Petróleo (Não CAI) - Incubadora de Sites da USP
Transcrição
Petróleo (Não CAI) - Incubadora de Sites da USP
Universidade de São Paulo Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto Departamento de Química Disciplina: Mineralogia Petróleo, Carvão e Gás Natural 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) Lignita Hulha Turfa 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 = nãocombustíveis; 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 compactação, a desidratação, a ação decompositora de bactérias anaeróbias e aumenta o teor do carbono dos carvões (incarbonização); Carvões Carvões Origem = Vegetal; 4C6H10O5 C 9 H6O + CH4 + 8CO2 + 3H2O 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. Carvões Bog men, múmias da turfa Porquê Escócia e não Irlanda? O Uísque foi inventado na Irlanda, mas o melhor É 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 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) Distribuição 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 O fim da era do petróleo