O petróleo bruto existe como uma mistura natural complexa de hidrocarbonetos e sua composição varia de acordo com a fonte, as condições do reservatório e as proporções dos diferentes compostos encontrados no depósito subterrâneo.
A classificação do petróleo bruto ajuda a explicar essas diferenças agrupando o petróleo de acordo com a composição química, densidade, gravidade API, viscosidade, distribuição de carbono, índice de correlação e outras características físicas e químicas mensuráveis utilizadas pela indústria.
Compreender a classificação do petróleo bruto é importante porque os tipos de petróleo bruto se comportam de maneira diferente durante o transporte, armazenamento, refino e processamento, enquanto suas propriedades influenciam o rendimento do produto, os requisitos de tratamento, os custos operacionais e o valor econômico.
O petróleo e o gás natural ocorrem naturalmente como misturas de hidrocarbonetos que podem ser separados em constituintes que existiam dentro do reservatório antes da introdução do refino ou de outros métodos de processamento aplicados.
Este artigo explica as principais classes de petróleo bruto, o significado da gravidade API e propriedades importantes, incluindo densidade, teor de sal, teor de enxofre, ponto de fluidez, teor de cinzas, viscosidade e vestígios de metais.
Classificação do petróleo bruto
A classificação do petróleo bruto utiliza vários fatores porque o petróleo de campos diferentes não contém proporções de hidrocarbonetos, impurezas ou características físicas. Essas diferenças afetam os requisitos de manuseio, armazenamento, transporte, refino e processamento.
O petróleo pode ser classificado a partir do seu estado físico juntamente com outros combustíveis fósseis, mas a composição química fornece uma base mais detalhada para distinguir os tipos de petróleo bruto e prever o seu comportamento durante o processamento e refino.
Os principais grupos de composição descritos para o petróleo incluem óleos brutos parafínicos, naftênicos e aromáticos. Alguns petróleos brutos também apresentam características mistas, combinando proporções significativas de mais de um grupo hidrocarboneto dentro de um depósito.
Os petróleos brutos também podem receber descrições de mercado como leves ou pesados, de acordo com a densidade e o grau API, enquanto as descrições de doce ou azedo geralmente refletem diferenças no teor de enxofre durante a avaliação comercial.
Estas abordagens de classificação são sistemas complementares e não concorrentes. Um único petróleo bruto pode pertencer a uma classe de composição química, ao mesmo tempo que recebe uma categoria de densidade e uma descrição de mercado à base de enxofre.
Como a classificação depende de características mensuráveis, os analistas podem comparar petróleos brutos de diferentes poços usando uma terminologia consistente. Esta abordagem apoia uma comunicação mais eficaz entre produtores, comerciantes, transportadores e operadores de refinarias.
A classificação química concentra-se nas famílias de hidrocarbonetos, enquanto a densidade e a gravidade API enfatizam o peso físico. O teor de enxofre acrescenta outra dimensão prática, permitindo que os petróleos brutos recebam descrições comerciais mais amplas nos mercados petrolíferos.
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Classes de composição de hidrocarbonetos
1. Parafínico: Os petróleos brutos parafínicos contêm grandes quantidades de hidrocarbonetos saturados de cadeia linear ou de cadeia ramificada e quantidades comparativamente menores de estruturas em anel dentro de sua composição geral e distribuição molecular no reservatório.
2. Naftênico: Os petróleos brutos naftênicos contêm altas proporções de hidrocarbonetos cíclicos saturados com um ou mais anéis, às vezes carregando cadeias laterais de parafina nessas estruturas de anéis e estruturas moleculares dentro do petróleo bruto.
3. Aromático: Os óleos brutos aromáticos contêm quantidades relativamente grandes de hidrocarbonetos com núcleos aromáticos, incluindo estruturas baseadas em sistemas de anéis de benzeno, naftaleno e fenantreno dentro de sua complexa composição e distribuição molecular.
4. Aulas Mistas: Os óleos brutos podem combinar características parafínicas, naftênicas e aromáticas, produzindo categorias mistas cujas percentagens variam substancialmente. Estas combinações explicam porque é que os petróleos brutos de diferentes campos apresentam propriedades distintas.
5. Parafínico-Naftênico: Esta classe mista de petróleo bruto contém componentes substanciais de parafina e nafteno, criando características químicas intermediárias que diferem das classes de petróleo fortemente parafínico ou fortemente naftênico encontradas em muitos reservatórios.
6. Parafínico-Naftênico-Aromático: Esta classe mista contém proporções significativas de todas as três famílias de hidrocarbonetos, demonstrando que a composição do petróleo bruto pode combinar diversas características estruturais dentro de uma mistura de petróleo de campos produtores específicos.
| Petróleo bruto | Parafina | Nafteno | Aromático | Cera | Asfalto | |
| Classificação | (% | (%) | (%) | (%) | (%) | |
| Parafínico | 46 – 61 | 22 – 32 | 12 – 25 | <10 | <6 | |
| Parafínico – Naftênico | 42 – 45 | 38 – 39 | 16 – 20 | <6 | <6 | |
| Naftênico | 15 – 26 | 61 – 76 | 8 – 13 | 0 | <6 | |
| Aromático | <8 | 57 – 78 | 20 – 25 | <0,5 | <20 | |
| Parafínico – Naftênico – Aromático | 27 – 35 | 36 – 47 | 26 – 33 | <1 | <10 |
Classificação API de gravidade e densidade
A densidade fornece outra base amplamente aceita para a classificação do petróleo bruto. Representa a massa por unidade de volume, enquanto a gravidade específica compara a densidade do óleo com a densidade de uma substância de referência.
A gravidade API fornece uma escala da indústria petrolífera derivada da gravidade específica. Uma densidade API mais alta geralmente indica petróleo mais leve, enquanto uma gravidade API mais baixa indica petróleo mais pesado, com maior densidade e diferentes características de manuseio.
Os valores de gravidade específica para petróleos brutos podem variar de aproximadamente 0,82 para petróleos mais leves até acima de 1,0 para materiais mais pesados. As refinarias utilizam estas diferenças ao avaliar as matérias-primas brutas e o comportamento de processamento esperado.
De acordo com a classificação da fonte, o petróleo bruto com densidade API acima de 30,0 se enquadra na categoria à base de parafina, enquanto valores de 20,1 a 29,9 indicam características intermediárias entre os tipos de parafina e nafteno.
A gravidade API abaixo de 20 indica petróleo bruto pesado à base de nafteno sob a classificação de origem. Os valores de gravidade específica fornecem a perspectiva de densidade correspondente, ajudando os usuários a interpretar se o petróleo bruto é comparativamente leve ou pesado durante avaliação comercial.
O sistema API não descreve todas as características brutas por si só. Os refinadores ainda examinam o enxofre, o sal, a viscosidade, o ponto de fluidez, os metais e a composição antes de selecionar condições de processamento e equipamentos adequados para uma refinaria.
A gravidade específica e a gravidade API funcionam, portanto, como indicadores práticos, em vez de descrições completas da qualidade do petróleo bruto. Testes laboratoriais detalhados continuam sendo necessários quando os refinadores comparam matérias-primas ou planejam operações de processamento.
A relação entre densidade e rendimento do produto torna essas medições valiosas durante a compra de petróleo bruto e o planejamento da refinaria. Contudo, os operadores devem interpretar os valores juntamente com a composição e os níveis de contaminantes.
Principais propriedades do petróleo bruto
As propriedades do petróleo bruto diferem de acordo com a origem e a proporção dos componentes em cada mistura. Essas características mensuráveis fornecem informações em primeira mão sobre a qualidade do petróleo bruto, as demandas de processamento, a dificuldade de manuseio e o valor econômico.
1. Viscosidade: A viscosidade descreve a resistência ao fluxo e afeta fortemente o bombeamento, transporte, armazenamento e processamento. O petróleo bruto mais viscoso geralmente requer maior esforço de bombeamento e manuseio mais cuidadoso através de tubulações e equipamentos.
2. Distribuição de Carbono: A distribuição de carbono descreve como os átomos de carbono ocorrem nas moléculas e frações de hidrocarbonetos. A distribuição ajuda a distinguir as características do petróleo bruto e indica como as diferentes estruturas de hidrocarbonetos contribuem para o comportamento de processamento.
3. Índice de Correlação: O índice de correlação fornece uma medida comparativa usada com outras características brutas. Ajuda os especialistas em petróleo a relacionar a composição química e a estrutura dos hidrocarbonetos ao avaliar e comparar diferentes petróleos brutos.
4. Composição de hidrocarbonetos: A composição dos hidrocarbonetos identifica a presença relativa de compostos parafínicos, naftênicos e aromáticos. Essas proporções ajudam a classificar o petróleo bruto e fornecem pistas sobre as frações esperadas do produto após refino de petróleo.
5. Ensaio Bruto: Um ensaio bruto reúne várias medições individuais para descrever uma matéria-prima de forma abrangente. Testes consistentes melhora a comparação, apoia o planejamento de processos e ajuda a identificar mudanças na qualidade do petróleo bruto.
Conteúdo de sal e enxofre
1. Teor de sal: O teor de sal é expresso em miligramas de cloreto de sódio por litro de petróleo ou, alternativamente, em libras por barril. Indica sal dissolvido em água emulsionada com petróleo bruto durante a produção.
2. Corrosão na refinaria: Alto teor de sal apresenta sérios riscos de corrosão durante o refino e pode contribuir para o entupimento de trocadores de calor e tubos de aquecimento. A fonte recomenda a dessalinização quando o sal ultrapassa dez libras por 1.000 barris.
3. Conteúdo de enxofre: Os compostos de enxofre influenciam o tratamento necessário durante o refino, por isso os refinadores medem o enxofre antes de selecionar estratégias adequadas de processamento e tratamento. Níveis mais elevados de enxofre podem aumentar os requisitos de tratamento e os custos operacionais.
4. Teste de Enxofre: A fonte descreve a queima de uma amostra bruta medida em um fluxo de ar para oxidar compostos de enxofre, seguido pela dissolução do trióxido de enxofre em água e titulação do ácido resultante.
Ponto de fluidez e comportamento de fluxo
O ponto de fluidez é a temperatura mais baixa na qual se observa que o petróleo bruto ou um de seus produtos flui sob condições de teste especificadas. Indica importante comportamento de fluxo em baixa temperatura no manuseio de petróleo.
O ponto de fluidez fornece uma indicação de cera de petróleo, especialmente hidrocarbonetos de cadeia longa, presentes no petróleo bruto. O petróleo bruto parafínico geralmente contém mais cera do que outros tipos de petróleo bruto descritos neste sistema de classificação.
O alto teor de cera pode criar desafios de manuseio porque os hidrocarbonetos de cadeia longa podem cristalizar ou precipitar à medida que as temperaturas se aproximam das condições ambientais. Esse comportamento pode restringir o fluxo através de sistemas de armazenamento, bombas e tubulações.
O transporte torna-se mais difícil quando a temperatura bruta cai abaixo do seu ponto de fluidez. Os operadores podem, portanto, precisar de práticas de aquecimento adequadas ou depressores químicos do ponto de fluidez para manter condições de fluxo aceitáveis durante o movimento.
A fonte identifica n-parafinas de cadeia longa contendo cerca de 16 a 60 átomos de carbono como contribuintes para a precipitação próxima ao ambiente que pode reduzir a fluidez e eventualmente interromper completamente o fluxo de petróleo bruto sob certas condições.
O comportamento em baixas temperaturas deve receber atenção especial quando o petróleo bruto percorre longas distâncias ou permanece armazenado por longos períodos. Condições de manuseio adequadas ajudam os operadores a manter o movimento através das tubulações e equipamentos relacionados.
Problemas de fluxo relacionados à cera também podem influenciar a eficiência operacional porque o movimento restrito pode aumentar as demandas de bombeamento e complicar o manuseio de rotina. Testar o ponto de fluidez ajuda a identificar antecipadamente essas dificuldades potenciais.
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Conteúdo de Cinzas e Metais Traços
O teor de cinzas ajuda a determinar a quantidade de constituintes metálicos presentes no petróleo bruto. A cinza consiste em grande parte de material inorgânico que permanece após a queima de componentes combustíveis em alta temperatura durante a análise.
Durante o processo de incineração, carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e componentes contendo enxofre sofrem oxidação à medida que o petróleo bruto queima completamente. O material restante forma sais metálicos estáveis, óxidos metálicos e resíduos de óxido de silício.
A cinza residual pode sofrer análise elementar usando técnicas espectroscópicas de absorção atômica. Esta análise adicional ajuda a identificar constituintes metálicos individuais que ocorrem na amostra de petróleo bruto após a combustão completa.
As medições de níquel e vanádio podem complementar outros resultados laboratoriais quando especialistas investigam a variação bruta. Seus níveis relativos podem revelar diferenças nos materiais de origem, nas condições dos reservatórios, nos ambientes de formação de petróleo e na história geológica.
Os petróleos brutos geralmente contêm classes semelhantes de compostos, mas suas porcentagens variam de poço para poço e de campo para campo. Essas variações explicam por que diferentes petróleos brutos exigem diferentes abordagens de processamento.
Embora a cinza represente o resíduo inorgânico remanescente após a combustão, o resultado também ajuda a indicar a presença de material metálico problemático. Essas informações tornam-se valiosas na avaliação de matérias-primas brutas complexas ou pesadas.
Por que as propriedades do petróleo bruto são importantes
As propriedades do petróleo bruto têm efeitos diretos na economia da refinaria porque influenciam os tipos de produtos que uma refinaria pode obter, o tratamento necessário e a dificuldade de processamento de cada matéria-prima.
1. Rendimento do produto: Os petróleos brutos mais leves podem fornecer maiores proporções de destilados leves e médios, como a gasolina, que podem atingir valores mais elevados e melhorar a atratividade económica do petróleo bruto.
2. Custo de processamento: O petróleo bruto contendo enxofre, nitrogênio, sais ou metais em quantidade substancial pode exigir tratamento adicional. Essas impurezas podem afetar catalisadores, equipamentos, oleodutos e despesas operacionais gerais da refinaria durante o processamento do petróleo.
3. Transporte: Densidade, viscosidade, teor de cera e ponto de fluidez influenciam o movimento através de tubulações e sistemas de armazenamento. A compreensão dessas propriedades ajuda os operadores a selecionar condições de manuseio adequadas para um transporte seguro e eficiente.
4. Avaliação Bruta: Compradores e refinadores utilizam propriedades medidas para comparar matérias-primas brutas. Qualidade, composição, níveis de impurezas e rendimento esperado do produto influenciam coletivamente a demanda, as decisões de processamento e o valor comercial no mercado.
5. Avaliação Global: Juntas, essas propriedades explicam por que o petróleo bruto pode ter valores comerciais, enquanto o rendimento do produto, o tratamento de impurezas, o comportamento do transporte, as demandas do equipamento, riscos e respostas ambientaise as escolhas de processamento influenciam o valor.
Resumo sobre classificação e propriedades do petróleo bruto
| Aspecto | Resumo |
|---|---|
| Base de Classificação | Composição química, densidade, gravidade API, viscosidade, distribuição de carbono e índice de correlação. |
| Bruto Parafínico | Rico em hidrocarbonetos saturados de cadeia linear ou ramificada com relativamente menos estruturas em anel. |
| Petróleo Naftênico | Rico em hidrocarbonetos cíclicos saturados contendo um ou mais anéis. |
| Bruto Aromático | Contém proporções maiores de núcleos de hidrocarbonetos aromáticos, como benzeno e sistemas de anéis relacionados. |
| Gravidade API | Valores mais altos indicam petróleo mais leve, enquanto valores mais baixos indicam petróleo mais pesado. |
| Propriedades importantes | Densidade, teor de sal, teor de enxofre, ponto de fluidez, teor de cinzas, viscosidade e vestígios de metais. |
| Importância Econômica | As propriedades influenciam o rendimento do produto, as necessidades de tratamento, o transporte, o custo de processamento e o valor bruto. |
Perguntas frequentes sobre a classificação do petróleo bruto e as principais propriedades explicadas
1. Qual é a classificação do petróleo bruto?
A classificação do petróleo bruto agrupa o petróleo de acordo com a composição química, densidade, gravidade API e outras características mensuráveis.
2. Quais são as principais classes químicas do petróleo bruto?
As principais classes são tipos de petróleo parafínico, naftênico, aromático e misto contendo combinações dessas famílias de hidrocarbonetos.
3. O que mostra a gravidade da API?
A gravidade API indica a densidade bruta na escala do petróleo; valores API mais elevados geralmente representam petróleo mais leve, enquanto valores mais baixos indicam petróleo mais pesado.
4. Porque é que o teor de sal é importante no petróleo bruto?
O alto teor de sal pode promover corrosão e entupimento dos equipamentos da refinaria, portanto o petróleo bruto pode exigir dessalinização antes do processamento posterior.
5. Por que o teor de enxofre é importante?
O teor de enxofre afeta o tratamento necessário durante o refino e pode aumentar as demandas de processamento e os custos operacionais.
6. O que é ponto de fluidez?
O ponto de fluidez é a temperatura mais baixa na qual se observa que o petróleo bruto ou um produto flui sob condições de teste especificadas.
7. O que mede o teor de cinzas?
O teor de cinzas indica resíduos inorgânicos e metálicos que permanecem após o petróleo bruto sofrer combustão completa em alta temperatura.
8. Porque é que as propriedades do petróleo bruto são importantes do ponto de vista económico?
Eles influenciam o rendimento dos produtos, os requisitos de tratamento, a dificuldade de transporte, os custos de refinaria e o valor comercial das matérias-primas brutas.
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