Química Aplicada. QAP0001 Licenciatura em Química Prof a. Dr a. Carla Dalmolin

Transcrição

1 Química Aplicada QAP0001 Licenciatura em Química Prof a. Dr a. Carla Dalmolin Petróleo

2 Petróleo

3 Formação do Petróleo Acúmulo de matéria orgânica Milhões de anos Óleo e gás Querogênio: produto final da decomposição de lipídeos, proteínas e carboidratos, formado apenas por C e H Camadas sedimentares Pressão / calor Petróleo Mistura de hidrocarbonetos Rocha geradora Rocha reservatório Armadilhas

4 Aerofotogrametria Levantamento topográfico aéreo Traçado um esboço do mapa geológico do local Etapa sísmica Perfuração de Poços Ultrassonografia do subsolo Indica que uma área possui condições de ter acumulado petróleo, mas não garante sua existência Sonda de perfuração Retirada de material do subsolo, examinado pelos geólogos Cerca de 80% dos poços pioneiros não são aproveitáveis

5 Perfuração de Poços

6 Perfuração de Poços Avaliação / Testes de longa duração (TLD) Testes que visam determinar se o poço contém óleo em quantidade comercial e estimar a vazão diária Perfuração dos Poços de Extensão Poços delimitadores para estimar as dimensões da jazida Perfuração dos Poços de Desenvolvimento Produção de petróleo Passa pelas fases: Completação: é inserida uma tubulação de aço no poço e recoberta com cimento Canhoneio: são realizadas perfurações no aço e no cimento, abrindo furos nas zonas portadoras de petróleo, permitindo seu escoamento Na boca do poço é instalado um conjunto de válvulas conhecido como Árvore de Natal

7 Perfuração de Poços

8 Bombeamento Árvore de Natal Cavalo de Pau

9 Extração de Petróleo Com o passar do tempo, é necessário o uso de estímulos externos para a extração Recuperação secundária: injeção de água ou gás Dependendo do tipo de petróleo, da profundidade e do tipo da rocha reservatório, pode-se ainda injetar CO 2, NaOH, polímeros, etc. Petróleo Água Separadores Óleo Refinaria Gás Natural Gás Natural Purificação GLP: Gás Liquefeito de Petróleo

10 Reservas de Petróleo * U.S. Energy Information Administration (2007)

11 Produção de Petróleo * U.S. Energy Information Administration (2007)

12 Consumo de Petróleo * U.S. Energy Information Administration (2006)

13 Classificação do Petróleo De acordo com as características geológicas de onde é extraído, o petróleo bruto pode variar quanto à composição química Classifica-se o petróleo quanto ao grau de densidade API (American Petroleum Institute), o API 0 API 141,5 131,5 densidade *Densidade específica em relação à água Petróleos leves: acima de 30 0 API (densidade < 0,72 g/cm 3 ) Petróleos médios: entre 21 e 30 0 API Petróleos pesados: abaixo de 21 o API (densidade > 0,92 g/cm 3 ) Exemplos Asfalto Óleo bruto pesado Óleo bruto leve Nafta Gasolina 11 0 API 18 0 API 36 0 API 50 0 API 60 0 API

14 Classificação do Petróleo Quanto ao teor de enxofre Petróleos doces: teor de enxofre < 0,5% em massa Petróleos ácidos: teor de enxofre > 0,5% em massa Razão entre os componentes químicos: classificado pelo tipo do hidrocarboneto predominante na sua composição Parafínicos: predominânica de hidrocarbonetos saturados de cadeia aberta Naftênicos: cadeias saturadas e cíclicas Aromáticos: contém o núcleo benzênico Oleofínicos: cadeias insaturadas com ligações duplas Acetilênicos: cadeias lineares com ligações triplas

15 Refino Refino (Destilação Fracionada)

16 Refino Petróleo Bruto (Hidrocarbonetos + contaminantes) Separação: sem alteração da constituição química dos componentes Destilação fracionada Extração por solventes (desasfaltação e desparafinação) Refino Processos que envolvem a separação dos hidrocarbonetos e seu processamento para finalidades industriais Transformação: conversão de produtos de pouco valor em produtos rentáveis Craqueamento Alquilação Polimerização Reforma catalítica Acabamento: remoção de impurezas (processos físicos ou químicos)

17 Destilação

18 Craqueamento Quebra de moléculas longas e pesadas de hidrocarbonetos, transformando-os em moléculas menores e leves. Térmico: exige altas temperaturas e pressões (pouco utilizado) Catalítico

19 Coqueamento Retardado Craqueamento em condições mais severas Produção de coque a partir dos resíduo dos processos de refino Óleo bruto reduzido, resíduo de vácuo, óleo decantado, alcatrão de craqueamento Aplicação de condições severas de pressão e temperatura

20 Processos Auxiliares Objetivo de fornecer insumos para uma operação ou tratar os rejeitos de outros processos Unidade de Geração de Hidrogênio (UGH) Reforma com vapor d água (steam reforming): os hidrocarbonetos são rearranjados na presença de vapor e catalisadores, produzindo CO e H 2 m C H nh2o nco n 2 2 H n m Mais H 2 é gerado posteriormente através da reação do CO com excesso de vapor (o CO 2 produzido é absorvido em MEA) CO H O 2 CO2 H2 Unidade de Recuperação de Enxofre (URE) Oxidação parcial do H2S através do Processo Clauss, produzindo enxofre elementar: 3 H 2S O2 SO2 H 2O 2 2H S SO 3S 2H O 2 2 2