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O PETRÓLEO
J. C. PAZ, M. de ALCINO
Universidade Federal do Pampa, Faculdade de Engenharia Química e-mail: {j.cpaz, marceloalcino1}@hotmail.com
RESUMO – Este artigo tem por objetivo aprofundar os conhecimentos básicos sobre o petróleo. Apresentando, tanto os aspectos históricos, quanto os de extração e refino relacionados a tal produto. Contendo uma definição geral do que é considerado petróleo, bem como os aspectos básicos das demais operações realizadas, desde sua descoberta, até a obtenção da matéria prima, para os produtos finais.
ABSTRACT - This article aims to deepen the basic knowledge about oil. Featuring both it’s historical aspects , like about it’s extraction and refining. Containing a general definition of what is considered oil as well as the basics of the other transactions since it’s discovery until the obtaining of the raw materials to final products.
PALAVRAS-CHAVE: petróleo; hidrocarboneto; Petrobras.
1. O PETRÓLEO O petróleo, é por definição: combustível fóssil. Líquido, oleoso, rico em hidrocarbonetos, principalmente alcanos. Encontrado no subsolo, não como uma espécie de rio subterrâneo ou camada líquida entre as
rochas sólidas, mas sim impregnado nas rochas sedimentares, em profundidades que variam de poucos metros da superfície, chegando até mesmo a mais de 3 km abaixo da superfície, tanto em terra firme, quanto em terras submersas.(THOMAS, 2001).
Existem várias teorias para a origem do petróleo, atualmente a mais aceita é de que tenha sido formado através do acúmulo de resíduos orgânicos, oriundos da decomposição de rochas sedimentares
utilizado foi a perfuração por percussão movido a vapor.
A American Society Techinals Materials (ASTM) o define como petróleo como: "Uma mistura de ocorrência natural, consistindo predominantemente de hidrocarbonetos a derivados orgânicos sulfurados, nitrogenados e/ou oxigenados, a qual é ou pode ser removida da terra no estado líquido”.
2 HISTÓRIA DO PETRÓLEO O petróleo, na antiguidade era retirado de exsudações naturais encontradas em todos os continentes. Figura 1 - Primeiro poço de petróleo. Tittusville, Pensilvânia – EUA (OLEODEROCHA, 2010).
Na antiga babilônia tijolos eram assentados com asfalto; fenícios faziam uso de betume na calafetação de embarcações; índios précolombianos utilizaram o petróleo para impermeabilizar potes cerâmicos e para a pavimentação de ruas, enquanto os egípcios utilizavam o petróleo para embalsamar os mortos (THOMAS,2010).
2.1 O petróleo no mundo
No final do século XIX a perfuração de petróleo começou a ser um negócio lucrativo, devido aos então novos adventos, os motores a gasolina e a diesel. O processo rotativo de perfuração foi inventado por Anthony Lucas, no Texas, que encontrou petróleo num poço de 354 m de profundidade, tal método possibilitou a retirada de petróleo de poços com mais de 10 000 m de profundidade.
A indústria petrolífera moderna, tem origem por volta de 1850, quando o escocês James Young, descobriu que o petróleo podia também ser extraído do carvão e xisto betuminoso, e então elaborou processos para sua criação (PORTALBRASIL,2010).
Quase todo o petróleo consumido no mundo, era produzido nos Estados Unidos ou na Venezuela, respectivamente, maior e segundo maior produtores do óleo. No entanto, com o novo mapa geopolítico mundial, pós segunda guerra, a indústria petrolífera também sofreu grandes alterações
Em 1859 começa a exploração comercial nos EUA, em um poço que possuia 21 m de profundidade e produzia 21 m3/dia na cidade de Tittusville, Pensilvânia, descoberto por Cel. Drake (Figura 1). O sistema de perfuração
Nos anos 50, os EUA mantém a liderança mundial na produção de petróleo, no entanto, o oriente já começa a surgir como um novo grande produtor. Esta década, é caracterizada
pelas incursões no mar e sua grande atividade exploratória. Na década seguinte, houve um aumento expressivo no consumo, resultado dos baixos preços que chegavam ao consumidor, também o oriente médio e a União Soviética comeram a obter grande sucesso na exploração do petróleo. Já nos anos 80, houve um significativo aumento nos preços praticados para o petróleo, o que o tornou ainda mais lucrativo, e incentivou a perfuração de alguns novos poços no Mar do Norte e no México, devido a relação custo benefício, que se tornou muito maior. Ainda nessa década, ouveram avanços significativos na área da geoquímica orgânica, o que resultou em um conhecimento mais amplo das áreas de exploração e migração do petróleo. Enquanto os EUA começam a notar que suas reservas estão se esgotando, outros países no que se classificaria como 3º mundo, fazem grandes descobertas de reservas. Nas duas décadas posteriores, os custos para a produção do petróleo sofrem grandes reduções, devido a significativos avanços tecnológicos, que possibilitaram ainda a descoberta de muitas outras novas reservas, que em 1996, já superavam em 60% o número de reservas provadas em 1980. Ao entrar o século XXI o mundo é dependente do petróleo mais do que nunca. As notícias sobre as reservas aproximarem-se do fim e a questão do meio ambiente faz com qua a população mundial reflita sobre a utilização de energias renováveis. Atualmente, a produção mundial, até 2008, atingiu a média anual de 80 milhões de barris diários (INFOESCOLA, 2010).
2.2 O petróleo no Brasil A história do petróleo no Brasil pode ser dividida em quatro fases distintas (CEPETRO,2010): 1.º - Até 1938, livre iniciativa, as explorações de petróleo neste período, eram regidas por este regime. Que possibilitava a qualquer um explorar petróleo em território nacional. A primeira sondagem profunda durante a livre iniciativa, foi realizada entre 1892 e 1896, no Município de Bofete, Estado de São Paulo, por Eugênio Ferreira Camargo, que comprou uma sonda e contratou uma equipe estadunidense de perfuração. o que resultou na primeira perfuração petrolífera em território brasileiro, que resultou apenas na descoberta de água sulfurosa. 2.º - Nacionalização das riquezas do nosso subsolo, pelo Governo e a criação do Conselho Nacional do Petróleo (CNP), em 1938. Que por lei determinaram que toda a atividade petrolífera em território nacional deveria ser realizada obrigatoriamente por brasileiros. O Conselho Nacional do Petróleo (CNP), tinha a incumbência de explorar petróleo e de participar na criação de um parque refinador no País. 3.º - Estabelecimento do monopólio estatal, durante o Governo do Presidente Getúlio Vargas que, em 3 de outubro de 1953, foi promulgada a Lei 2004, criando a Petrobras. Foi uma fase marcante na história do nosso petróleo, pelo fato da Petrobras ter nascido do debate democrático, atendendo aos anseios do povo brasileiro e defendida por diversos partidos políticos. De acordo com o monopólio, ficava vetado à Petrobras (empresa 100% nacional, estatal e de capital fechado), o exercício de qualquer atividade exploratória do petróleo encontrado no subsolo brasileiro.
4.º - Fim do monopólio estatal do petróleo, durante o primeiro governo do Presidente Fernando Henrique Cardoso (CEPETRO,2010). O fim deste monopólio, marcou a abertura da Petrobras ao capital estrangeiro e o fim da exclusividade que esta tinha na exploração do petróleo brasileiro. Com o fim do monopólio, o Estado, que era então o produtor e provedor, tornou-se o regulador e fiscalizador. Este ato do presidente Fernando Henrique Cardoso, promulgado em 06 de agosto de 1997, até os dias atuais causa tanto críticas como elogios e é motivo de muitas discussões, pois por um lado permitiu a abertura da Petrobras a novas tecnologias e pesquisas, que possibilitaram que ela fosse hoje a 4ª maior empresa de energia do planeta (PFC Energy,2010) além de sua saída também para o mercado internacional, mas por outro lado permitiu uma grande transferência de bens públicos para o setor privado, pois o governo atualmente detém apenas cerca de 40% das ações da Petrobras. (ESTADÃO, 2010) . A história do petróleo no Brasil começou na Bahia, onde, no ano de 1858, o decreto n.º 2266 assinado pelo Marquês de Olinda, concedeu a José Barros Pimentel o direito de extrair mineral betuminoso para fabricação de querosene de iluminação, na Província da Bahia. No ano seguinte, em 1859, o inglês Samuel Allport, durante a construção da Estrada de Ferro Leste Brasileiro, observou o gotejamento de óleo em Lobato, no subúrbio de Salvador. Em 29 de julho de 1938, já sob a jurisdição do recém-criado Conselho Nacional de Petróleo CNP, foi iniciada a perfuração do poço DNPM-163, em Lobato (Figura 2), que viria a ser o descobridor de petróleo no Brasil, quando no dia 21 de janeiro de 1939, o petróleo apresentou-se ocupando parte da coluna de perfuração.
Figura 2: O primeiro poço de petróleo no Brasil (EDUCATERRA, 2010).
O poço DNPM-163, apesar de ter sido considerado antieconômico, foi de importância fundamental para o desenvolvimento da atividade petrolífera no Estado da Bahia. A partir do resultado desse poço, houve uma grande concentração de esforços na Bacia do Recôncavo, resultando na descoberta da primeira acumulação comercial de petróleo do país, o Campo de Candeias, em 1941. Em 1941 jorrou petróleo comercial pela primeira vez, resultante de trabalhos do CNP, sendo que em 1939 ocorrera a descoberta de petróleo na Bahia, em função dos trabalhos desenvolvidos por Oscar Cordeiro e pelo CNP. O País já tinha em 1953 um consumo de 150.000 barris por dia de derivados e contava com uma refinaria particular do Grupo Ipiranga, de 6.000 barris por dia; e uma refinaria na Bahia operada pelo CNP com capacidade de 3.700 barris por dia; quase no final do debate que caminhava para a instituição do Monopólio da União, três grupos empresariais receberam concessões para construir três refinarias. Foram então construídas as refinarias de Manaus, de 5.000 barris por dia e inaugurada em 1957, a Refinaria de Manguinhos, de 10.000 barris por dia e inaugurada em 1954, e a refinaria de Capuava, inaugurada em 1954, com 20.000 barris por dia. A produção de petróleo no País, após o esforço do CNP, atingiu a 25.000 barris por dia, valor
muito baixo quando comparado à demanda. Assim, o País se via em 1953, como era a regra no mundo, exceto para alguns poucos países, sem produção de petróleo e sem refino em escala suficiente para atender ao mercado nacional. É bom lembrar que o lucro da atividade no País estava na distribuição de derivados, praticamente nas mãos das multinacionais e, portanto, não havia a geração interna de recursos para se investir no petróleo. Por outro lado, o lucro na atividade de petróleo no mundo estava na transformação, em refinarias dos países ricos, do óleo barato do Oriente Médio e seu manuseio até as distribuidoras dos países importadores de derivados, que pagavam preços considerados elevados por esses produtos. Somente a instalação de um parque de refino no país, com escala, poderia reverter a situação de carência de recursos e nele desenvolver e indústria petrolífera, já que todos os esforços que se faziam para descobrir petróleo não apresentavam resultados compensadores. Além disso, o refino nacional teria que contar com o mercado nacional, sob pena de as multinacionais continuarem importando derivados de suas matrizes, inviabilizando-o por "dumping", comum na época, ou por recusa de compra de um outro derivado de petróleo, o que seria fatal para o refinador. O petróleo contém todos os produtos e ao refinálo todos os derivados são produzidos; perda de mercado para um derivado determina fechamento de refinaria. Neste período desenvolveu-se a experiência do Grupo Ipiranga, primeira tentativa nacional significativa para romper o fechado círculo das multinacionais. Pelas notícias que se têm não foi fácil para a Ipiranga conseguir mercado para seus produtos, já que tinha que conseguir o petróleo do exterior e depender do mercado interno dominado pelas multinacionais. Com a instalação da Petrobras, em 10 de maio de 1954, portanto, sete meses após sua criação, o Brasil trilhou um caminho diferente tendo nas suas próprias mãos o destino da indústria que alimenta o mundo de energia. O sucesso
de tal empreitada se mostra nos resultados obtidos pelo povo brasileiro através da estatal do petróleo. Desde que a Petrobras foi implantada descobriu petróleo em diversos estados: Amazonas, Pará, Maranhão, Ceará, Rio Grande do Norte, Alagoas, Sergipe, Bahia, Espírito Santo, Rio de Janeiro, Paraná, São PAulo e Santa Catarina. Cada década representa algo de importante à história do petróleo brasileiro: Na década de 50 foram as descobertas dos campos de petróleo de Tabuleiro dos Martins, em Alagoas, e Taquipe, na Bahia. Na década de 60 foram os campos de Carmóplois, em Sergipe, e Miranga na Bahia. Ainda em Sergipe: A primeira descoberta no mar, o campo de Guaricema. Nos anos 70 a província petrolífera da bacia de Campos é descoberta, RJ, através do campo da Garoupa. Três fatos de importante relevância marcaram a década de 80: Petróleo em Mossoró, que viria a se tornar a segunda maior área produtora de petróleo do país; os campos gigantes de Marlim e Albacora em águas profundas da bacia de campos, RJ; descoberta do rio Urucu, no Amazonas. Os campos gigandes de Roncador e Barracuda na Bacia de Campos, RJ, contabilizam grandes descobertas para a década de 90. Até pouco tempo, o país não tinha produção suficiente de petróleo para o abastecimento interno, desse modo, era dependente do recurso importado, especialmente dos países do Oriente Médio, mas a partir de 2007 o país alcançou a auto-suficiência. Atualmente, a produção é de aproximadamente 2,3 milhões de barris ao dia, que supera o consumo, que é de 2,2 barris diários ( EDUARDO DE FREITAS, BRASIL ESCOLA, 2010).
3. DADOS E ESTATÍSTICAS DO PETRÓLEO Na Figura 3, nota-se a evolução da profundidade nas perfurações em águas profundas, sendo indicado o Record mundial até 2009.
3.1 Dados sobre a Petrobras A Petrobras é a 4° maior empresa de energia do mundo, 8° maior empresa global por valor de mercado e a maior do Brasil seu valor está em US$ 164,8 bilhões e sua marca vale US$ 1,2 bilhões (PFC Energy, 2010). Na Tabela 1 existem alguns dados da petrobras.
Figura 3: Evolução dos recordes mundias de produção na plataforma continental, atestando a constante evolução de técnicas e materiais na busca de reservas gigantes de petróleo em águas profundas. (PETROBRAS,2010).
Na Figura 4, nota-se a produção de petróleo entre o ano 2000 e 2004, nota-se que foi retirado pouco petróleo quando comparado com a reserva existente.
Figura 4 - Gráfico reservas totais x produção de barris de petróleo, entre 2000 e 2004
atualmente, são mais importadores do que exportadores, devido ao crescimento da demanda interna. (infoescola,2010).
Tabela 1: dados da Petrobras.
4.TRANSPORTE DO PETRÓLEO RECEITAS LÍQUIDAS
R$ 170.578
LUCRO LÍQUIDO
R$ 21.512
INVESTIMENTOS
R$ 45 300.000
ACIONISTAS
272.952
PLATAFORMAS DE PRODUÇÃO
109 (77 fixas; 32 flutuantes)
PRODUÇÃO DIÁRIA
1.918 mil bpd/ 382 mil barris de gás natural
REFINARIAS
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O petróleo é destinado a vários produtos. Conforme demonstra a Figura 5 o diesel ainda é o mais requerido pelo setor.
O petróleo é elevado do poço até a superfície com o auxílio de bombas de sucção, após isso, se a extração for em alto mar, é levado por navios até os portos de costas próximas às refinarias, de onde é transportado por meio de oleodutos até essas indústrias (Figura 6). Se for extraído em terra, é elevado por meio de uma bomba, chamada cavalo de pau, é levado por meio de oleodutos ou de caminhões até os portos, de onde é transportado por navios até as costas próximas às refinarias, de onde é levado até elas novamente por meio de oleodutos.
Figura 6: Oleoduto. (CLC, 2010).
Figura 5: Produção nacional de derivados.
Segundo o Instituto de Geologia e Paleontologia da Universidade de Clausthal, até 2030, a produção de petróleo cairá em até 50 %. Além do Brasil, a região do Mar Cáspio e a África são os locais que ainda terão produção petrolífera contínua com perspectivas para até 2015. Os EUA,
5. CONSTITUINTES DESTILAÇÃO DO PETRÓLEO
E
A palavra petróleo, tem origem do latim petra, que siginifica pedra e oleum, que significa óleo. Sua composição, tem como base os hidrocarbonetos.
A variedade de compostos presentes no petróleo, chega a centenas, o que torna sua total separação em componentes individuais, praticamente impossível, além de inviável economicamente. No entanto, a predominância de moléculas relativamente grandes ou pequenas, vai determinar se o estado físico da mistura será líquido ou gasoso, respectivamente. Quando o petróleo é destilado, seus diferentes componentes são separados em porções, de acordo com seu ponto de ebulição, tal como apresentado na tabela 2. No entanto, é interessante observar: óleos provindos de diferentes fontes, terão diferentes composições, além de outras características, como viscosidade, densidade e cor. Uma análize, levando em conta apenas os elementos químicos presentes no petróleo, é apresentada na tabela 3.
Tabela 3: Composição em peso dos elementos químicos mais frequntes na composição do petróleo de diferentes fontes. Elemento (Símbolo)
Fração (%)
Hidrogênio (H)
11 - 14
Carbono (C)
83 - 87
Enxofre (S)
0,06 - 8
Nitrogênio (N)
0,11 - 1,7
Oxigênio (O)
0,1 - 2
Metais
0 - 0,3
A separação dos hidrocarbonetos em diferentes faixas de ebulição, ocorre devido a existencia de bandejas no interior da torre de destilação, que posicionadas estratégicamente em diferentes alturas, irão recolher frações mais leves ao passo que a altura aumentar. O número de bandejas em uma torre de destilação pode chegar a cerca de 50.
5.1 Hidrocarbonetos Tabela 2: Diferentes componentes do petróleo e respectivos pontos de ebulição Produto(s)
Ponto de ebulição (ºC)
Gás natural - GLP
Até 40
Gasolina
40 - 175
Querosene
175 - 235
Gasóleo leve
235 - 305
Gasóleo pesado
305 - 400
Lubrificantes
400 - 510
Resíduo
Acima de 510
De acordo com THOMAS (2010) como principais constituintes do petróleo, os hidrocarbonetos costumam compor cerca de 95% do peso total do óleo, ou gás. Além de serem os principais produtos desejados na composição do extraído. Estes, conforme o nome, são formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrogênio. A principal classificação dos hidrocarbonetos diz respeito a presença ou não de ligações duplas ou triplas (insaturações) em suas cadeias. Quanto a esse as pecto, podem ser classificados como saturados, insaturados ou aromáticos. Sendo os hidrocarbonetos insaturados (também chamados de parafinas) aqueles que apresentam apenas ligações carbono-carbono simples, o que implica em
um número máximo de hidrogênios nas moléculas desta classe de hidrocarbonetos. Por sua vez, os insaturados (também chamados de olefinas), apresentam uma ou mais ligação dupla ou tripla entre os átomos de carbono, enquanto os hidrocarbonetos aromáticos, apresentam um ou mais aneis de benzeno na molécula.
5.2.2 Compostos Nitrogenados: O petróleo contém 0,17% de nitrogênio com maior concentração nas frações pesadas. Os compostos apresentam-se na forma orgânica e são termicamente estáveis. Surgem no petróleo como piridinas, quinolinas, pirróis, indóis, porfirinas e compostos policíclicos com enxofre, oxigênio e metais.
5.2 Não-hidrocarbonetos
Os compostos nitrogenadosaumentam a capacidade do óleo de reter água. Durante o refino tornam instáveis
O petróleo possui quantidades apreciáveis de constituintes que apresentam elementos considerados como impurezas que surgem em todas as faixas de ebulição, mas tendem a se concentrar nas frações mais pesadas, são eles: enxofre (S), nitrogênio (N), Oxigênio (O) e metais. Os demais componentes do petróleo são encontrados como compostos orgânicos, que carregam os outros elementos. Sendo os principais deles, os ítens citados na tabela 2, exclindo-se carbono e hidrogênio. 5.2.1 Compostos Sulforados: O enxofre é o terceiro elemento mais abundante encontrado no petróleo, concetração mássica média de 0,65%, aparece no petróleo na forma de sulfetos, dissulfetos, com nitrogênio e ou oxigênio, encontrá-lo como enxofre elementar é muito raro. Em geral, quanto maior a densidade do petróleo, maior será seu teor de enxofre. Os compostos sulfurados são indesejáveis pois além de aumentar a polaridade do óleo são os responsáveis pela corrosividade e contaminação dos catalisadores, são tóxicos e produzem SO2 e SO3, gases altamente poluentes que em contato com umidade formam o H2SO4.
5.2.3 Compostos Oxigenados : Surgem no petróleo de forma complexa como ácidos carboxílicos, fenóis, cresóis, ésteres, amidas e cetonas. se concentram nas frações mais pesadas. Os compostos oxigenados são responsáveis pela acidez e coloração (ácidos naftênicos), odor (fenóis), formação de gomas e corrosividade das frações de petróleo. 5.2.4 Resinas e Asfaltenos: Moléculas grandes com alta relação carbono/hidrogênio. Constituído de 3 a 10 ou mais anéis, geralmente aromáticos. A presença de enxofre, oxigênio e nitrogênio são frequentes. As estruturas básicas são semelhantes, porém asfaltenos não estão dissolvidos e sim dispersos no petróleo. As resinas, ao contrário, são facilmente solúveis. 5.2.5 Compostos Metálicos: Apresentam-se de duas formas: como sais orgânicos dissolvidos na água, emulsionada ao petróleo, facilmente removidos através da dessalgação da água e compostos organometálicos complexos que tendem a se concentrar ns frações mais pesadas.
6. CONCLUSÃO Analisando os recentes avanços tecnológicos da humanidade e o constante desenvolvimento
econômico e financeiro das nações, bem como o histórico da exploração do petróleo mundial, tem se por conclusão: o petróleo é um fluido, mesmo que tendo suas reservas, cada vez mais comprometidas, tem-se tornado cada dia mais importante em nosso dia-a-dia. O que torna praticamente impossível, na sociedade moderna o abandono do uso de seus derivados, o que causaria um colapso total no mundo. Mesmo com o advento modernos e constantes inovações em energias alternativas, o padrão de vida da humanidade, está quase que inseparavelmente atrelado ao petróleo.
7.BIBLIOGRAFIA LIVRO: Thomas, J. E., Fundamentos de Engenharia do Petróleo. Editora interciência, rio de janeiro, 2001. SITES: Portal Brasil disponível em: acessado em: 04/07/2010. Óleo de Rocha disponível em: < http://oleoderocha.blogspot.com/> acesado em 01/07/2010. Petrobras, disponível em: , acessado em 03/07/2010. Cepetro, disponível em:< http://www.cepetro.unicamp.br/petroleo/index _petroleo.html >, acessado em 01/07/2010. Infoescola, disponível em , acessado em 01/04/2010. Pfc Energy, disponível em:, acessado em 04/04/2010. Estadão, disponível em: , acessado em 01/04/2010. CLC, disponível em: , acessado em: 29/06/2010 ANP, disponível em:, acessado em 28/06/2010.
