõe de deposição formado de sedimentos de baixa permeabilidade, inibidor da ação da água circulante em interior.  Para a formação do petróleo são necessárias condições como matéria orgânica, a preservação dessa matéria da ação de bactérias aeróbicas, esse material não deve ser movimentado por longos períodos e além da decomposição anaeróbica deve sofrer ação de temperatura e pressão.
  39. 39.  A interação dos fatores – matéria orgânica, sedimentos e condições físico-químicas apropriadas – é fundamental para o início da cadeia de processos que leva à formação do petróleo.  No entanto, para a sua formação é necessário ainda que as bacias sedimentares tenham sido formadas em condições muito específicas. Normalmente são áreas em que sucessões espessas de sedimentos marinhos foram soterrados à grandes profundidades.
  40. 40.  A matéria orgânica proveniente de vegetais superiores também pode dar origem ao Petróleo, todavia sua preservação torna-se mais difícil em função do meio oxidante em que vivem.  O tipo de hidrocarboneto gerado, óleo ou gás, é determinado pela constituição da matéria orgânica original e pela intensidade do processo térmico atuante sobre ela.
  41. 41. Diagênese:  Na faixa de temperatura mais baixa, até 65°C predomina a atividade bacteriana que promove a reorganização celular e transforma a matéria orgânica em querogênio.
  42. 42.  O incremento da temperatura, até 165°C é determinante da quebra das moléculas de querogênio e resulta na geração de hidrocarbonetos líquidos e gás.  O craqueamento é a quebra das moléculas maiores tornando-as menores.
  43. 43.  A continuação do processo, avançando até 210ºC, propicia a quebra das moléculas de hidrocarbonetos líquidos e sua transformação em gás leve – Metagênese.
  44. 44.  Ultrapassando esta fase, a continuação do incremento de temperatura leva à degradação do hidrocarboneto formado, deixando com remanescente grafite, gás carbônico e algum resíduo de gás metano.
  45. 45.  Dos três tipos de querogênio já identificados cada qual produz diferentes compostos durante a maturação, com respectivas variações em C/H ou C/ O. A formação de petróleo e gás natural não depende apenas da composição de matéria orgânica original, mas também do aumento de temperatura, isto é, do gradiente geotérmico.
  46. 46.  Para se ter uma acumulação do petróleo, é necessário que após o processo de produção ocorra a migração e que esta tenha o caminho interrompido pela existência de algum tipo de armadilha geológica.  O Petróleo é gerado em uma rocha dita fonte ou geradora, e se desloca para outra, onde se acumula, dita reservatório.  As formas de migrações tem várias explicações que fogem do objetivo do nosso curso.
  47. 47.  O Petróleo, após ser gerado e ter migrado, é eventualmente acumulado em uma rocha que é chamada Reservatório.  Esta rocha pode ter qualquer origem ou natureza, mas para se constituir um reservatório deve apresentar espaços vazios em seu interior (porosidade) e que estes espaços estejam interconectados.
  48. 48.  Atendida as condições de geração, migração e reservatório, para que se dê a acumulação do petróleo, existe a necessidade de que alguma barreira se interponha em seu caminho.  Essa barreira é produzida pela Rocha Selante, cuja sua característica principal é sua baixa permeabilidade.  Além da impermeabilidade, a rocha selante deve ser dotada de plasticidade, característica que a capacita a manter sua condição selante mesmo após submetida a grandes esforços de deforma- la.
  49. 49.  Duas classe são selantes por excelência: os folhelhos e os evaporitos (o sal gema – NaCl).  Sua eficiência depende de sua espessura e de sua extensão. Folhelho Evaporito
  50. 50.  Como já vimos anteriormente, o petróleo é utilizado desde tempos imemoriáveis, graças as exsudações espontâneas que ora ou outra surgiam.  Apesar da técnica de perfuração de poços profundos ser dominada desde 200 anos a.C., o objetivo exploratório era sempre água potável e não petróleo.
  51. 51.  Durante o século XVIII já eram cavados poços a profundidades de até 50 metros que buscavam o petróleo.  A vantagem desse procedimento era que o petróleo assim produzido era mais “leve” do que o aflorante naturalmente, ou seja, com os constituintes mais voláteis ainda presentes.  No entanto a construção desses poços era uma tarefa extremamente arriscada devido à presença de gases altamente inflamáveis.
  52. 52.  No início do século XIX, as primeiras destilarias foram construídas, visando a separação dos constituintes do petróleo.  Na mesma época era desenvolvido o lampião a querosene, que produzia uma chama muito mais brilhante e com muito menos fumaça do que os que utilizavam óleo de baleia. Lampião a querosene
  53. 53.  A Era do Petróleo e seus derivados (Indústria Química e Petroquímica), só começou mesmo no século XIX, quando o Coronel Drake, em 27 de agosto de 1859, encontrou petróleo a cerca de 20 m de profundidade, após meses de perfuração, no oeste da Pensilvânia, EUA, utilizando uma máquina perfuratriz para a construção do poço.
  54. 54. A famosa imagem: Edwin Drake [d] e Peter Wilson [e] em frente à casa de máquinas do primeiro poço - que marcou o início da indústria do petróleo, 1866. Pensilvânia Perfuratriz moderna Ver slides sobre Cel Drake.
  55. 55.  Sua descoberta causou tanta sensação na época que em apenas um ano, 15 refinarias foram instaladas na região.  Na verdade, nessa época, os primeiros exploradores de petróleo foram pessoas ou empresas ligadas ao ramo da mineração, que estavam acostumadas ao ciclo da indústria mineral (ouro ou carvão).
  56. 56.  Embora com experiência no setor mineral, os antigos mineiros aprenderam que a exploração do petróleo era completamente diferente.  Devido ao seu estado líquido, após a perfuração normalmente ocorre a surgência natural, o que torna difícil e extremamente oneroso tanto seu armazenamento para regular o fluxo do mercado, como seu transporte por grandes distâncias.
  57. 57.  Além disso, em apenas cinco anos surgiram 543 companhias de perfuração e extração do petróleo, o que fez que diversos desses primeiros exploradores falissem e o preço do petróleo caísse tremendamente.  O preço do barril do petróleo (159L) caiu de cerca de US$ 20 em 1860 para US$ 0,10 em apenas dois anos.
  58. 58.  No entanto, a grande revolução da indústria do petróleo ocorreu com a invenção dos motores de combustão interna e a produção de automóveis em grande escala (por Henri Ford) que deram a gasolina uma utilidade mais nobre do que a simples queima ou descarte nos rios (prática comum no século XIX).  vídeos
  59. 59.  Petróleo: Um tema para o ensino da Química – Revista Química Nova – nº 15, maio de 2002 – 15ª Edição  http://pt.wikipedia.org/wiki/Betume. acessado em 13/05/2011  cursos.unisanta.br/engpetroleo/.../dessalga_desidrata_pet roleo.pdf - acesso em 13/05/11  http://www.aga.com.br/international/web/lg/br/likelgbr.n sf/docbyalias/ind_refineries - acesso em 13/05/11  http://www.clickmacae.com.br/Petroleo/?sec=53 –acesso em 20/05/2011.  http://www.geologiadopetroleo.com.br/bacias- sedimentares/ acesso em 27/05/2011  http://froidsdageografia.blogspot.com/2009/10/origem- do-petroleo.html acesso em 27/05/2011
  60. 60.  http://blog.planalto.gov.br/o-petroleo-no- brasil/ - 02/06/2011  Decifrando a Terra/organização Wilson Teixeira... [et.al]. – São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2008. – 3ª Reimpressão. Pág.475 – cap.22
  61. 61.  http://nelsonlirarochas7.yolasite.com/quimio genicas.php (evaporitos) - 01/06/2011  http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/s edimentares/folhelho.html (folhelhos) 01/06/2011  http://oglobo.globo.com/blogs/petroleo/pos ts/2007/10/05/visitando-coronel-drake- titusville-pensilvania-76144.asp 04/06/2011
  62. 62.  Fazer uma pesquisa sobre a Era Cenozoica, características do período, seres vivos comuns, etc. Vale trazer vídeo da youtube.

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