Petróleo

Petróleo (do latim petroleum, petrus = pedra e oleum = óleo, do grego πετρέλαιον [petrélaion], "óleo da pedra", é uma substância oleosa, inflamável, geralmente menos densa que a água, com cheiro característico e coloração que pode variar desde o incolor ou castanho claro até o preto, passando por verde e marrom (castanho). Trata-se de uma combinação complexa de hidrocarbonetos, composta na sua maioria de hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos e aromáticos, podendo conter também quantidades pequenas de nitrogênio, oxigênio, compostos de enxofre e íons metálicos, principalmente de níquel e vanádio. Esta categoria inclui petróleos leves, médios e pesados, assim como os óleos extraídos de areias impregnadas de alcatrão. Materiais hidrocarbonatados que requerem grandes alterações químicas para a sua recuperação ou conversão em matérias-primas para a refinação do petróleo, tais como óleos de Xisto crus, óleos de xisto enriquecidos e combustíveis líquidos de hulha, não se incluem nesta definição.

Petróleo bruto

Petróleo bruto é o termo para o óleo não processado. Ele também é conhecido apenas como petróleo. O petróleo bruto é um combustível fóssil, o que significa que ele é formado pelo processo de decomposição de matéria orgânica, restos vegetais, algas, alguns tipos de plâncton e restos de animais marinhos - ocorrido durante centenas de milhões de anos na história geológica da Terra. Os tipos de petróleo bruto podem apresentar cores diferentes, de claros a negro, assim como viscosidades diferentes, que podem ser semelhantes à água ou quase sólidas.

O petróleo bruto é o ponto de partida para muitas substâncias diferentes porque contém hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos são moléculas que contém hidrogênio e carbono e existem em diferentes tamanhos e estruturas, com cadeias ramificadas e não ramificadas e anéis.

Duas características são importantes nos hidrocarbonetos:

• eles contêm muita energia. Muitos dos produtos derivados de petróleo bruto como a gasolina, óleo diesel, parafina sólida e assim por diante são úteis graça a essa energia;
• eles podem ter formas diferentes. O menor hidrocarboneto é o metano (CH₄), um gás mais leve do que o ar. Cadeias mais longas contêm cinco carbonos ou mais e são líquidos; já nas cadeias muito longas há hidrocarbonetos sólidos, como a cera. Ao ligar quimicamente cadeias de hidrocarbonetos artificialmente, obtemos vários produtos, que vão da borracha sintética até o náilon e o plástico de potes para alimentos.

As principais classes de hidrocarbonetos em petróleo bruto incluem:

• Parafinas
  • fórmula geral: C_nH_2n+2 (n é um número inteiro, geralmente de 1 a 20)
  • as moléculas são cadeias ramificadas ou não
  • em temperatura ambiente podem ser gases ou líquidos, dependendo da molécula
  • exemplos: metano, etano, propano, butano, isobutano, pentano, hexano
• Aromáticos
  • fórmula geral: C₆H₅ - Y (Y é uma molécula mais longa e não ramificada que se conecta a anéis benzênicos)
  • estruturas em anel, com um ou mais anéis 
  • os anéis contêm seis átomos de carbono, com ligações duplas e simples alternando-se entre os carbonos
  • gralmente são líquidos 
  • exemplos: benzeno, naftaleno
• Naftenos ou cicloalcanos
  • fórmula geral: C_nH_2n (n é um número inteiro, geralmente de 1 a 20)
  • estruturas em anel, com um ou mais anéis 
  • os anéis contêm apenas ligações simples entre os átomos de carbono
  • em temperatura ambiente, geralmente são líquidos
  • exemplos: ciclohexano, metilciclopentano
• Outros hidrocarbonetos
• Alcenos
  • fórmula geral: C_nH_2n (n é um número inteiro, geralmente de 1 a 20)
  • moléculas de cadeias ramificadas ou não que contêm uma ligação dupla carbono-carbono
  • podem apresentar-se nos estados líquido ou gasoso
  • exemplos: etileno, buteno, isobuteno
• Dienos e Alcinos
• fórmula geral: C_nH_2n-2 (n é um número inteiro, geralmente de 1 a 20)
• moléculas de cadeias ramificadas ou não que contêm duas ligações duplas carbono-carbono
• podem apresentar-se nos estados líquido ou gasoso
• exemplos: acetileno, butadieno

Em média, o petróleo bruto contém os seguintes elementos ou compostos:

·         carbono - 84%

·         hidrogênio - 14%

·         enxofre - de 1 a 3% (sulfeto de hidrogênio, sulfetos, dissulfetos, enxofre elementar)

·         nitrogênio - menos de 1% (compostos básicos com grupos amina)

·         oxigênio - menos de 1% (encontrado em compostos orgânicos como o dióxido de carbono, fenóis, cetonas e ácidos carboxílicos)

·         metais - menos de 1% (níquel, ferro, vanádio, cobre, arsênio)

·         sais - menos de 1% (cloreto de sódio, cloreto de magnésio, cloreto de cálcio)

Produtos derivados do petróleo bruto

O petróleo bruto contém centenas de diferentes tipos de hidrocarbonetos misturados e, para separá-los, é necessário refinar o petróleo

As cadeias de ­hidrocarbonetos de diferentes tamanhos têm pontos de ebulição que vão aumentando progressivamente, o que possibilita separá-las através do processo de destilação. É isso o que acontece em uma refinaria de petróleo. Na etapa inicial do refino, o petróleo bruto é aquecido e as diferentes cadeias são separadas de acordo com suas temperaturas de evaporação. Cada comprimento de cadeia diferente tem uma propriedade diferente que a torna útil de uma maneira específica.

Para entender a diversidade contida no petróleo bruto e o motivo pelo qual o seu refino é tão importante, veja uma lista de produtos que obtemos a partir do petróleo bruto:

• gás de petróleo: usado para aquecer, cozinhar, fabricar plásticos
  • alcanos com cadeias curtas (de 1 a 4 átomos de carbono)
  • normalmente conhecidos pelos nomes de metano, etano, propano, butano
  • faixa de ebulição: menos de 40°C
  • são liquefeitos sob pressão para criar o GLP (gás liquefeito de petróleo)
• nafta: intermediário que irá passar por mais processamento para produzir gasolina
  • mistura de alcanos de 5 a 9 átomos de carbono
  • faixa de ebulição: de 60 a 100°C
• gasolina: combustível de motores
  • líquido
  • mistura de alcanos e cicloalcanos (de 5 a 12 átomos de carbono)
  • faixa de ebulição: de 40 a 205°C
• querosene: combustível para motores de jatos e tratores, além de ser material inicial para a fabricação de outros produtos
  • líquido
  • mistura de alcanos (de 10 a 18 carbonos) e aromáticos
  • faixa de ebulição: de 175 a 325°C
• gasóleo ou diesel destilado: usado como diesel e óleo combustível, além de ser um intermediário para fabricação de outros produtos
  • líquido
  • alcanos contendo 12 ou mais átomos de carbono
  • faixa de ebulição: de 250 a 350°C
• óleo lubrificante: usado para óleo de motor, graxa e outros lubrificantes
  • líquido
  • alcanos, cicloalnos e aromáticos de cadeias longas (de 20 a 50 átomos de carbono)
  • faixa de ebulição: de 300 a 370°C
• petróleo pesado ou óleo combustível: usado como combustível industrial, também serve como intermediário na fabricação de outros produtos
  • líquido
  • alcanos, cicloalcanos e aromáticos de cadeia longa (de 20 a 70 átomos de carbono)
  • faixa de ebulição: de 370 a 600°C
• resíduos: coque, asfalto, alcatrão, breu, ceras, além de ser material inicial para fabricação de outros produtos
  • sólido
  • compostos com vários anéis com 70 átomos de carbono ou mais
  • faixa de ebulição: mais de 600°C.