Seminário Mineralogia Petróleo

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Universidade Federal do Espírito SantoCentro de Ciências Exatas

Curso de Graduação em Química

PETRÓLEOJade Boscaglia Vieira da Cunha

Jenifer Rigo AlmeidaLudmila Rocha Rodrigues

Vitória, 17 de novembro2011

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1. INTRODUÇÃO

1.1. O que é?

A palavra petróleo vem do latim: petra oleum, e

corresponde à expressão “óleo de pedra” Substância oleosa, viscosa, inflamável, menos densa que a água composta

por hidrocarbonetos, em grande quantidade; menores de O, N, S.

Fonte de energia não renovável Capacidade de renovação reduzida.

Matéria-prima fundamental em indústrias

petrolíferas e petroquímicas

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1.2. Origem Existem diversas teorias que explicam a origem do

petróleo.

A orgânica e a inorgânica

Inorgânica: deposição de compostos do carbono

Orgânica: acúmulo de restos orgânicos (mais aceita)

A moderna era do petróleo teve início em meados

do século XIX.

Agosto de 1859:

20m profundidade, oeste da Pensilvânia;

Boa qualidade; Fácil destilação;

Símbolo e base para o crescimento da indústria mundial

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1.2. Origem

FIGURA 1 - Coronel Drake (com barba)

em frente ao seu primeiro poço

de petróleo, na Pensilvânia, EUA.(TN Petróleo Estudante)

FIGURA 2 - Extração de Petróleo na Pensilvânia

(O Petróleo - Uma História mundial de

conquistas, poder e dinheiro de Daniel Yergin)

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Onde está o petróleo?

(BBC Brasil - British Petroleum)

1.3. O petróleo no mundo

▬ Arábia Saudita

(25% do mundo)

▬ Iraque

(11% do mundo)

BBC Brasil - British Petroleum

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1.3. O petróleo no mundo

FIGURA 4 – As reservas de petróleo no mundo em 2008 (Folha Online)

▬ Em 2010 o Brasil passou a ocupar a 15ª posição no ranking (Anuário Estatístico Brasileiro do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis – julho de 2011)

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Quais são os maiores produtores?

1.3. O petróleo no mundo

▬ Oriente Médio fornece

≈ ⅓ do consumo mundial

de petróleo

▬ Europa, Ásia e EUA

também são grandes

produtores

▬ Diferença entre Oriente

Médio e EUA: um exporta, o

outro não consegue cobrir o

que consome.

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Quanto cada um de nós consome?

1.3. O petróleo no mundo

▬ Os norte

americanos

consomem mais.

▬ No Oriente

Médio o consumo

também é grande

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2. O PETRÓLEO NO BRASIL

Getúlio Vargas com a mão manchada de óleo, em Mataripe (BA), em 1952,

antes da criação da Petrobras.(Arquivo Petrobrás)

Ex-presidente Lula, no RJ, durante a cerimônia que marcou o início da

extração de óleo na camada pré-sal da Bacia de Santos, em outubro de 2010.

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O Período Pré-Petrobrás engloba 2 partes principais.

Até 1938

Após 1938: descoberta da primeira acumulação de petróleo (Lobato-BA) em 1939

1953: Nascimento da Petrobrás, Campanha “O Petróleo é Nosso”.

Em 1954 é concluída a sua criação.

1954 a 1997: Exclusividade

da Petrobrás

1997: FHC sanciona a lei (9478):

quebra do monopólio da Petrobrás

2.1. Histórico

11

Getúlio Vargas assina a Lei No. 2004, que cria a Petrobras.

Campanha nacionalista em defesa da soberania brasileira sobre o recurso natural. (Duração 1946-1953).

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2.2. Onde estão nossas reservas?

● Reservas provadas: viáveis de exploração

● 93,6% no mar: Rio de Janeiro com 82,2% do total das reservas provadas

▬ Offshore

● 6,4 % em terra:

▬ Onshore

● Diferença quanto a origem do petróleo no Brasil

(Anuário Estatístico do Brasil, IBGE, 2010)

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Grande parte dos hidrocarbonetos explorados no mundo

inteiro provém de rochas sedimentares

Sedimentos marinhos foram soterrados a grandes profundidades.

O Brasil, com suas dimensões continentais, conta com uma bacia sedimentar de 6.436.000 km2

2.2.1. Onde se formou?

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Plataforma continental: parte menos profunda

2.2.1. Onde se formou?

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2.3. Produção e consumo Em 2010, a produção nacional diária de petróleo

aumentou 5,6% e chegou a 750 milhões de barris (ANP)

Brasil: 12º lugar no ranking mundial.

Crescimento médio anual de 5,3%

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2.4. O Pré-sal no Brasil

A camada pré-sal é um gigantesco reservatório

de petróleo e gás naturalVai do Espírito Santo até Santa Catarina (800 km)

Envolve as Bacias de Santos, Campos e Espírito Santo

Ao contrário do

que se imagina,

a camada pré-sal

é como uma

esponja

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2.4. O Pré-sal no Brasil

18

2.4. O Pré-sal no Brasil

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3. O PETRÓLEO NO ESPÍRITO SANTO

3.1. HistóricoPetróleo no Espírito

Santo

1957 – início das pesquisas petrolíferas

1967 – 1ª descoberta; ocorrência de petróleo em

São Mateus.

1973 – Começo da produção, em São Mateus

1984 – Produção de 24.984 barris de óleo por dia

Outras descobertas1988 – Primeiro campo marítimo, em Linhares.

Campos terrestresFazenda Alegre, Inhambu,

etc.

Campos marítimosPeroá, Jubarte, Canapu,

etc.

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Algumas outras descobertas

Campo marítimo de Jubarte, no sul do Estado, em Marataízes. (2001)

Campo de Cachalote (2002)

Campos marítimos de

Baleia Franca, Anã e Azul,

na área conhecida como

Parque das Baleias (2003)

3.1. Histórico

21

3.2. Exploração e produção

Nos últimos anos, o Espírito Santo foi destaque

na produção de petróleo e gás natural no Brasil

2ª maior província petrolífera do País; reservas totais de 2,5 bilhões de barris

Atualmente, o Estado é o segundo maior produtor de

petróleo do Brasil

Final de 2011, 400 mil barris por dia; até 2013 a produção de óleo deverá

chegar a 500 mil barris/dia. (Secretaria de Desenvolvimento do Estado do Espírito Santo)

Estado também é um grande produtor de gás natural, com 8

milhões de metros cúbicos/dia no final de 2008.

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3.3. O Pré-sal no Espírito Santo

Na figura, o ex-presidente Lula segurando um pequeno barril com amostra de petróleo do primeiro poço do Pré-sal a entrar em produção no Espírito Santo

Localizado próximo a

Anchieta no litoral sul do

Estado

Campo marítimo

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Dezembro 2008: Descobertas

Julho 2010:

“Começa a produção no pré-sal do Espírito Santo”

Produção terrestre capixaba É conseqüência das grandes reservas e dos poços de altos

índices de produtividade

O Espírito Santo consolida-se como uma nova província petrolífera com uma perspectiva otimista.

3.3. O Pré-sal no Espírito Santo

24

Óleo cru é a denominação para o petróleo assim que este é extraído no campo de produção.

No reservatório o óleo normalmente é encontrado juntamente com outras substâncias, e estas se dividem de acordo com suas densidades em: zona superior, zona intermediária e zona inferior.

24

4. TRATAMENTO

4.1. O Petróleo na essência

2525

26

4.2. A indústria do petróleo

Os segmentos básicos de uma indústria de petróleo são: Localização, produção, transporte, processamento e distribuição dos

hidrocarbonetos.

26

27

Exploração: Compreende vários métodos e técnicas para a descoberta e comprovação da existência de petróleo.

Explotação: Perfuração seguida por produção do

reservatório a partir do poço perfurado.

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A fase de produção em poços petrolíferospode ocorrer de três formas:

1) Bombeamento Mecânico:

O bombeio mecânico é um método de elevação artificial,

trazendo o petróleo até a superfície. Utilizado apenas

em poços terrestres.

28

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2) Injeção de Gás:

Este método baseia-se na redução do peso da coluna de

óleo, dentro do poço, através da injeção de gás no fundo

do mesmo. Utilizado principalmente em poços submarinos.

29

30

3) Injeção de Água:

Método mais comumente utilizado no Brasil e no mundo

que consiste em injetar água em alguns poços.

30

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4.3. Produção e Tratamento

A produção de Petróleo bruto no oceano é armazenada nas plataformas e em terra é armazenada em tanques de superfície;

Para transportar as produções de petróleo um dos principais meios utilizados são os dutos.

31

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4.3.1. Processamento Primário

Ao final desse processamento, os fluxos estarão separados em óleo e gás, além de salmoura descartável.

É realizado nos próprios campos de petróleo.

Ocorre em duas etapas:

1ª Etapa: separação gás-óleo-água livre

A separação de gás, óleo, água livres é realizada por separadores trifásicos;

2ª Etapa: desidratação do óleo

Consiste em desidratar o óleo que sai da separação trifásica. 32

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4.3.2. Refino O refino é a etapa de processamento da mistura de

hidrocarbonetos;

O processo de refino pode ocorrer de duas maneiras:

a) UPGN (Unidade de Processamento do Gás Natural):processo de refino cuja matéria prima é o gás úmido ou gás não associado.

b) Refinaria: Processa um ou mais tipos de petróleo, produzindo produtos derivados, como o GLP, a nafta, o querosene e o óleo diesel.

33

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A destilação primária é a primeira etapa do

processo de refino.

É nesta etapa que são extraídas do petróleo as

principais frações;

Em seguida, com o resíduo da destilação primária

é feita uma destilação a vácuo, para extração de

mais uma parcela de diesel,

O resíduo da destilação a vácuo pode ser usado

como asfalto ou na produção de óleo combustível.

34

3535

3636

37

4.3.3. Processos de separação

Exemplos: Destilação Atmosférica e à Vácuo; Desasfaltação a Propano; Desaromatização a Furfural, Desparafinação a Solvente, Extração de Aromáticos,

Adsorção de n-parafinas.

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4.3.4. Processos de conservação

Exemplos: Viscorredução; Craqueamento Térmico; Coqueamento Retardado; Craqueamento Catalítico; Hidrocraqueamento; Reforma Catalítica; Isomerização e Alquilação Catalítica.

38

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4.3.4. Processos de tratamento

Exemplos: Tratamento Cáustico; Tratamento Merox; Tratamento Bender; Tratamento Dea/Mea; Hidrotratamento.

39

40

4.4. Distribuição

Consiste na comercialização dos produtos finais com as distribuidoras;

Campo de Produção Refinaria Terminais de Distribuição

(Poços de Petróleo) (Produtos derivados)

40

41

4.5. Derivados

As aplicações dos derivados do petróleo são variadas. Alguns derivados já saem da refinaria prontos para serem utilizados, outros servirão ainda como matérias primas de várias indústrias.

41

Dentre os derivados existentes pode-se classificá-los como derivados energéticos e não energéticos.

42

Uma refinaria de petróleo pode produzir os seguintes derivados energéticos: gás combustível; gás liquefeito de petróleo (GLP); gasolina; querosene; óleo diesel; óleo combustível; coque (utilizado em indústria de cimento e aço).

Os derivados energéticos são classificados em leves, médios ou pesados, conforme a complexidade das cadeias carbônicas existentes nas suas moléculas.

Os derivados não-energéticos do petróleo são: nafta e gasóleos; lubrificantes; asfalto; solventes domésticos e industriais, como aguarrás, querosene, etc.

42

4343

Derivados Número de átomos de carbono Classificação

Gás Combustível 1 e 2 Leve

GLP 3 a 4 Leve

Nafta 5 a 12 Leve

Gasolina 5 a 12 Leve

Querosene 12 a 15 Médio

Óleo Diesel 12 a 22 Médio

Asfalto > 20 Pesado

Coque > 20 Pesado

Tabela: Classificação dos derivados do petróleo.

4444

4545

5. CRAQUEAMENTO

Reação de quebra de moléculas

Alto peso molecular+ Baixo valor comercial→Menor peso molecular+ Alto valor comercial;

(Craqueamento – Biodieselbr)

464646

5. CRAQUEAMENTO

4747

Térmico ou catalisado – Maior rendimento;

Petróleo bruto → Produtos em uma escala muito

maior do que a fornecida pela própria natureza;

Petróleo no seu estado natural - Mistura

complexa de diversos tipos de hidrocarbonetos;

Alcanos, naftênicos, aromáticos ou mistos.

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5. CRAQUEAMENTO

48

Reator - Riser;

Ciclone - Separação das partículas de catalisador dos produtos;

Regenerador -Partículas são reativadas pela queima do coque depositado sobre sua superfície;

4848

5.1. Processo de craqueamento

(Foto: Raimundo Rosa – Bruno Arena Infografia e Ilustração Editorial)

494949

Figura - Petroquímica - Craqueamento (Processo-industrial)

5.1. Processo de craqueamento

5050

Surgiu na década de 40;

Baseia-se na fluidização de sólidos

Alta rentabilidade econômica;

Finalidade principal - Produção de GLP e/ou gasolina;

Coque - Resíduo de alto teor de carbono

Deposita-se na superfície do catalisador;

50

5.2. Craqueamento Catalítico

515151

(Coqueamento – Biodieselbr)

(Figura - Características Gerais do CVP – Petrobras Distribuidora)

5.2. Craqueamento Catalítico

5252

Gasolina - Alto teor de olefinas, isoparafinas e aromáticos - Alta octanagem;

Gás combustível - Unidade de tratamento DEA e é queimado na própria refinaria;

GLP - Unidade de tratamento DEA - Unidade de tratamento cáustico - Armazenamento em esferas;

Nafta - Unidade de tratamento cáustico -Armazenamento em tanques de nafta ou gasolina;

Óleo leve - Unidade de HDT - Armazenado como óleo diesel;

Óleo decantado - Não é tratado – Misturado;52

5.3. Produtos do craqueamento

5353

Os gasóleos - Oriundos de moléculas não convertidas da carga original da unidade -Separados em frações de LCO (óleo leve de reciclo), HCO (óleo pesado de reciclo) e óleo clarificado;

Coque;

Olefinas;

Gases de craqueamento efluentes do reator -Enviados ao fracionamento – Separação dos produtos pelas faixas de ebulição –Torre de destilação;

53

5.3. Produtos do craqueamento

5454

5.4. Indústria petroquímica Ramo da indústria química orgânica que emprega

como matérias-primas derivados do petróleo;

Fertilizantes, plásticos, fibras químicas, tintas, corantes, elastômeros, adesivos, solventes, tensoativos, gases industriais, detergentes, inseticidas, fungicidas, herbicidas, bernicidas, pesticidas, explosivos, produtos farmacêuticos, e outros;

Setor industrial - Alto poder germinativo e alto relacionamento com os demais setores da vida econômica - Mutação tecnológica;

54

5555

Exige grande concentração de capital e baixa

intensidade do fator trabalho - Elevado

automatismo;

Brasil - Oligopólio altamente concentrado - Baixa

integração vertical da cadeia produtiva - Baixo grau

de investimento em pesquisa e desenvolvimento

(P&D) prejudicando seu crescimento;

Principalmente a nafta;

55

5.4. Indústria petroquímica

5656

5.4.1. Breve histórico

Surgiu nos Estados Unidos da América, em 1920 –

Fabricação de isopropanol e glicol;

Segunda Guerra Mundial - Demanda de produtos

estratégicos – Explosivos;

Pós guerra - Europa começou a usar nafta como

matéria prima petroquímica - Grande impulso;

Japão, 1955 – 1970 segundo produtor do mundo -

Estímulo à produção de petroquímicos básicos +

preços competitivos no mercado internacional;56

575757

Origens no governo militar - Década 70;

(Primeiro pólo brasileiro - Pólo de Capuava / SP)

5.4.1. Breve histórico

5858

Brasil – Maior desenvolvimento no Estado de São Paulo;

Pólo Petroquímico de Capuava – Primeiro implantado no país;

Pólo Petroquímico de Camaçari – Região Metropolitana de Salvador (BA);

Pólo Petroquímico de Triunfo – (RS); 58

5.4.1. Breve histórico

5959

5.4.2. Atualmente

Profundo processo de reestruturação –Internacionalizar -Mediante alianças estratégicas, aquisições, fusões e incorporações - Competição cada vez mais acirrada;

Desenvolvimento das empresas - Grande dinamismo tecnológico;

Elevado faturamento e produção diversificada;

59

(Pólo de Camaçari – Jornal Primeira Página)

6060

Empresas petroquímicas: Shell, Bayer, Basf, Dow Chemical, Rhône-Poulenc, Solvay.

60

5.4.2. Atualmente

61

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS TAIOLI, Fabio. Recursos Energéticos. In: TEIXEIRA, Wilson. Decifrando a Terra. 1ª

edição São Paulo: Companhia Editora Nacional, 2008. Cap. 22, p. 475-480.

FERNANDES, Lia. Economia Mineral do Brasil: Petróleo e Gás Natural. Brasília:

Departamento Nacional de Produção Mineral, 2009.

VELASCO, Fábio. Petróleo. Disponível em: <www.fabiovelasco.com>. Acesso em: 15

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LUCCHESI, Celso Fernando. Estudos Avançados: Dossiê Recursos Naturais: Petróleo.

n º 33. São Paulo: Scielo Brasil, 1998. 12 v.

SILVA, Dalton Geminiano Da et al. Combustíveis fósseis: Aquecimento. São Paulo:

Centro de Ensino e de Pesquisa Aplicada do Instituto de Física da Usp, 1999.

Programa Pró Ciências.

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<http://www.biblioteca.sebrae.com.br/bds/bds.nsf/8760602B214695CA832573BE0

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62

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Disponível em:

<http://biblioteca.ibge.gov.br/colecao_digital_publicacoes_multiplo.php?link=AEB&tit

ulo=Anu%E1rio%20Estat%EDstico%20do%20Brasil> Acesso em: 15 out. 2011.

ANUÁRIO Estatístico Brasileiro do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, Rio de

Janeiro: ANP, 2011. Disponível em: < http://www.anp.gov.br/?id=548> Acesso em: 16

out. 2011.

YERGIN, Daniel. O Petróleo - Uma História mundial de conquistas, poder e dinheiro.

Paz e Terra. Disponível em: < http://pedromigao.blogspot.com/2011/06/resenha-

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mundo: governo pede cautela. Folha Online, São Paulo, 14 abr. 2008. p. 01. Disponível

em: <http://www1.folha.uol.com.br/folha/dinheiro/ult91u392021.shtml>. Acesso em:

15 out. 2011.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Desenvolvimento e Economia Mineral, 2009.

BBC BRASIL (Org.). O Petróleo no mundo: em imagens. Disponível em:

<http://www.bbc.co.uk/portuguese/especial/1642_petroleo/page5.shtml#>. Acesso

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PETROBRÁS. Nossa História. Disponível em: <http://petrobras.com.br/pt/quem-

somos/nossa-historia/> Acesso em: 15 out. 2011.

ROMERO, Fernanda. Petróleo: Guia do Estudante. TN: Petróleo, Rio de Janeiro, n. 61,

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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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ESPÍRITO SANTO. Governo do Estado do Espírito Santo. (Org.). Energia: Petróleo e Gás

Natural. Disponível em: <http://www.es.gov.br/site/espirito_santo/petroleo_gas.aspx>.

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ESPÍRITO SANTO. Secretaria de Desenvolvimento. A (Org.). Espírito Santo: : Indicadores

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Processamento Primário de Petróleo / Noções de Processo de Refino- Prof. Gilvan Júnior. – Disponível em: http://www.tecnicodepetroleo.ufpr.br/apostilas/engenheiro_do_petroleo/processamento_primario.pdf -

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Vicente Cerqueira e Carlos A. Hemais - Grupo de Gestão Tecnológica, Instituto de

Macromoléculas Professora Eloisa Mano, UFRJ, Caixa Postal 68545, CEP: 21945-970,

Rio de Janeiro, RJ.

http://milenio.impa.br/novo/portugues/areas_petroleo.htm

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(http://casanovagom.blogspot.com/2010/04/industria-petroquimica.html)

http://wwwindustriaspetroquimicasdiocesano.blogspot.com

http://www.draeger.com/BR/pt/customer_groups/oil_gas_petro/petro/

http://www.rep.org.br/pdf/11-6.pdf