Refino de Petróleo - Aula 01

5/24/2018 Refino de Petrleo - Aula 01

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Evoluo do Refino - Histria

Em meados do sculo XIX, os franceses e ingleses j haviaconstrudo aproximadamente, 130 instalaes de refinoprimitivas para aproveitar o leo do xisto. Outros fatoshistricos importantes forma:

1848 O qumico Francis Pease fez uma refinaria em Bfalo,produzindo lubrificante e iluminastes.

1849 Samule Kier, Estuda a possibilidade de estudar o

refino atrves poos de gua sagada, e o petrleo apenas umintruso.

1880 23 de 89 refinarias dos EUA, so da Standard Oil, comuma participao de 84% da capacidade do refino no pas. 2


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Evoluo do Refino Brasileiro

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A Petrobrs nasce a 3 de Outubro de 1953 com o grande

desafio de garantir a independncia economica do Brasil.

Herdou do CNP campos com capacidade produtiva de 2.700

BOE/dia, muito aqum do necessrio na poca (137.000

BOE/dia). Para aumentar a competitividade a soluo era

investir no refino. Tambm no momento da sua criao, a

Petrobrs adquire a refinaria de Mataripe (atual RLAM) que

processava 5.000 BOE/dia.


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Evoluo do Refino Brasileiro

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Em 1955 inaugura-se a refinaria de Cubato (atualmente

RPCB) com capacidade para 45.000 BOE/dia. Com isso a

produo atingiu 25.000 BOE/dia, um valor ainda muito

aqum do consumo. Assim, na poca o lucro da atividade no

pas se resumia distribuio de derivados que praticamente

estavam nas mos de multinacionais, logo sem gerar renda

interna.

A soluo passou ento pelo Monoplio da Unio sobre o

petrleo nacional.


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O que Refinaria

chamada de refinaria de petrleoa instalao industrial construda comobjetivo de realizar a limpeza e o refino do leo cru extrado,transformando-o em diferentes subprodutos derivados do petrleo como:

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Lubrificantesleos e graxas

Matria-prima de anti-spticos

Fertilizantes

DetergentesCeras

Aguarrs

Asfalto

Coque,

DieselGasolina

GLP

Nafta

QueroseneQuerosene de aviao

Outros produtos como o plstico.


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Antes da Refinaria ....Explorao: A reconstruo da histria geolgica de uma rea, atravs da

observao de rochas e formaes rochosas

Explotao: A fase exploratria do campo petrolfero engloba as tcnicas

de desenvolvimento e produo da reserva comprovada de

hidrocarbonetos de um campo petrolfero

Transporte: Pelo fato dos campos petrolferos no serem localizados,necessariamente, prximos dos terminais e refinarias de leo e gs,

necessrio o transporte da produo atravs de embarcaes, caminhes,

vages, ou tubulaes (oleodutos e gasodutos)

Refino: Processamento da mistura de hidrocarbonetos proveniente da

rocha reservatrio, para a obteno dos componentes que seroutilizados nas mais diversas aplicaes (derivados)

Distribuio: Comercializao dos produtos finais com as distribuidoras,

que se incumbiro de oferec-los, na sua forma original ou aditivada, ao

consumidor final

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O Refino ....

Refino: constitui a separao desde insumo, via processos

fsico-qumicos, em fraes de derivados que so processados

em unidades de separao e converso at os produtos finais.

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Refinaria Henrique Lages - REVAP


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O Refino .... Seu Objetivo

Uma refinaria de petrleo, ao ser planejada e construda ,pode destinar-se a dois objetivos bsicos:

Produo de Combustveise matrias-primas petroqumicas

Produo de Lubrificantes Bsicos e parafinas

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O Refino .... Primeiro Objetivo

Na demanda de combustveis que bem maior que a produooutros produtos. fundamental a produo em larga escala defraes destinadas obteno de GLP, gasolina, Diesel,Querosene e leo Combustvel.

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O Refino .... Segundo Objetivo

De menor expresso, objetivo de maximizao de fraes bsicalubrificantes e parafinas3 vezes menor valor agregado que oscombustveis, conferindo alta rentabilidade aos refinadores,embora os investimentos tambm sejam altos.

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PRODUTOS INTERMEDIRIOS

Refinaria...Fluxograma do Processo do Refino

TRATAMENTOPRIMRIO

DESTILAOFRACIONADA

DESTILAOA VCUO

DESULFONIZAOCRAQUEAMENTO

EXTRAO

GASES E IMPUREZAS PRODUTOS LEVES

SUBPRODUTOS

OFF-SHORE REFINO11

ON-SHORE

FPSO


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RefinariasBeneficiamento do Petrleo Cru

O petrleo assim que retirado do solo, porm, quase no tem

utilizao alguma, mas depois de passar por diversos tratamentos

qumicos e fsicos, torna-se de grande utilidade.

exatamente nesse ponto que se torna indispensvel o trabalho de

beneficiamento realizado pelas refinarias.

Para realizar seu trabalho, a refinaria recebe o petrleo em sua forma

primria, o chamado leo cru, que vem das plataformas de extrao. O

transporte feito a partir de oleodutos, sendo guardado em tanques

de armazenamento, de onde partir para ser processado.12


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RefinariasBeneficiamento do Petrleo Cru

Uma vez armazenado, o material submetido a diversosprocessos Fsico e qumicos. Esse processo tem por objetivorealizar a separao dos diversos tipos de hidrocarbonetos

presentes no petrleo, proporcionando a produo de seusderivados.

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Refinarias Demanda/

Instalaes

Na instalao de uma refinaria, diversos fatores tcnicos soobedecidos, destacando-se sua localizao, as necessidades deummercado e o tipo de petrleo a ser processado. A refinaria

pode, por exemplo, estar prxima a uma regio onde hajagrande consumo de derivados e/ou prxima a reas produtorasde petrleo.

Os produtos finais das refinarias sofinalmente encaminhadoss

distribuidoras, que os comercializaro em sua forma original ouaditivada.

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Refinarias Brasileiras

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O Brasil dispe de pouqussimas refinarias, hoje todas estatais. Comisso, existe um gargalo crescente para a transformao do leo em

derivados. Segundo o Anurio Estatstico da ANP, consumo e produo

de petrleo no Brasil subiram dez vezes mais que o refino, em dez

anos. Com o desenvolvimento do Pr-Sal sendo acelerado, a situao

tende a piorar. Portanto, a construo de novas refinarias mais que

necessria e a demanda para o incio de produo do Comperj

urgente. O Brasil est produzindo e consumindo cerca de 40% a mais de

petrleo do que h dez anos, mas a capacidade de transformar a

matria-prima em produtos como diesel, gs, gasolina, lubrificantes,

nafta, leo combustvel e querosene de aviao avanou s 4,5%neste

perodo, e cobre apenas dois teros do consumo de quase trs milhes

de barris dirios.

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Processo de Refino

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um conjunto de processos fsicos e qumicos com o objetivode tornar o leo cru em derivados. Compreende a destilao

(coluna/vcuo), regenerao e craqueamento.

Processo de Refino


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O processo de refino bem mais do que a decomposio do

leo cru em HCsconsumveis. Compreende tambm:

Retirada do sal e gua

Aquecimento do leo em fogo diretoNa coluna o leo aquecido junto com a gua

Condensao e sada dos produtos


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FIM...

Prxima Aula .... 41


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Primeira etapa do refino

Esta primeira fase corresponde destilao do leo crunuma torre de destilao atmosfrica. Ao longo da torre

existem diversos pratos perfurados, cada um para uma

frao desejada. O petrleo pr-aquecido e introduzido na metade da

torre Como a parte de baixo mais quente, os HCs gasosos

tendem a subir e se condensar Nesta etapa se recolhem gs, gasolina, nafta e

querosene As fraes retiradas precisam ainda de mais tratamento

antes de serem utilizadas


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Torre de destilao

O que ocorre na torre uma destilao fracionada. Istosignifica que o petrleo vai ser aquecido e vo secolhendo os produtos obtidos atravs de um sistema detorre. Dependendo da temperatura sai um tipodiferente de produto, esse processo interessante do

ponto de vista deEngenharia dePetrleo pois

permite que

muitas coisassejam fabricadasao mesmo tempo.


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Segunda etapa do refino

Um forno promove o re-aquecimento do resduo

atmosfrico (RAT) at a temperatura ideal para o

fracionamento. A torre vai fracionar a vcuo o RAT

produzindo fraes que tenham possibilidade deprocessamento e gerao de produtos de maior valor

agregado (GLP, gasolina, querosene e diesel).

Formao de coque devido a decomposio trmica do

petrleo nas tubulaes e no fundo da torre a

temperatura mxima de controle 400 C


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Coque

O coque um tipo de combustvel derivado do carvo betuminoso.Obtm-se do aquecimento do desse carvo, sem combusto, numrecipiente fechado.

Shot Coke - Apresenta alto teor de enxofre e metais. Apresentaforma esfrica de vrias dimenses. (Cimenteiras)

Coque Esponja - Contm resinas e mdios teores de enxofre,asfaltenos e metais a olho nu, o material apresenta pequenosporos e paredes espessas. (Indstria do alumnio)

Coque Agulha - Classificado como material anisotrpico. Contmbaixa presena de asfaltenos, resinas e metais. (Indstria do ao)


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Coqueamento retardado

um processo de obteno de coque a partir de uma

grande variedade de cargas, normalmente, leo cru

reduzido, resduo de vcuo, leo decantado, alcatro de

craqueamento trmico e respectivas misturas. A unidadede coqueamento produz, ainda,gs combustvel, GLP,

nafta, gasleo leve e gasleo pesado para FCC.

Rendimentos tpicos:18% peso de coque

62% volume de diesel

16% volume de nafta

6% volume de GLP4% peso de gs de refinaria

6% diluente para leoscombustveis


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Terceira etapa do refino

nesta fase que se faz o craqueamento (trmico ou

cataltico). O princpio o mesmo: quebram-se cadeias de

HCsmuito grandes em compostos economicamente mais

viveis.

O primeiro requer uma temperatura e presso muito alta,

e um tanto imprevisvel, j o segundo mais fcil de

controlar visto se usar um catalisador no processo.


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Processos de separao

Os processos de separao so sempre de natureza fsica

e tm como objetivo desdobrar o petrleo em fraes

bsicas ou processar uma frao previamente produzida

para retirar dela compostos especficos. Como exemplos

destes processos podemos citar:

Destilao

Desasfaltao a propano

Desaromatizao a furfural

Adsoro de n-parafinas

Desparafinao/ desolificao a

solvente (MIBC)

Extrao de aromticos


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Destilao

um processo de separao dos componentes de uma

mistura de lquidos miscveis baseado na diferena de

temperatura de ebulio dos seus componentes

individuais. De carter muito importante para uma

refinaria j que a destilao usada em quase todos os

processos de refino. Outros processos de separao,

converso e tratamento usam a destilao como etapa

intermediria ou final das suas operaes.


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Desasfaltao a propano

Este processo tem por finalidade extrair um solvente, o propano

lquido a alta presso, que um gasleo impossvel de obter pela

destilao. Como subproduto obtem-se o resduo asfltico que

pode ser usado como asfalto ou leo combustvel ultraviscoso.

O leo desasfaltado pode ser incorporado ao gasleo pesado

(GOP), para posterior craqueamento e consequente converso

em nafta e GLP; ou para produo de lubrificantes, o leo bsicoBrighstock ou leo de cilindro.


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Desaromatizao a furfural

Processo para produo de lubrificantes por ao de um solvente

especfico (furfural). Consiste na remoo dos compostos

aromticos de um corte lubrificante para garantir uma menor

variao da viscosidade com a variao da temperatura(aumentar o IV). O leo aromtico coletado e pode ser usado

como leo extensor de borracha sinttica, ou adicionado ao pool

de leo combustvel da refinaria. O produto principal estocado

para posterior processamento na unidade MIBC (Metil-Isobutil-

Cetona)


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Desparafinao a MIBC

A desparafinao torna-se necessria porque so essas

cadeias lineares que so responsveis pela baixa fluidez

do leo. Assim, com o auxlio de um solvente, a frao

oleosa solubilizada deixando a frao parafnica no

estado slido. Como, a esta altura, as fases slidas e

lquidas possuem fluidez diferentes, possivel filtrar-se

as n-parafinas. O leo desparafinado e a parafina so

enviados para estocagem.


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Desparafinao a MIBC

O primeiro seguir para um processo de hidroacabamento

enquanto que a parafina poder ser desoleificada para produo

de parafinas comerciais ou adicionada ao gasleo para posterior

craqueamento cataltico

Desoleificao a MIBC

Processo semelhante desparafinao s que realizado em

condies mais rigorosas, para retirar o leo contido na parafina,

de modo que seja considerado como produto comercial.


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Extrao de aromticos

O objetivo desta unidade semelhante ao da

Desaromatizao por furfural, embora a carga, solvente,

produtos e condies de operao sejam diferentes. A

carga uma nafta proveniente de uma unidade de

reforma cataltica, rica em aromticos leves (BTXs).

Estes HCs tm um alto valor de mercado e so

importantes matrias-primas para a indstria

petroqumica. A extrao feita com um solvente (exp.:

TEG).


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Extrao de aromticos

Os aromticos extrados, depois da remoo do solvente,so fracionados e destinados estocagem para futuracomercializao. Os no aromticos so enviados para a

pool de gasolina.


Indicada para remover cadeias parafnicas linearescontidas na frao querosene. Estas parafinas sovaliosas matrias-primas para a indstria petroqumica,especificamente na produo de detergentes sintticosbiodegradveis. Isto torna o processo duplamentevantajoso j que permite a produo adequada dequerosene de aviao como tambm o aproveitamento

das parafinas.


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O processo consiste na adsoro das cadeias lineares

atravs da sua passagem na fase gasosa num leito de

peneiras moleculares. O leito captura as n-parafinas

permitindo a passagem dos demais compostos.

Posteriormente os HCs adsorvidos so removidos,

fracionados e estocados para posterior envio indstria

petroqumica.


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F


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Fraes

Derivados de petrleo e tpicas faixas de corteFonte: Fundamentos do Refino de Petrleo; Tecnologia e Economia.

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Produtos Finais

Os produtos finais dividem-se em trs categorias:

1. Combustveis: gasolina, diesel, leo combustvel, GLP, entre

outros.

2. Produtos acabados no combustveis: solventes, lubrificantes,

graxas, asfalto e coque.

3. Intermedirios da indstria qumica: nafta, etano, propano,

butano, etileno, propileno, entre outros.

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Produto Utilizao Produto Utilizao

Gs cido Produo de enxofre Querosene de iluminao Iluminao e combustvel domstico

Eteno Petroqumica Querosene de aviao Combustvel para avies

Dixido de carbono Fludo refrigerante leo diesel Combustvel para nibus, caminhes, etc.

Propanos especiais Fludo refrigerante Lubrificantes bsicos Lubrificantes de mquinas e motores em geral

Propeno Petroqumica Parafinas Fabricao de velas, indstria de alimentos

Butanos especiais Propelentes leos combustveis Combustveis industriais

Gs liqefeito de petrleo Combustvel domstico Resduo aromtico Produo de negro de fumo

Gasolinas Combustvel automotivo Extrato aromtico leo extensor de borracha e plastificante

Naftas Solventes leos especiais Usos variados

Naftas para petroqumica Petroqumica Asfaltos Pavimentao / Impermeabilizao

Aguarrs mineral Solventes Coque Indstria de produo de alumnio

Solventes de borracha Solventes Enxofre Produo de cido sulfrico

Hexano comercial Petroqumica, extrao de leos N-Parafinas Produo de detergentes biodegradveis

Solventes diversos Solventes Benzeno Petroqumica

Tolueno Petroqumica, solventes Xilenos Petroqumica, solventes


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Destilao a presso atmosfrica

Aps ser dessalgado, o leo pr-aquecido e segue para uma

coluna de destilao a presso atmosfrica.

Grande parte da carga se vaporiza e se fraciona em diferentes

cortes. As fraes mais leves se condensam e so coletadas no

topo da coluna enquanto as mais pesadas so coletadas no fundo

da coluna.

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Destilao do petrleo

Fonte: http://www.galpenergia.com

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Destilao a vcuo


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Destilao a vcuo

Fraes pesadas da destilao atmosfrica, aps aquecimento a

cerca de 400 o Ce parcial vaporizao, seguem para a unidade a

vcuo, que realiza a destilao dessas fraes a presses

reduzidas(40 a 100 mbar).

O vcuo uma forma de reduzir os pontos de ebulio das

fraes pesadas e permitir a separao a menores temperaturas.

O vcuo mantido atravs de injetores de vapor e bombas avcuo.

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Destilao vcuo.

Fonte: Fundamentos da Refinaria de Petrleo

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Os produtos do vcuo seguem para unidades de craqueamento de

forma a se transformarem em derivados de maior valor.

As unidades de separao de uma refinaria constituem processos

energo-intensivos: a destilao atmosfrica e a vcuo consomem

cerca de 40% de toda energia do processo demandada no

complexo da refinaria.

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Craqueamento

Definio:

Denominam-se Craqueamento vrios processos qumicos na

indstria que transformam molculas orgnicas complexas em

molculas mais simples, por meio de calor e/ou catalisador.

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Craqueamento

Aplicaes:

Produo de GLP e Gasolina

Produo de combustveis de queimadores e/ou coque de

petrleo e etileno

Tipos de Craqueamentos:

Processo trmico

Processo cataltico67


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Craqueamento Visco-Reduo

Craqueamento Visco-Reduo:

Reduo da viscosidade;

Aumento na quantidade de gasleo;

No utilizao de catalisador;

Rendimento de 10~15% de converso

A carga pode conter maiores quantidades de

contaminantes, metais e sulfurados

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Craqueamento Trmico

Mais severo que a visco-reduo;

Tempo mximo de permanncia;

Rendimento de 10~15% de converso

Pode conter maiores quantidades de contaminantes, metais

e compostos sulfurados.

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Craqueamento Retardado

Processo trmico no-cataltico;

Separa-se gasleo, gasolina de coqueamento, gases

combustveis e coque de petrleo;Remoo de fraes leves e condensao de fraes pesadas.

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Craqueamento Cataltico

Condies menos rigorosas;

Maior seletividade;

Maior flexibilidade refinaria

Favorecimento de gasolinas com alto ndice de octanagem;

Utilizao de presso, calor e catalisador;

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Craqueamento Cataltico

Regenerao do catalisador, com produo de gases combustveis Importante fonte de emisso atmosfrica das refinarias.

Fluxograma do processo de craqueamento cataltico

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Hidrocraqueaento Cataltico

Ocorre a presses elevadas, na presena de Hidrognio;

Utilizao de catalisadores metlicos;

Produo dos derivados desejados e compostos contaminantes; Processo verstil;

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Petrleo no Brasil

1932: Primeira refinaria 1938: Criao do Conselho Nacional de Petrleo

1939: Primeiro poo de petrleo (Lobato, Bahia)

1953: Criao da Petrobrs

1968: Primeira descoberta no mar (Campo de Guaricema,Sergipe)

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Petrleo no Brasil

1974: Descoberta do campo de Garoupa (Bacia de Campos)

Primeiro choque do petrleo

1979: Segundo choque do petrleo

1984: Descoberta do Campo de Anchova (Bacia de Campos)

Extrao Abaixo dos 500 metros

1997: Regulamentao da lei para novas concessionriasprivadas

1998: Criao da Agncia Nacional do Petrleo

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Petrleo no Brasil

1999: Descoberta de petrleo na Bacia de Santos

2005: Indcios do pr-sal

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Petrleo no Brasil

2006: Autossuficincia 2008: Primeira extrao de petrleo da camada pr-sal no

Campo de Jubarte (Bacia de Santos)

2009: Extrao de petrleo no Campo de Tupi

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Profundidade dos Campos

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Produo Nacional

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Documents

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