Aula 02 Petróleo e Energia - Consumo e Componentes

AULA 02 PETRÓLEO E ENERGIA Prof Marcelo Ferreira Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte British Petroleum Review of Energy World 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Fonte ANP Anuário Estatístico 2021 Consumo nacional de derivados de petróleo Consumo de derivados no Brasil no final da década de 2000 total 1 900 000 bpd Coque 28 Especiais 55 Nafta 77 Energéticos 841 GLP 91 Nafta petroquímica 77 Gasolina 190 Querosene de aviação 40 Óleo diesel 390 Óleo combustível 128 Asfaltos 19 Lubrificantes 06 Coque 28 Outros 30 Demanda de derivados no Brasil percentual em relação ao petróleo Fonte ANPAnuário Estatístico 2010 HC saturados Parafinas isoparafinas e naftenos C1C45 1520 do óleo Aromáticos resinas e asfaltenos Componentes do petróleo Hidrocarbonetos CH Não hidrocarbonetos CHSNO metais Saturados Insaturados Olefinas traços Cadeias retas N Cadeias cíclicas Aromáticos Resinas Asfaltenos Cadeias ramificadas Contaminantes orgânicos Mononucleares Polinucleares Constituição do petróleo Componentes do petróleo Hidrocarbonetos parafínicos normais alcanos Fórmula geral CNH2N2 Exemplos CH4 metano C2H6 etano C4H10 butano Hidrocarbonetos parafínicos ramificados isoalcanos Apresentam ramificações em um ou mais átomos de carbono e são também denominados de isoparafinas Têm porém a mesma fórmula geral dos alcanos normais o que os classifica como isoalcanos Exemplos isobutano isopentano Hidrocarbonetos parafínicos cíclicos naftênicos Os átomos de carbono dispõemse na forma de anéis podendo apresentar radicais parafínicos normais ou ramificados ligados ao anel ou mesmo outro hidrocarboneto cíclico Os hidrocarbonetos naftênicos têm menos ligações carbonohidrogênio do que os parafínicos Hidrocarbonetos aromáticos São constituídos por ligações duplas e simples que se alternam em anéis com 6 átomos de carbono O composto mais simples é o benzeno que é mais estável do que os hidrocarbonetos insaturados olefinas por exemplo Tal como ocorre com os naftênicos existem hidrocarbonetos formados por mais de um anel benzênico e hidrocarbonetos mistos compostos de anéis benzênicos e radicais parafínicos ou naftênicos Exemplos benzeno tolueno xilenos naftaleno Componentes do petróleo Tipos de hidrocarbonetos encontrados no petróleo Ponca City Mair 1967 Tipo e percentual Tipo e percentual Parafínicos normais 14 Benzeno 1 CH3CH2R CH3CH2CH2R Parafínicos ramificados 18 Alquilbenzenos 17 CH3 Parafínicos ramificados 18 R CH3 Alquilciclopentanos 10 Aromáticos binucleres 17 CH2 H2C CH R H2C CH2 Alquilciclohexanos 6 Aromáticos tri e tetranucleares 4 H2 H CH R H2C CH2 H2C CH2 Naftênicos biciclicos 5 Naftenos aromáticos 8 H2 H2 H2 H2C C CH2 H2C CH2 Componentes do petróleo As principais famílias de hidrocarbonetos Hidrocarbonetos saturados Hidrocarbonetos insaturados Propriedade Cadeia aberta Cadeia fechada Cadeia fechada Cadeia aberta Normais parafínicos Ramificada Naftênicos Anel benzênico Duplas ligações olefínicos Massa específica Baixa Baixa Média Elevada Baixa Número de octano Baixo Médio a alto Médio Muito alto Médio a alto Ponto de congelamento Alto Médio a alto Baixo Muito baixo Médio Número de cetano Muito alto Médio a alto Médio Baixo Médio Craqueamento Fácil Fácil Moderado Difícil Fácil Variação da viscosidade com a temperatura Pequena Pequena Média Grande Pequena a média Resistência à oxidação Boa Boa Boa Boa Má Olefínico H3C C C CH3 H Diolefínico H2C C C CH2 H H Características dos hidrocarbonetos parafina isoparafina naftênico aromático olefina Densidade baixa baixa média alta baixa Gasolina ruim boa média muito boa boa Diesel bom médio médio ruim médio Lubrificantes ótimo bom médio ruim médio Resistência à oxidação boa boa boa ruim ruim Características dos hidrocarbonetos Família Produto Característica Parafinas QAV Combustão limpa Diesel Facilidade de ignição Lubrificantes Baixa variação de viscosidade com temperatura Aromáticos Gasolina Resistência à detonação Solvente Solubilização de substâncias deve ser mais polar Asfalto Agregados moleculares Coque Elevado conteúdo de carbono Naftênicos Gasolina Nafta petroquímica QAV Lubrificantes Compromisso entre qualidade e quantidade de derivado Características dos hidrocarbonetos Classe Composição Produção Teor de S Outras características Parafínica óleos leves 75 em parafinas QAV diesel e lubrificantes boa qualidade gasolina má qualidade baixo Densidade abaixo de 085 Teor de resinas e asfaltanos abaixo de 10 Viscosidade baixa exceto para elevado teor de nparafinas de alto peso molecular Parafíniconaftênica 5070 parafinas 20 naftênicos menos de 1 Teor de resinas e asfaltanos 515 Teor de naftênicos 2040 Naftênica 70 naftênicos Lubrificantes gasolina asfalto boa qualidade QAV diesel má qualidade baixo Originamse da alteração bioquímica de óleos parafínicos e naftênicos Aromática intermediária pesados 50 aromáticos Gasolina solventes excelente qualidade QAV diesel lubrificantes péssima qualidade alto acima de 1 Alta densidade acima de 085 Teor de resinas e asfaltanos 10 a 30 Aromáticonaftênica 35 naftênicos entre 04 e 10 Remoção de parafinas ocorrida no processo inicial de biodegradação Teor de resinas e asfaltanos acima de 25 Aromáticoasfáltica 35 asfaltanos e resinas 1 a 9 alto Oriundos de processo de biodegradação avançada em que ocorre a reunião de monocicloalcenos e oxidação Há também óleos originalmente aromáticos não degradados Alta viscosidade Contaminantes dos hidrocarbonetos Constituição do petróleo compostos sulfurados Mercaptanos Alquílcos primários Sulfetos Mercaptanos Alquílcos secundários Dissulfetos Mercaptanos Alquílcos terciários Polissulfetos Naftil mercaptanos Enxofre em anéis Tiofenos Benzotiofenos Dibenzotiofenos Aril mercaptanos H2S Ácido sulfídrico CS2 Dissulfeto de carbono COS Sulfeto de carbonila Contaminantes dos hidrocarbonetos Constituição do petróleo compostos nitrogenados Piridina Pirrol Indol Quinolinha Constituição do petróleo compostos oxigenados Ácido carboxílico Fenol Cresol Ácido naftênico Cetonas Ésteres É uma forma de expressar a densidade do petróleo através de um número adimensional mais comum na indústria de petróleo Óleos extraleves API 40 Óleos leves 40 API 33 Óleos médios 33 API 27 Óleos pesados 27 API 19 Óleos extrapesados 19 API 150 Óleos asfálticos API 15 Presença de enxofre no petróleo Corrente Origem Densidade API S massa Arabian Extra Lt Arábia Saudita 381 11 Arabia Lt Arábia Saudita 340 19 Brent Reino Unido 400 05 Cano Limon Colômbia 252 09 Daqing China 330 01 Forcados Nigéria 295 02 Kuwait Blend Coveite 309 25 Marlim Brasil 201 07 Maya México 213 34 West Texas Intermediate WTI EUA 398 03 Problemas relacionados ao enxofre Aumentam a estabilidade das emulsões Corrosão Contaminação dos catalisadores Cor e cheiro aos produtos finais Curva de destilação de petróleo TEMPERATURA DE EBULIÇÃO F PERCENTUAL VOLUMÉTRICO ACUMULADO RESÍDUO GASÓLEO QUEROSENE NAFTA GASOLINA C1S a C4S butanos e mais leves Derivados de petróleo Fração Composição Típica Usos Gás residual C1C2 Gás combustível GLP C3C4 Gás combustível uso doméstico e industrial Nafta Petroquímica C5C11 Insumo petroquímico Gasolina C5C10 Combustível solvente Querosene C11C12 Iluminação combustível Gasóleo Leve C13C17 Diesel fornos Gasóleo Pesado C18C25 Combustível matériaprima para lubrificantes Lubrificantes C26C38 Óleos lubrificantes Óleo Combustível C28 Combustível industrial Resíduos C38 Asfalto piche impermeabilizantes Asfaltenos CH2 CH2 CHCH Heteroátomos N N O N R CH2 CHCH2 Aneis aromáticos S CH2 CH2 R S N N O N OH OH N N O Corte e rendimento em querosene da destilação de dois óleos crus TEMPERATURA DE EBULIÇÃO F ÓLEO PESADO ÓLEO LEVE 16 18 PERCENTUAL VOLUMÉTRICO ACUMULADO Características de petróleos Petróleo País ºAPI Enxofre total mm Viscosidade a 40 ºC mm²s Ponto de fluidez ºC Acidez mg KOHg Vanádio mgkg Níquel mgkg Albacora Brasil 283 044 1775 21 015 62 90 Árabe Leve Arábia Saudita 335 193 6120 24 006 31 106 Bachaquero Venezuela 108 278 5830 15 415 552 4000 Baiano Brasil 365 006 1775 33 011 140 05 Basrah Médio Iraque 303 270 8210 27 011 113 423 Bonny Light Nigéria 337 014 4130 6 018 42 04 Brent Reino Unido 377 038 3850 6 004 11 73 Cabiúnas Brasil 253 047 3218 45 071 110 140 Gulf of Suez Egito 309 170 7220 3 020 217 368 Marib Light Iêmen 421 016 2080 48 013 15 12 Marlim Brasil 194 077 1333 33 125 190 28 Olmeca México 391 087 2680 63 014 29 73 Redwater Canadá 330 072 5580 15 020 125 122 Russian Rússia 188 193 1750 15 002 208 589 ShengLi China 250 063 9850 27 115 241 23 Soyo Angola 396 010 4160 12 008 06 08 Urals Rússia 310 133 1170 3 003 124 447 Urucu Brasil 485 005 2360 6 001 05 05 Unidades da Federação Bacia sedimentar Corrente de petróleo Densidade Grau API Teor de S peso Produção m3 Brasil 2632 048 152139361 Amazonas Solimões Urucu 4740 005 1189538 Maranhão Parnaíba Gavião Branco 5340 009 707 Gavião Real 5180 008 825 Gavião Vermelho 5480 023 602 Ceará Ceará Ceará Mar 2810 041 247655 Potiguar Fazenda Belém 1320 100 71212 Rio Grande do Norte Potiguar Araçari 3430 008 1479 Cardeal 2740 015 21301 Colibri 3380 016 758 Galo de Campina 2310 010 4400 Irerê 2700 033 501 João de Barro 4210 006 58 Periquito 3430 004 390 Pescada 5200 001 15343 RGN Mistura 2580 041 2618577 Sabiá Bico de Osso 2550 005 38142 Sabiá da Mata 2730 010 49671 Alagoas Alagoas Alagoano 4080 005 164207 Tabuleiro 2620 040 24893 Sergipe Sergipe Piranema 4540 012 246858 Rabo Branco 3320 019 10453 Sergipano Terra 2460 040 1034355 Sergipano Mar 3570 010 42930 Tartaruga 4090 003 12175 Tigre 3380 033 51 Bahia Recôncavo Bahiano Mistura 3650 006 1776612 Canário 2840 100 5416 Fazenda Santo Estevão 3530 007 20222 Lagoa do Paulo Norte 3460 009 2676 TicoTico 3290 008 22 Tiê 3760 004 74819 Trovoada 3320 008 1203 Uirapuru 3740 005 917 Espírito Santo Espírito Santo Baleia Azul 2930 032 2439928 Espírito Santo 1970 027 446933 Fazenda Alegre 1330 034 171461 Gaivota 1600 036 1654 Golfinho 3120 013 1311937 Peroá 5310 001 20062 Campos Cachalote 2390 039 3459913 Jubarte 2460 040 11428812 Ostra 1780 038 2621343 Rio de Janeiro Campos Albacora 2670 050 2917862 Albacora Leste 1900 060 2864326 Barracuda 2475 061 2932601 Bijupirá 2780 044 468091 Cabiúnas Mistura 2550 047 4699399 Caratinga 2500 050 1706861 Espadarte 2100 050 148728 Frade 1960 075 1118988 Marlim 2030 074 8205467 Marlim Leste 2470 055 3885074 Marlim Sul 2020 061 9563091 Papa Terra 1520 073 559626 Peregrino 1370 180 3879355 Polvo 1950 120 453503 Roncador 2280 059 14189895 Salema 2870 045 216718 Tartaruga Verde 2690 061 592662 Santos Área de Florim 2930 025 1290078 Búzios 2840 031 114069 Iara 2780 036 3064 Libra 2910 031 63168 Lula 3100 032 42966519 TambaúUruguá 3260 013 638433 São Paulo Santos Baúna 3330 024 1898322 Condensado de Merluza 4960 001 54937 Condensado Mexilhão 5240 000 344548 Lapa 2300 061 2073512 Sapinhoá 3001 035 14709453 O Brasil possui 53 correntes dominantes Mais pesado Fazenda Belém 127 API Mais leve Urucu 485 API Densidade média 251 API médio a pesado Produção 2010 942 intermediários a pesados Óleo de menor valor no mercado internacional se comparado aos óleos marcadores WTI e Brent Tendência futura queda no valor médio do API com o aumento da produção da Bacia de Campos predominância de óleos médios e pesados Teor de enxofre médio 053 em massa semidoce boa característica para o refino TAN médio 060 mg KOHg corrente Marlim 109 mg KOHg O óleo brasileiro é predominantemente naftênico devido aos óleos da Bacia de Campos as correntes parafínicas estão presentes apenas em bacias do NorteNordeste