PROCESSOS ENVOLVIDOS NA OBTENÇÃO DOS DERIVADOS DO PETRÓLEO

 

O petróleo é uma fonte de materiais muito importante para a sociedade moderna por ser utilizado na produção de inúmeras matérias-primas e de diversos combustíveis. O petróleo é uma mistura menos densa do que a água, inflamável, de aspecto oleoso e de cor que pode variar desde o castanho até o preto, passando pelo verde; sua cor de- pende de sua composição e esta depende da sua região de origem.

Acredita-se que o petróleo tenha sido formado milhões de anos pela decomposição de seres vivos acumulados em ambientes com pouco gás oxigênio e submetidos a altas pressões e temperaturas.

Nesses depósitos também havia sedimentos que, nessas condições, formaram rochas chamadas sedimentares. Acredita-se ainda que o petróleo não seja sempre encontrado na rocha em que foi formado, pois, dependendo das características do subsolo, pode se deslocar até encontrar um local mais apropriado para acumular-se, formando jazidas. Nesse local também pode ser encontrado gás natural.O petróleo é uma mistura que contém principalmente hidrocarbonetos (compostos formados exclusivamente por carbono e hidrogênio) e, em proporções bem menores, compostos nitrogenados, oxigenados e sulfurados. Conforme a composição, o petróleo pode ser classificado como petroleo de base parafínica, de base naftênica e de base intermediária. O primeiro é constituído principalmente por hidrocarbonetos de cadeia aberta, ramificada ou não. O segundo é constituído principalmente por hidrocarbonetos cíclicos (ciclanos), como o metilciclopentano, o cicloexano, o dimetilciclopentano etc. O terceiro é o petróleo cuja composição está entre os de base parafínica e os de base naftênica A composição da mistura varia de acor do com a formação geológica do terreno onde foi formada. Conhecê-la é importante para que sejam determinadas as condições específicas em que ocorrerá o refino, o qual consiste em uma série de processos sequenciais para transformar o petróleo bruto em seus derivados. A primeira etapa desse processo é a destilação fracionada, na qual são obtidos, entre outros, a nafta, o gás liquefeito de petróleo (GLP), o querosene e as principais frações que serão utilizadas na produção da gasolina e do óleo diesel.

Como sabemos quanto menor a temperatura de ebulição de uma substancia maior a possibilidade de se condensar nas partes mais altas nas colunas de destilação. Dessa forma, os compostos de menor massa molecular são recolhidos no topo da coluna, enquanto os outros, de maior massa molecular, vão sendo recolhidos nos níveis mais baixos.

Os resíduos dessa destilação são redestilados mediante um processo a vácuo que possibilita a extração de outras frações, também utilizadas na indústria petroquímica.

Dependendo do tipo de produto que se deseja e do tipo de petróleo de que se dis- põe, alguns dos produtos obtidos nos processos de destilação podem ser submetidos ao craqueamento, à reforma ou à alquilação.

No craqueamento, as moléculas formadas por um grande número de átomos (alta massa molecular) e saturadas (só possuem ligações simples entre os átomos de carbono) são quebradas em outras, com um número menor de átomos (baixa massa molecular) e insaturadas (possuem ligações duplas e triplas entre os carbonos). As moléculas resultantes do processo de craqueamento têm mais tendência a sofrer reações químicas do que as moléculas originais.

Na reforma, moléculas de alta massa molecular são obtidas a partir de outras de baixa massa molecular.

Na alquilação, obtêm-se moléculas com um número maior de ramificações. Isso é interessante especialmente no caso da produção da gasolina, a qual, para ter uma ade- quada resistência à compressão, deve conter em sua composição certa quantidade de hidrocarbonetos ramificados.

Elaborado por Hebe Ribeiro da Cruz Peixoto, Isis Valença de Sousa Santos e Maria Fernanda Penteado Lamas

especialmente para o São Paulo faz escola

 

 O gás natural e sua purificação

O gás natural é um combustível fóssil e, assim como o petróleo, foi formado pela decomposição de matéria orgânica durante milhões de anos. Ele é encontrado em rochas porosas no subsolo e, em geral, em uma camada acima da reserva de petróleo. No entanto, as rochas porosas que armazenam o gás também podem estar em locais onde não se encontra reserva de petróleo.

O principal constituinte do gás natural é o gás metano (de 50% a 70%), mas outras substâncias, como o butano, o propano, o etano, o nitrogênio, o dióxido de carbono gaSoso, a água e o sulfeto de hidrogênio, também podem estar presentes.

Depois de extraído da jazida, o gás natural precisa passar por um tratamento para se adequar ao consumo, tratamento este feito nas unidades de Processamento.

Em uma primeira etapa, são retiradas as frações condensáveis (propano e butano), que têm interesse industrial. Depois, é necessário retirar a água e o sulfeto de hidrogênio antes de o gás ser enviado para as linhas de transmissão.

Quando a água não é retirada, as linhas de transmissão sofrem um intenso processo de corrosão. A remoção de água  pode ser feita  pela passagem do gás por substâncias secantes como alumina, cloreto de cálcio, ácido sulfúrico etc. A legislação também exige a eliminação do gás sulfeto de hidrogênio (H2S), que, além de causar corrosão nas linhas de transmissão, forma óxidos de enxofre gasosos (SO2 e SO3) quando queimado. Esses gases, se liberados para a atmosfera, reagem com águas de chuvas, aumentando-lhes a acidez.

Elaborado por Hebe Ribeiro da Cruz Peixoto, Isis Valença de Sousa Santos e Maria Fernanda Penteado Lamas

especialmente para o São Paulo faz escola

 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 MATERIAL DE APOIO AO CURRÍCULO DO ESTADO DE SÃO PAULO, CADERNO DO ALUNO.QUÍMICA ENSINO MÉDIO 3a SÉRIE.VOLUME 2 Nova edição 2014- 2017 São Paulo  

ATIVIDADES DO CADERNO DO ALUNO SÃO PAULO FAZ ESCOLA CIÊNCIAS DA NATUREZA VOL.3 3º ENSINO MÉDIO

 AGORA É COM VOCÊS AMORES

 

Questões para análise do texto

 

1.                 O que é petróleo? Por que ele é considerado economicamente importante?

2.                 Quais explicações são dadas para o processo de formação do petróleo? Você diria que o petróleo faz parte da biosfera? Explique

3.                 O petróleo é uma mistura? Justifique sua resposta.

4.                 O que é o refino do petróleo?

5.                 Cite alguns materiais que podem ser obtidos a partir do refino do petróleo.

6.                 No texto, são citados processos envolvidos no refino do petróleo: destilação fracionada, craqueamento, reforma e alquilação. Explique com suas palavras o que ocorre em cada um deles e para que são utilizados.

7.                 Quais são os principais constituintes do gás natural?

8.                 O gás natural precisa passar por um tratamento antes de ser enviado para as linhas de transmissão? Por que se deve retirar o vapor-d’água do gás natural?

9.                 Que problema ambiental pode ser agravado se o sulfeto de hidrogênio presente no gás natural não for eliminado?

10.           Em um mapa mental descreva a situação brasileira em relação a produção energetica de combustiveis fosseis?

 

O carvão mineral como fonte de materiais

O carvão mineral, além de ser um combustível importante, divide com as substâncias petroquímicas o fornecimento de matérias-primas utilizadas em indústrias de corantes, remédios, pesticidas, elastômeros e plásticos, entre outras.  Por isso, considera-se que o carvão mineral constitui a maior reserva mundial de matéria-prima orgânica (compostos de carbono) concentrada; é bom lembrar que, apesar de levar o nome de mineral, trata-se de um fóssil. Quando o carvão sofre pirólise térmica (destilação destrutiva), converte-se em diversos produtos sólidos, líquidos e gasosos. Pirólise é a degradação de qualquer material orgânico pelo calor na ausência parcial ou total de oxigênio. A falta de oxigênio tem como objetivo evitar a combustão. Os produtos obtidos por esse processo dependem da temperatura e do tipo de carvão utilizado. Normalmente, a pirólise do carvão é conduzida a temperaturas que variam de 454 oC a 982 oC; nas temperaturas baixas, obtêm-se maiores quantidades de produtos líquidos, enquanto nas temperaturas mais altas a quantidade de produtos gasosos é maior. Os produtos líquidos são água, alcatrão e óleo cru leve. Os produtos gasosos são hidrogênio, metano, etileno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, amônia e nitrogênio. As reservas de carvão brasileiras estão localizadas principalmente no Rio Grande do Sul e em Santa Catarina. Visto que o carvão brasileiro apresenta altos teores de cinzas e de enxofre, baixo poder calorífico, que seu processo de beneficiamento é difícil devido ao alto custo da remoção dos poluentes., não sendo muito explorado no Brasil.

AGORA É COM VOCÊS AMORES

APOSTILA 3º BIMESTRE PAGINAS 35,36 E 37

ATIVIDADES 1 A, 1C, 1D, 1E, 1 F 1 G E 1 H

1.  Qual é a diferença entre carvão mineral e carvão vegetal?

2.  Como é formado o carvão mineral na natureza?

3.  Cite algumas aplicações do carvão mineral.

4.  O que é pirólise térmica? Para que ela é utilizada? Por que o carvão mineral não é muito explorado no Brasil?

5.  Qual é a principal utilização do carvão mineral no Brasil? Por quê?

Comentários