As Origens das matérias primas para materiais poliméricos

1. Quais as origens das matérias primas para materiais poliméricos?  Cite exemplos.

Petróleo, Gás Natural e Carvão= São fontes de: Olefinas,  fenol,  formaldeído,  anidridos  maleicos  eftálicos, corantes, lubrificantes, solventes e outras substâncias.

Minas e pedreiras= Fontes de amianto e cargas minerais usados com polímeros.

Fazendas e plantações= Ácido lático (leite), açúcares (cana de açúcar), amido e óleo (grãos) e fibras poliméricas (e.g. lã, algodão, seda). Óleos (mamona ⇒ Nylon 11 e

poliuretano; soja ⇒ Nylon 9).

O petróleo é a principal matéria-prima para a produção de polímeros.

1. Cite exemplos de polímeros naturais.

Materiais poliméricos naturais  como  a  madeira,  borracha,  algodão,  lã, couro,  seda  e  polissacarídeos  (e.g.  celulose,  amido).

1. Qual a composição elementar típica de petróleos crus em peso?

Hidrogênio=  11 a 14%

Carbono= 83 a 87%

Enxofre= 0,06 a 8%

Nitrogênio= 0,11 a 1,7%

Oxigênio= 0,1 a 2%

Metais= até 0,3%

1. Qual a composição química de um petróleo típico (substâncias que o compõem)?

O petróleo é uma mistura complexa de inúmeros compostos orgânicos, com predominância quase absoluta de hidrocarbonetos. Sua composição química varia de acordo com sua procedência.

Hidrocarbonetos parafínicos, naftênicos, aromáticos e olefinas constituem essencialmente o petróleo.

 

1. Óleos de diferentes reservatórios possuem características diferentes. Para sua classificação, são usados critérios de a) Densidade, b) Constituintes, c) Teor de Enxofre. Diga como é feita cada uma dessas classificações.

1. Densidade= Leves (acima de 30ºAPI, ≈ 0,72g/cm3), Médios (entre 21 e 30ºAPI) e Pesados(abaixo de 21ºAPI, ≈ 0,92 g/cm3).
2. Constituintes= Parafínico, Parafínico-naftênicos  (a  maior  parte  do petróleo  da  Bacia  de  Campos),  Naftênicos,  Aromático  Intermediário, Aromático-naftênicos, Aromático-asfáltico.
3. Teor de Enxofre= Doce (sweet) - Teor de enxofre inferior a 0,5% (w/w) e “ácido” (sour) - Maior teor de enxofre.

1. Diferencie compostos parafínicos normais, parafínicos ramificados, naftênicos e olefinas.

-Parafínicos Normais= Compreendem a maior fração (média: 15 a 20% - Faixa: 3 a 35%) da maioria dos óleos e predominam nas gasolinas. Fórmula: CnH2n+2.

- Parafínicos Ramificados= Muito desejáveis  e  frequentemente  produzidos  por  reforma  catalítica,  pela alquilação e por isomerização.

- Parafínicos Cíclicos ou Naftênicos= (CnH2n):  São  a  segunda  série  normalmente

mais abundante no petróleo. Predominam na maioria dos gasóleos e dos óleos lubrificantes.

- Insaturados ou Olefinas= Geralmente têm odores fortes e desagradáveis e causam  parte  da poluição atmosférica dos gases de descarga de automóveis, extremamente  reativos  e  dificilmente  preservados  na  natureza, são  os  mais  importantes intermediários químicos derivados do petróleo para fabricação de outros produtos (ex.: polímeros).

1. Quais as impurezas comuns em petróleos?

a)  Compostos  Sulfurados:  São  responsáveis  pela  corrosividade  dos

produtos do petróleo e determinam a cor e o cheiro dos produtos finais.

b) Compostos Nitrogenados: Aumentam a retenção de água em emulsão e,

no refino, propiciam a formação de gomas e alteram a cor.

c)  Compostos  Oxigenados:  Responsáveis  pela  acidez/coloração,  odor

(fenóis), formação de gomas e corrosividade do petróleo.

d) Resinas e Asfaltenos: Moléculas grandes (↑C/H) contendo N, O e S.

Normalmente 3 a 10 anéis aromáticos por molécula.

e) Compostos Metálicos: Sais orgânicos (Zn, Fe, Cu, Pb, Mo, Co, As, Mn,

Cr, Na, Ni e V) dissolvidos na água emulsionada (1-1200 ppm).

1. Diferencie gás natural de gás liquefeito de petróleo.

- O  gás  natural  combustível  é  normalmente  um  produto  final,  sendo queimado em fornos e caldeiras na própria refinaria.

- O gás liquefeito de petróleo (GLP) pode ser um produto final, destinado a  armazenamento em tanques esféricos, ou ser um produto intermediário, sendo então submetido ao processo de tratamento cáustico(Remove H2S e mercaptans).

1. Uma forma de separar os hidrocarbonetos presentes no petróleo é por destilação da amostra. Neste caso, coloque em ordem crescente de temperaturas de evaporação os seguintes hidrocarbonetos (Querosene, Asfalto, Nafta, GN, GLP, Gasóleo (diesel)

GN=até 40

GLP=até 40

Nafta=40-175

Querosene=175-235

Gasóleo (diesel)= 235-305

Asfalto= acima de 510

1. Para que são usados os processos de conversão química?

Utilizam-se  processos  de  conversão  química  que  quebram,  rearranjam  e

combinam moléculas de modo a gerar derivados mais  interessantes para o

mercado.

1. O que é o craqueamento catalítico?

Quando submetido a condições bastantes severas de pressão e temperatura na

presença do catalisador, o gasóleo de vácuo é decomposto em várias frações mais

leves, produzindo gás combustível, gás liquefeito, gasolina (nafta), gasóleo leve (óleo leve ou diesel de craqueamento)e gasóleo pesado de craqueamento (óleo decantado ou óleo combustível).

1. Explique com suas palavras a teoria orgânica da origem do petróleo.

O petróleo é encontrado nas bacias sedimentares, depressões na superfície da terra preenchidas por sedimentos que se transformaram, em milhões de anos, em rochas sedimentares.
A acumulação de petróleo depende de alguns fatores. É necessário que existam rochas geradoras que contenham a matéria-prima (pasta orgânica) que se transforma em petróleo e as chamadas rochas-reservatório, que possuem espaços vazios, chamados poros, capazes de armazenar o petróleo. Essas rochas devem estar envolvidas em armadilhas chamadas trapas. Formam-se compartimentos isolados no subsolo, onde o petróleo se acumula e de onde não tem condições de escapar. São as jazidas de petróleo.