Petróleo, Carvão e Gás Natural

Universidade de São PauloFaculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão PretoDepartamento de QuímicaDisciplina: Mineralogia

Silvânia Lima e Gregoire Demets

ROCHAS CARBONICAS

● Diferentes de carbonatos● Carvões

– Turfa (resíduos de vegetais)

– Lignita (turfa compactada, com Hcs e fósseis)

– Hulha

– Antracita (tipo de Hulha)

Hulha

LignitaTurfa

Formação de combustíveis Fósseis

O acúmulo de matéria orgânica se deu preferencialmente na era Cenozóica,

(período terciário): Plioceno, Mioceno e Oligoceno, há cerca de 70 milhões de anos,

e Mesozóica, período cretáceo, há cerca de 40 milhões.

Transformação da

matéria orgânica nas

rochas mais antigas:

Diastrofismo responsável

pela modificação da

matéria, levando a

formação de compostos

voláteis e grafita.

Formação de combustíveis Fósseis

Áreas tectonicamente instáveis são favoráveis a existência de sedimentos

petrolíferos, devido a compactação de grande quantidade de sedimentos marinhos.

Rochas de origem orgânica = Biólitos;

Caustobiólitos = Combustíveis;

Acaustobiólitos = não-

combustíveis;

Matriz Bacias Sedimentares = Áreas de acúmulo de materiais relativos à natureza do

ambiente fisiográfico, por um determinado período de acordo com uma taxa de

depósito significativamente maior do que a das vizinhanças imediatas;

A espessura dessas bacias é variável;

ρ é a densidade específica do óleo

Nosso petróleo é pesado, enquanto que

o encontrado no Oriente Médio é um

petróleo leve.

A palavra petróleo vem do latim, petra e oleum, correspondendo à expressão “pedra

de óleo”.

O petróleo ocorre na natureza ocupando vazios, existentes entre os grãos de areia

na rocha, ou pequenas fendas com intercomunicação, ou mesmo cavidades também

interligadas.

Estudos arqueológicos mostram que a utilização do petróleo iniciou-se 4000 anos

antes de Cristo, sob diferentes denominações, tais como betume, asfalto, alcatrão,

lama, resina, azeite, nafta, óleo de São Quirino, nafta da Pérsia, entre outras.

O petróleo é conhecido desde tempos remotos. A Bíblia já traz referências sobre a

existência de lagos de asfalto (origem do inferno cristão) e diversas ocasiões em que

foi utilizado como impermeabilizante.

O líquido foi utilizado por hebreus para acender fogueiras, nos altares onde

eram realizados sacrifícios, por Nabucodonosor, que pavimentava estradas na

Babilônia, pelos egípcios na construção de pirâmides e conservação de múmias,

além do uso como combustível para iluminação por vários povos (betume da

judéia).

Os gregos e romanos embebiam lanças incendiárias com betume, para atacar

as muralhas inimigas.

Após o declínio do Império Romano, os árabes também empregaram-no com a

mesma finalidade.

Há relatos de que, quando os espanhóis chegaram na América, Pizarro deu

conta da existência de uma destilaria que era operada por incas. Supõe-se que o

líquido citado representava resíduo de petróleo encontrado em surgências na

superfície.

Formação de camadas de carvão:

Acumulação de detritos vegetais provenientes de floresta.

A matéria orgânica é coberta por matéria mineral;

A matéria orgânica transforma-se em turfa;

A turfa evolui para um carvão mais rico em carbono;

Carvões

Acumulação de sedimentos constituídos por matéria orgânica (vegetal);

Os carvões formam-se em bacias de sedimentação lacustres ou lagunares costeiras,

em que o fundo da bacia se vai afundando progressivamente (subsidência);

Os sedimentos afundam e pela deposição de novos sedimentos ficam isolados da

ação decompositora dos organismos aeróbios;

Afundando, aumenta a

c o m p a c t a ç ã o , a

des i d ra t ação , a ação

decompositora de bactérias

anaeróbias e aumenta o teor

do carbono dos carvões

(incarbonização);

Carvões

Carvões

Origem = Vegetal;

Decomposição em ambiente pobre em O2 = Hulheização ou incarbonização

(Abreu, S. Fróis);

Marcha: Celulose – Turfa – Lignito – Carvão Betuminoso – Antracito –

Grafita;Aumentam ligs. insaturadas=fica cada vez mais escuro...

Ação conjunta de bactérias e de fungos fermentam a celulose e a lignina =>

Liberação de ácidos húmicos, acético e outros produtos complexos.

4C6H10O5 C 9 H6O + CH4 + 8CO2 + 3H2O

Carvões

Bog men, múmias da turfa

Porquê Escócia e não Irlanda?O Uísque foi inventado na Irlanda, mas o melhorÉ escocês e pasmem...japonês.

Primeiro estágio de formação do carvão;

Inicia-se pelo acúmulo de matéria orgânica em uma região que

pode ser coberta por sedimentos minerais, impedindo a completa

decomposição;

Acumulação da turfa é melhor em ambientes frios e secos. A

temperatura ideal para esse tipo de formação é ao redor de 7 0C.

Regiões de clima tropical são desfavoráveis a formação de turfeiras;

Principais regiões:

Rússia: 160 mil Km2

Canadá: 90 mil Km2

Finlândia: 75 mil Km2

Suécia: 48 mil Km2

EUA: 28 mil Km2

Possui maior teor de carbono e é mais compacto que a turfa;

O lignito ou linhito são os mais jovens e possuem alto teor de

água e baixo poder calorífico;

Muito consumido na Alemanha, 200 milhões de ton/ano, muito

usado em termoelétricas e na indústria petroquímica;

No Brasil poucas são poucas as regiões conhecidas de

ocorrência de lignito, em Caçapava no estado de São Paulo,

alguns pontos atingiam 2 metros de espessura, mas estas

reservas já foram bastante exploradas para fins energéticos.

O carvão betuminoso possui um elevado valor calorífico,

mas possui um alto teor de enxofre;

Apresenta um elevado teor de carbono: 80-90 %, o que

faz dele o carvão de maior interesse econômico;

Também conhecido como Hulha;

É empregado tanto como combustível quanto como

redutor de óxidos de ferro e, graças a suas impurezas, na

síntese de milhares de substâncias de uso industrial

O antracito, última variedade de carvão surgida no

processo de incarbonização, caracteriza-se pelo alto teor de

carbono fixo, baixo teor de compostos voláteis, cor negra

brilhante, rigidez e dificuldade com que se queima, dada sua

pobreza de elementos inflamáveis; É usado como redutor em metalurgia, na fabricação de eletrodos e de grafita

artificial;

Uma de suas principais vantagens consiste em proporcionar chama pura, sem

nenhuma fuligem;

Xistos e areias betuminosos

O Gás Natural é produzido, muitas vezes juntamente com o petróleo, através

da extração nas bacias sedimentares da crosta terrestre.

Ao chegar à superfície ele é tratado para remoção de impurezas, como água

e outros gases.

A seguir ele é transportado por gasodutos para as zonas de consumo e

refino.

Por já estar no estado gasoso, o gás natural não precisa ser atomizado para

queimar. Isso resulta numa combustão limpa, com reduzida emissão de

poluentes e melhor rendimento térmico, o que possibilita redução de despesas

com a manutenção e melhor qualidade de vida para a população.

O manuseio do gás natural requer alguns cuidados, pois ele é inodoro,

incolor, inflamável e asfixiante quando aspirado em altas concentrações;

1- Gás do campo de Garoupa,

Bacia de Campos, RJ.

2- Gás do campo de Merluza,

Bacia de Santos, SP.

3- Saída da UPGN-Candeias,

Bahia.

Obs.: riqueza é a denominação

que se dá a concentração, no

gás natural, de hidrocarbonetos

com massa molar igual ou maior

que o propano.

O gás natural é uma mistura de HC leves encontrada no subsolo, na qual o metano tem

uma participação superior a 70 % em volume.

A composição pode variar bastante dependendo de fatores relativos ao campo em que o

gás é produzido, processo de produção, condicionamento, processamento, e transporte. 

O gás natural é encontrado no subsolo, por acumulações em rochas porosas, isoladas do

exterior por rochas impermeáveis, associadas ou não a depósitos petrolíferos.

Resulta da degradação da matéria orgânica em eras pré-históricas, de forma anaeróbica

promovida por microorganismos que se acumulavam nas águas litorâneas dos mares;

Essa matéria orgânica foi soterrada a grandes profundidades e, por isto, sua degradação

se deu fora do contato com o ar, a grandes temperaturas e sob fortes pressões.

Aplicações do gás natural

a) CNV

– Queima mais limpa;

-Mais barato;

b) Refinaria de gás

Aplicações do gás natural

GN: Gás Natural. Obtido de fontes fósseis, exceto quando produzido em lixões ou

através de biodigestores.

GTL: Gas-to-Liquid: é o processamento do GN em plantas especiais. É uma

maneira de facilitar a logística de transporte, quando o poço de GN fica em locais

remotos.

GNC: Gás Natural Comprimido. Sua pressão é aumentada para 200 a 300 atm, para

que grandes quantidades sejam transportadas em caminhões.

Reservas mundiais de gás natural

Reservas mundiais de Carvão Mineral

Distribuição percentual por Unidades da

Federação das reservas provadas de

petróleo no Brasil, que totalizam 8,5

bilhões de barris (ANP, 2001)

Distr ibuição percentual por

Unidades da Federação das

reservas provadas de gás natural

no Brasil, que totalizam 221 bilhões

de metros cúbicos (ANP, 2001)

Já em 1892, na localidade de Bofete, perto de Tatuí, em São Paulo, ocorreu a

primeira descoberta de petróleo e gás natural no Brasil, mas foi de pequena

monta e considerada subcomercial.

Apenas em 1939, com a descoberta histórica do campo de Lobato, na Bahia,

seria obtido óleo com viabilidade econômica (Moura, 1976).

O que se pode destacar no começo da indústria do petróleo no Brasil é a baixa

confiança na existência de jazidas com bom volume e alta qualidade, expressa

em diversos informes de geólogos brasileiros ou visitantes, e o acolhimento

quase passional desta temática junto ao grande público, em que pese sua

evidente importância estratégica.

Produção de petróleo no Brasil

Petróleo na camada pré-sal

Termo pré-sal refere-se a um conjunto de rochas localizadas nas porções marinhas de grande parte do litoral brasileiro, com potencial para a geração e acúmulo de petróleo;

As maiores descobertas de petróleo, no Brasil, foram feitas recentemente pela Petrobras na camada pré-sal localizada entre os estados de Santa Catarina e Espírito Santo, onde se encontrou grandes volumes de óleo leve

Na Bacia de Santos, por exemplo, o óleo já identificado no pré-sal tem uma densidade de 28,5º API, baixa acidez e baixo teor de enxofre

Petróleo

Refino

Craqueamento catalítico

DESTILAÇÃO SECA DA HULHA

Na prática, a destilação seca da hulha é feita pelo seu próprio aquecimento a

1.000 °C em retortas de ferro, ao abrigo do ar. São obtidas as seguintes

frações.

a) Fração gasosa

– gás de rua ou gás de iluminação

b) Fração líquida

– águas amoniacais

– alcatrão da hulha

Alcatrão de Hulha constituído essencialmente de hidrocarbonetos aromáticos, tais como benzeno, fenóis, naftaleno, cresóis, antraceno e piche. Trata-se da mais importante fonte natural de compostos aromáticos de grande importância para a indústria (mais de duzentos compostos podem ser obtidos). De uma tonelada de hulha pode ser obtido em torno de 30 a 50 kg de alcatrão.

O fim da era do petróleo