Petróleo

De acordo com a American Society for Testing and Materials – ASTM, petróleo é uma mistura de hidrocarbonetos (compostos formados por carbono e hidrogênio) de ocorrência natural, geralmente no estado líquido, contendo ainda compostos de enxofre, nitrogênio, oxigênio, metais e outros elementos. Define-se como gás natural a mistura de hidrocarbonetos que existe na forma gasosa ou em solução no óleo, que permanece no estado gasoso nas condições atmosféricas de pressão e temperatura.

Pode-se resumir a composição química do petróleo e do gás natural no que é observado na figura que segue.

Como uma matéria prima em si, o petróleo não tem nenhuma utilidade prática, a não ser a sua queima para geração de calor.

Logo, em linhas gerais, a indústria do petróleo se dedica a explorar e produzir esse produto natural, visando a obtenção e o aproveitamento comercial dos inúmeros compostos hidrocarbonetos nele contidos, em virtude de possuírem alto poder energético.

Dentro de uma contextualização histórica, o ano de 1859 pode ser considerado um marco de fundação da indústria do petróleo, já que nesse ano o americano Edwin L. Drake, abriu uma empresa com o objetivo de perfurar poços de petróleo no território dos Estados Unidos. Desde então, a evolução da indústria do petróleo atingiu consideráveis resultados  operacionais, frutos de pesquisas, desenvolvimento tecnológico e inovações, sempre em busca do melhor aproveitamento da matéria prima (o petróleo) para gerar energia e satisfazer várias necessidades.

Nessa trajetória, o processamento do petróleo, que inicialmente se resumia no processo de destilação para obtenção de querosene, foi introduzindo novas tecnologias e processos, chegando aos dias atuais sustentando um escopo de alta complexidade.

Processamento do petróleo

O conjunto de processos que definem o refino do petróleo está atualmente subdividido em 4 grandes macroprocessos: processos de separação, processos de conversão, processos de tratamento e processos auxiliares.

Processos de refino – consistem na separação física entre os compostos (frações ) do petróleo.

Esses estão entre os primeiros processos pelos quais o petróleo passa para obtenção de hidrocarbonetos (por exemplo: GLP, Nafta, Gasolina, Querosene, Diesel, Óleo combustível, Aromáticos e Asfaltenos). Nesses processos não ocorrem reações químicas e sim separações físicas.

Processos de conversão – se dá pela conversão dos compostos por quebra térmica e/ou química (catalítica), ou seja, mudança da natureza química dos compostos do petróleo. Uma visão básica dos processos clássicos de conversão é fornecido pela figura a seguir.

Os processos de conversão são caracterizados pelas quebras, isto é, ocorrem reações que resultam em novas estruturas moleculares, térmica ou cataliticamente. E assim é possível otimizar a obtenção de hidrocarbonetos de baixas massas molares.

Processos de tratamento – consistem em ajustes ou “polimento” de alguns derivados, em termos de critérios de qualidade, tais como a remoção de impurezas.

Processos auxiliares – são processos de suporte, garantindo o suprimento de algum insumo para os demais processos.

Todos esses processos, buscam a obtenção de produtos especificados, de forma a atender as demandas dos diversos mercados consumidores.

Os produtos finais podem ser orientados para os chamados produtos energéticos (combustíveis em geral) ou os não energéticos (bases petroquímicas, tais como etileno, propileno e benzeno), que por sua vez são enviados para a centrais petroquímicas a fim de levar a obtenção de plásticos, embalagens, lubrificantes, solventes e produtos intermediários, de interesse das indústrias químicas, automobilísticas, farmacêuticas, cosméticas, alimentícias, etc).

A engenharia química e sua relação com o petróleo

A engenharia química é o ramo da engenharia que detém forte vínculo com a indústria do petróleo. Esses profissionais são os responsáveis pelo desenvolvimento dos processos operacionais dentro da indústria do petróleo, que abrange a produção, desde as áreas mais remotas em alto mar (plataformas offshore), onde o petróleo é retirado dos reservatórios e passa por processos primários (separação entre óleo, gás natural e água), e depois segue para a exportação até as áreas em terra (unidades onshore), onde são realizadas as operações de tratamento do gás natural, refino do óleo, processamento petroquímico, produção de fertilizantes, controle da qualidade, produção de energia, tratamento de efluentes etc.

Engenheiros químicos participam tanto do planejamento dos processos, bem como do dimensionamento dos equipamentos que farão parte dos processos anteriormente relacionados.

Pela dimensão das atividades envolvidas na indústria do petróleo, os conhecimentos da engenharia química podem ser aplicados em toda sua extensão, especificamente os conhecimentos de química orgânica e inorgânica, termodinâmica química, mecânica dos fluidos, operações unitárias, cálculo de reatores, controle de processos, processos unitários, gerenciamento de projetos, entre outros.

E nesse ponto, dentro do espaço de formação acadêmica, a transferência do conhecimento, auxiliada pela aplicação da simulação de processos, promove um ganho de qualificação especial, onde o estudante pode absorver melhor o aprendizado, com a prática e estando envolvido por um ambiente de maior realismo.

Atuando em equipes multidisciplinares dentro da área de petróleo e energia, os engenheiros químicos não somente se tornam especialistas nos cálculos dos projetos, para que os processos obtenham altos rendimentos nos produtos esperados, como também se qualificam na área de gerenciamento de projetos, o que amplia significativamente o leque de atividades nas quais eles podem atuar dentro da indústria,

Ao longo de sua história, a indústria do petróleo conquistou um vasto conhecimento técnico, resultante do alto nível de desenvolvimento tecnológico atingido. Tal nível de conhecimento é atualmente desafiado a empenhar esforços no sentido de resolver diversas problemáticas, entre elas, aquelas que afetam mais particularmente as questões ambientais. Nesse sentido, a engenharia química, como uma disciplina integrante das medidas de intervenção, fornecerá contribuições fundamentais.

Considerações finais

Os dias atuais trazem à tona as preocupações do mundo com relação ao tema da geração de energia e da qualidade do meio ambiente. A engenharia química e a indústria do petróleo, não estando estanque a esse tema, aplicam seus conhecimentos para bem resolver os importantes desafios impostos. Os novos rumos do mundo apontam em direção a tecnologias de produção de energias limpas, a partir de fontes sustentáveis. No momento, a indústria do petróleo, dá seus passos no processo de transformação que vão levá-la ao futuro com melhor desempenho, tendo como um dos exemplos a introdução de programas de descarbonização da indústria do petróleo, que resultarão em reduções significativas de lançamento de poluentes no meio ambiente.

Fiquem atentos, pois colocaremos novos artigos sobre Engenharia Química e outros temas da área de processos industriais, controle da qualidade de produtos e gerenciamento de projetos.

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Engenharia Química – Plus | Universidade de Vassouras

Nos vemos em Vassouras!

Sobre o Autor:

Moisés Teles Madureira  – Vassouras – RJ Mestrado em Ciências Ambientais, Especialista em Engenharia de Processamento de Petróleo e Gás Natural, Gerente de projetos (PMP), Engenheiro Químico. Atividades:  Professor dos Cursos de Graduação em Engenharia Química, Engenharia Civil, Engenharia de Software e Nutrição; Engenheiro de planejamento e Gestão de Projetos na área de petróleo e energia. Experiências no segmento produtivo industrial, com implantação de processos gerenciais em ambientes de projetos e em sistemas de gestão da qualidade, incluindo realização de consultorias e auditorias de processos. Outras áreas de áreas de interesse: Conceitos de cadeia de valor, processos de negócios, desenvolvimento nas áreas de energia, meio ambiente e gestão da inovação tecnológica.