COMBUSTÍVEIS, ENERGIA E AMBIENTE. COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS O carvão, o petróleo e o gás natural tiveram a sua origem geológica há cerca de 300 milhões de

COMBUSTÍVEIS , ENERGIA E COMBUSTÍVEIS , ENERGIA E AMBIENTEAMBIENTE

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEIS

O carvão , o petróleo e o gás natural O carvão , o petróleo e o gás natural tiveram a sua origem geológica há cerca tiveram a sua origem geológica há cerca de de 300 milhões 300 milhões de anos : são o de anos : são o resultado de uma lenta sedimentação de resultado de uma lenta sedimentação de organismos vivos, denominando-se organismos vivos, denominando-se combustíveis fósseis .combustíveis fósseis .


Os combustíveis actualmente utilizados Os combustíveis actualmente utilizados são ainda, fósseis: o que a natureza são ainda, fósseis: o que a natureza produziu em 300 milhões de anos, os produziu em 300 milhões de anos, os humanos consomem/consumirão em humanos consomem/consumirão em cerca de 300-350 anos.cerca de 300-350 anos.

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEISCarvãoCarvão

No século XVIII o carvão era a fonte de energia No século XVIII o carvão era a fonte de energia mais utilizada , tendo servido de base à mais utilizada , tendo servido de base à Revolução Industrial.Revolução Industrial.

No final do século XIX , o No final do século XIX , o carvãocarvão começou a ser começou a ser utilizado para a produção de utilizado para a produção de electricidadeelectricidade: : aparecem as primeiras centrais térmicas. aparecem as primeiras centrais térmicas.

Só no século XIX o petróleo e o gás natural se Só no século XIX o petróleo e o gás natural se tornaram combustíveis essenciais para o tornaram combustíveis essenciais para o Homem , o que permitiu a realização da Homem , o que permitiu a realização da Segunda Revolução Industrial.Segunda Revolução Industrial.

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEISComo se formou o carvão?Como se formou o carvão?

Há cerca de 300 milhões de anos, a Há cerca de 300 milhões de anos, a Terra encontrava-se coberta de Terra encontrava-se coberta de florestas e de pântanos.florestas e de pântanos.


Folhas, raízes, troncos e até árvores Folhas, raízes, troncos e até árvores caíam nos pântanos, onde a água os caíam nos pântanos, onde a água os protegia, impedindo que reagissem com protegia, impedindo que reagissem com o oxigénio. Esta matéria transformava-se, o oxigénio. Esta matéria transformava-se, ao fim de milhares de anos, em ao fim de milhares de anos, em turfa.turfa.


Lenta e progressivamente , foi-se Lenta e progressivamente , foi-se formando camadas de materiais vegetais formando camadas de materiais vegetais mortos, que iniciou o processo de mortos, que iniciou o processo de decomposição e submergiu nas águas decomposição e submergiu nas águas ácidas dos pântanos circundantes. ácidas dos pântanos circundantes.


A escassez de oxigénio impediu a A escassez de oxigénio impediu a continuação da decomposição por continuação da decomposição por bactérias aeróbicas e , ao longo de bactérias aeróbicas e , ao longo de milhões de anos, a acção do calor e da milhões de anos, a acção do calor e da pressão provocada pela crescente pressão provocada pela crescente quantidade de terras e rochas quantidade de terras e rochas suprajacentes deu início a um suprajacentes deu início a um processo de transformação daquela processo de transformação daquela material em carvões com teores em material em carvões com teores em carbono crescente.carbono crescente.

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEISComo se formou o carvão?Como se formou o carvão? A turfa , considerada «carvão pedra» A turfa , considerada «carvão pedra»

inacabado, demora aproximadamente 20 000 inacabado, demora aproximadamente 20 000 anos a formar-se e é constituída por cerca de anos a formar-se e é constituída por cerca de 56% de carbono.56% de carbono.

A cobertura da turfa , por sedimentos , A cobertura da turfa , por sedimentos , conjugadas com acções de metamorfismo , conjugadas com acções de metamorfismo , deu origem ao carvão . Foi o início do deu origem ao carvão . Foi o início do processo de formação das processo de formação das jazidas jazidas carboníferas .carboníferas .As jazidas de carvão encontram-se a As jazidas de carvão encontram-se a profundidades menores do que as jazidas de profundidades menores do que as jazidas de petróleo.petróleo.

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEIS“Poder” energético“Poder” energético

Quanto maior o teor em carbono, Quanto maior o teor em carbono, maior o “poder” energético dos maior o “poder” energético dos diferentes estádios do carvão.diferentes estádios do carvão.

No início do século XIX, o carvão extraía-se em pequenas quantidades. Actualmente, as jazidas carboníferas são exploradas em larga escala.

Normalmente as minas de carvão encontram-se a 200 ou 300 metros de profundidade, mas muitas vezes é necessário perfurar poços de 1000 metros ou mais.



O carvão , rocha combustível que teve origem O carvão , rocha combustível que teve origem na decomposição e acumulação de plantas no na decomposição e acumulação de plantas no interior da Terra, é o combustível fóssil mais interior da Terra, é o combustível fóssil mais abundante no nosso planeta.abundante no nosso planeta.

O principal elemento combustível do carvão é O principal elemento combustível do carvão é o carbono sólido , mas a maioria dos carvões o carbono sólido , mas a maioria dos carvões contém compostos de carbono liquído e contém compostos de carbono liquído e gasoso.gasoso.


Quanto maior a pressão , maior o Quanto maior a pressão , maior o teor em carbono.teor em carbono.

Quanto mais profunda a jazida, Quanto mais profunda a jazida, melhor é a qualidade do carvão.melhor é a qualidade do carvão.

A extracção do carvão é feita em A extracção do carvão é feita em galerias dispostos galerias dispostos horizontalmente, que também horizontalmente, que também servem como vias de transporte.servem como vias de transporte.


A extracção do carvão a céu aberto A extracção do carvão a céu aberto quando as minas se encontram próximas quando as minas se encontram próximas da superfície é menos dispendiosa , da superfície é menos dispendiosa , embora em termos paisagísticos e embora em termos paisagísticos e ambientais seja mais nociva.ambientais seja mais nociva.

O transporte do carvão é feito, O transporte do carvão é feito, geralmente em vagões, posteriormente é geralmente em vagões, posteriormente é classificado consoante o seu tamanho.classificado consoante o seu tamanho.


O carvão é um sólido de origem natural , formado por plantas fossilizadas de cor castanho-escura e negra , usada como combustível que apresenta as seguintes vantagens:- preço;- queima relativamente limpa;- disponibilidade imediata.

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEISPetróleoPetróleo

Na história , regista-se o dealbar do Na história , regista-se o dealbar do século XX como um marco para o uso do século XX como um marco para o uso do petróleopetróleo refinado, até então utilizado refinado, até então utilizado predominantemente para predominantemente para iluminaçãoiluminação. .


Este uso foi rapidamente ultrapassado pelas Este uso foi rapidamente ultrapassado pelas necessidades emergentes do aparecimento dos necessidades emergentes do aparecimento dos automóveis e da aviação, tornando o petróleo automóveis e da aviação, tornando o petróleo um combustível mais relevante do que o um combustível mais relevante do que o carvão, até então o mais largamente utilizado. carvão, até então o mais largamente utilizado.


Mas a história da utilização do petróleo , Mas a história da utilização do petróleo , outrora conhecido por nomes tão diversos outrora conhecido por nomes tão diversos como betume, azeite, asfalto, lama, múmia, como betume, azeite, asfalto, lama, múmia, óleo de rocha … vem de épocas bem remotas, óleo de rocha … vem de épocas bem remotas, quando aflorava naturalmente à superfície.quando aflorava naturalmente à superfície.


No Egipto , foi utilizado No Egipto , foi utilizado na iluminação nocturna, na iluminação nocturna, na impermeabilização na impermeabilização das casas, na das casas, na construção das construção das pirâmides e até no pirâmides e até no embalsamento das embalsamento das múmias.múmias.


Alexandre, o grande, Alexandre, o grande, ficava maravilhado com ficava maravilhado com o fogo que emanava, o fogo que emanava, de forma inextiguível, de forma inextiguível, na região de Kirkut, na região de Kirkut, actual Iraque.actual Iraque.


Formações Formações geológicas geológicas favoráveis favoráveis conservaram estes conservaram estes depósitos longe do depósitos longe do contacto com a contacto com a atmosfera, atmosfera, protegendo-os da protegendo-os da oxidação. oxidação.

Os valores elevados de pressão e temperatura Os valores elevados de pressão e temperatura exercidos sobre essa máteria orgânica exercidos sobre essa máteria orgânica causaram reacções químicas complexas de causaram reacções químicas complexas de que resultou o precioso líquido (ouro negro) que resultou o precioso líquido (ouro negro) que é o petróleo, associado a outros recursos que é o petróleo, associado a outros recursos como o gás natural (metano e etano).como o gás natural (metano e etano).


COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEISComo se formou o petróleoComo se formou o petróleo

Há milhões e milhões de anos, as muitas Há milhões e milhões de anos, as muitas espécies de peixes e de microrganismos espécies de peixes e de microrganismos que povoavam os mares, depois de que povoavam os mares, depois de mortos , depositavam-se no fundo, mortos , depositavam-se no fundo, originando um lodo rico em matérias originando um lodo rico em matérias orgânicas.orgânicas.

Se a matéria orgânica, ou biomassa , Se a matéria orgânica, ou biomassa , depositada ficar coberta, encontrando-se depositada ficar coberta, encontrando-se num meio pobre em oxigénio num meio pobre em oxigénio (anaeróbico) e bactérias, sedimenta-se e (anaeróbico) e bactérias, sedimenta-se e transforma-se numa transforma-se numa rocha-mãe.rocha-mãe.

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEISComo se formou o petróleoComo se formou o petróleo

O petróleo é formado por O petróleo é formado por decomposição anaeróbica decomposição anaeróbica (sem oxigénio) de (sem oxigénio) de sedimentos orgânicos à sedimentos orgânicos à base de carbono, em base de carbono, em determinadas condições determinadas condições de pressão e temperatura de pressão e temperatura durante milhões anos.durante milhões anos.


O aparecimento de petróleo ocorre em O aparecimento de petróleo ocorre em profundidades que variam desde algumas profundidades que variam desde algumas dezenas dezenas de metrosde metros até até centenas ou milhares de metroscentenas ou milhares de metros..

De acordo com a profundidade a que se encontra o De acordo com a profundidade a que se encontra o petróleo e o gás natural torna-se necessário utilizar petróleo e o gás natural torna-se necessário utilizar alta tecnologia na perfuração dos poços e na alta tecnologia na perfuração dos poços e na bombagem para efectuar a extracção propriamente bombagem para efectuar a extracção propriamente dita tanto em dita tanto em on-shore on-shore (em terra) como em (em terra) como em off-off-shoreshore (no mar). (no mar).

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEISPetróleo/gás naturalPetróleo/gás natural

O O gás naturalgás natural pode ser encontrado em pode ser encontrado em jazidas jazidas de de petróleo e carvãopetróleo e carvão..

O gás natural encontra-se na parte superior das O gás natural encontra-se na parte superior das jazidas de petróleo devido à sua baixa jazidas de petróleo devido à sua baixa densidade.densidade.

O petróleo e o gás natural são O petróleo e o gás natural são misturas de misturas de hidrocarbonetoshidrocarbonetos..

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEISGás naturalGás natural

O gás natural, terceiro combustível fóssil mais O gás natural, terceiro combustível fóssil mais importante, é uma mistura de gases cujo importante, é uma mistura de gases cujo principal constituinteprincipal constituinte é o é o metanometano, CH, CH44 , , presente numa percentagem entre 70 a 95 %.presente numa percentagem entre 70 a 95 %.

Este combustível está associado a Este combustível está associado a outros outros alcanosalcanos, como o, como o etano etano , o , o propano propano , o , o butanobutano, , etc. , ao azoto Netc. , ao azoto N22 , ao dióxido de carbono, CO , ao dióxido de carbono, CO22, e , e ao sulfureto de hidrogénio , Hao sulfureto de hidrogénio , H22S. O COS. O CO22 e o H e o H22S S são eliminados no local de extracção.são eliminados no local de extracção.

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEISAplicações do gás naturalAplicações do gás natural

O gás natural tem vantagens sobre os outros O gás natural tem vantagens sobre os outros combustíveis fósseis , nomeadamente:combustíveis fósseis , nomeadamente:

- maior poder térmico ( é queimado a - maior poder térmico ( é queimado a temperaturas mais elevadas );temperaturas mais elevadas );

- é mais fácil de utilizar;- é mais fácil de utilizar;

- arde e apaga-se muito rapidamente;- arde e apaga-se muito rapidamente;

- comprime-se com facilidade;- comprime-se com facilidade;

- é inodoro.- é inodoro.

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEISVias de transporteVias de transporte

Transporte de carvão – comboio meio Transporte de carvão – comboio meio mais adequado , embora se utilizem mais adequado , embora se utilizem camiões e barcos. camiões e barcos.

Transporte de petróleo – Transporte de petróleo – Pipeline( oleduto ) , barco e camião-Pipeline( oleduto ) , barco e camião-tanque .tanque .

Transporte de gás natural – mais Transporte de gás natural – mais habitual é através de pipelines , habitual é através de pipelines , contudo existem situações em que é contudo existem situações em que é necessário utilizar os barcos .necessário utilizar os barcos .


Quer no caso do carvão quer no do petróleo, Quer no caso do carvão quer no do petróleo, os processos de extracção começam por ter os processos de extracção começam por ter em conta os dados fornecidos pelos em conta os dados fornecidos pelos geólogos sobre as áreas onde se julga haver geólogos sobre as áreas onde se julga haver quantidades comercialmente aproveitáveis.quantidades comercialmente aproveitáveis.

Sendo a Terra um Sendo a Terra um planeta do Sistema Solar, planeta do Sistema Solar, tem cerca de 5000 tem cerca de 5000 milhões de anos, e milhões de anos, e pensa-se que se terá pensa-se que se terá formado a partir de uma formado a partir de uma nuvem de gás, gelo e nuvem de gás, gelo e poeiras, que se teriam poeiras, que se teriam condensado numa esfera condensado numa esfera com muita água líquida.com muita água líquida.

A TERRAA TERRA

O HOMEMO HOMEM

Pensa-se que o Homem surgiu na Terra há Pensa-se que o Homem surgiu na Terra há cerca de cerca de dois milhões de anosdois milhões de anos..

O HOMEMO HOMEM

O número de estações pré-históricas encontradas O número de estações pré-históricas encontradas em em ÁfricaÁfrica reforça a crença segundo a qual este reforça a crença segundo a qual este continente foi o continente foi o berço berço do do HomemHomem primitivo. primitivo.


Os combustíveis fósseis diferem no seu Os combustíveis fósseis diferem no seu aspecto físico, no entanto, têm em comum aspecto físico, no entanto, têm em comum na sua constituição na sua constituição carbono carbono e e hidrogéniohidrogénio. .

Uma das caracteristicas de um combustível Uma das caracteristicas de um combustível fóssil é que, uma vez queimado, não é fóssil é que, uma vez queimado, não é possível voltar a utilizá-lo. possível voltar a utilizá-lo.


Os combustíveis fósseis não estão, Os combustíveis fósseis não estão, naturalmente, distribuidos naturalmente, distribuidos uniformemente pelos vários países.uniformemente pelos vários países.


Portugal não possiu reservas de petróleo e a Portugal não possiu reservas de petróleo e a exploração de minas de carvão cessou em exploração de minas de carvão cessou em 1994 .1994 .

O gás natural instalado recentemente para O gás natural instalado recentemente para uso doméstico provém da Argélia , no norte uso doméstico provém da Argélia , no norte de África, de onde vem através de gasodutos de África, de onde vem através de gasodutos com milhares de quilómetros . com milhares de quilómetros .

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEIS“Crise de energia”“Crise de energia”

A maneira como os recursos A maneira como os recursos energéticos estão repartidos na Terra energéticos estão repartidos na Terra é uma possível origem de problemas. é uma possível origem de problemas.

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEIS“Crise de energia”“Crise de energia”

A chamada “crise de energia” não é só uma A chamada “crise de energia” não é só uma questão de escassez de recursos , mas questão de escassez de recursos , mas também de escassez de investimento em também de escassez de investimento em fontes alternativas e de tecnologia de fontes alternativas e de tecnologia de rentabilização dos processos , de modo a rentabilização dos processos , de modo a diminuir e a recuperar a energia degradada. diminuir e a recuperar a energia degradada.

DO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISDO CRUDE AO GPL E AOS FUÉIS

O O petróleo bruto petróleo bruto ouou crude crude é uma mistura é uma mistura de muitos compostos moleculares que é de muitos compostos moleculares que é preciso fraccionar (é o objectivo da preciso fraccionar (é o objectivo da destilaçãodestilação) e transformar quimicamente ) e transformar quimicamente ( através de operações de ( através de operações de cracking cracking térmicotérmico e e cracking catalíticocracking catalítico) para obter ) para obter os produtos de uso comum.os produtos de uso comum.

http://www.geocities.com/akash_p_b/home/refinery.htm


O tratamento do petróleo é feito nas O tratamento do petróleo é feito nas refinariasrefinarias de petróleo e processa-se em de petróleo e processa-se em quatro fasesquatro fases: : destilação fraccionadadestilação fraccionada, , crackingcracking, , cracking catalítico cracking catalítico e e refinação.refinação.

DO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISDO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISDestilação simplesDestilação simples

A destilação é uma técnica experimental tão A destilação é uma técnica experimental tão antiga como a própria Química, persiste até antiga como a própria Química, persiste até aos nossos dias como uma das principais aos nossos dias como uma das principais técnicas de separação , porque é uma técnicas de separação , porque é uma técnica simples, face ao interesse dos técnica simples, face ao interesse dos resultados.resultados.


A fracção destilada contém uma A fracção destilada contém uma percentagem maior do constituinte mais percentagem maior do constituinte mais volátil que a mistura inicial, ou seja, o volátil que a mistura inicial, ou seja, o destilado está mais «rico» no componente destilado está mais «rico» no componente mais volátil, porque este passa primeiro ao mais volátil, porque este passa primeiro ao estado de vapor.estado de vapor.


Pegando no destilado e sujeitando-o a nova Pegando no destilado e sujeitando-o a nova destilação simples , obtém-se um segundo destilação simples , obtém-se um segundo destilado mais rico que o primeiro no destilado mais rico que o primeiro no componente mais volátil. Repetindo a componente mais volátil. Repetindo a operação várias vezes, operação várias vezes, obtém-se o obtém-se o componente mais volátil, praticamente componente mais volátil, praticamente puro.puro.

DO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISDO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISDestilação fraccionadaDestilação fraccionada

Este processo é , no Este processo é , no entanto , entanto , extremamente extremamente incómodo. Por isso, os incómodo. Por isso, os químicos inventaram químicos inventaram um dispositivo que um dispositivo que permite realizar toda permite realizar toda esta operação sem esta operação sem mudanças nem mudanças nem paragens: é a paragens: é a chamada chamada coluna de coluna de fraccionamentofraccionamento. .

DO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISDO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISColuna de fraccionamento ou Condensador de refluxoColuna de fraccionamento ou Condensador de refluxo

Este dispositivo tem no Este dispositivo tem no seu interior pratos , aneis seu interior pratos , aneis ou material inerte que ou material inerte que têm como têm como função aumentar a a superfície superfície de contacto com a de contacto com a fase vaporfase vapor , , melhorandomelhorando assim as assim as trocas de calortrocas de calor entre o entre o vapor e o vapor e o condensadocondensado . .

DO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISDO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISDestilação fraccionadaDestilação fraccionada

a- Proveta

b- Condensador de Liebig

c- Termómetro

d- Cabeça de destilação

e- Condensador de refluxo

DO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISDO CRUDE AO GPL E AOS FUÉIS Destilação fraccionada Destilação fraccionada

O vapor , ao ascender , condensa parcialmente em contacto com a coluna fria. Este líquido, ao descer , encontra vapor quente ascendente, o que provoca uma nova evaporação mais acima e volta a condensar mais uma vez.


O ciclo repete-se e obtém-se na parte superior da coluna o vapor do componente mais volátil (que passa para o condensador) e na parte inferior o de ponto de ebulição mais elevado.


O vapor que chega ao topo da coluna é o mais volátil e o seu grau de pureza depende do número de condensações e vaporizações que ocorrem.


O líquido que se obtém em primeiro lugar, e que é recolhido num recipiente graduado, tem o nome de destilado.


Antes de iniciar a destilação fraccionada é convém verificar se todos os esmerilados se encontram bem ajustados e o sentido da água no condensador é contrário ao sentido de circulação do destilado.


É necessário adicionar reguladores de ebulição (pedaços de porcelana ou esferas de vidro) para evitar uma ebulição tumultuosa ou o sobreaquecimento da mistura.


A velocidade de aquecimento deve ser lenta, pois o estabelecimento de um bom equilíbrio líquido-vapor só se consegue após um contacto prolongado entre as duas fases.


Uma boa separação exige que não se perca energia sob a forma de radiação pela coluna de fraccionamento. Para temperaturas superiores a 50ºC deve isolar-se a coluna com folha de alumínio.


Destilação fraccionada

Destilação simples


Quando se pretende separar duas ou mais substâncias voláteis, com pontos de ebulição próximos (diferenças até cerca de 25º C), a utilização de uma destilação simples apenas conduzia a uma separação parcial dos componentes e era preciso repetir o processo com os sucessivos destilados.


Uma destilação fraccionada ideal é capaz de produzir fracções de destilado a temperaturas definidas. A destilação fraccionada é utilizada numa grande variedade de indústrias, como na petoquímica (separação dos componentes do crude).

DESTILAÇÃO FRACCIONADADESTILAÇÃO FRACCIONADAAzeótropoAzeótropo

Um azeótropo é uma mistura de dois ou mais liquidos que, durante a ebulição, se comporta de forma semelhante a uma substância pura, ou seja, apresenta um ponto de ebulição constante a uma dada pressão.O álcool etílico comercial, uma mistura com 96% de eatanol e 4% de água, é um exemplo de um azeótropo.


Industrialmente, os Industrialmente, os constituintes do constituintes do petróleo são petróleo são separados por separados por destilação fracionada. destilação fracionada. Este processo realiza-Este processo realiza-se numa torre, se numa torre, chamada de chamada de destilaçãodestilação, que pode , que pode ter uma largura entre ter uma largura entre 8 e 10 metros, uma 8 e 10 metros, uma altura de 60 metros e altura de 60 metros e trata cerca de 30000 trata cerca de 30000 toneladas de petróleo toneladas de petróleo por dia.por dia.


Nem todos os produtos que se obtêm pela Nem todos os produtos que se obtêm pela destilação fraccionada do petróleo são destilação fraccionada do petróleo são directamente utilizáveis. Para satisfazer as directamente utilizáveis. Para satisfazer as necessidades em combustíveis e em necessidades em combustíveis e em matérias-primas para o frabrico de plásticos, matérias-primas para o frabrico de plásticos, recorre-se a tratamentos complementares, recorre-se a tratamentos complementares, como o como o crackingcracking e o e o cracking catalíticocracking catalítico..

CRACKING E REFINAÇÃO DE CRACKING E REFINAÇÃO DE PETRÓLEO (cracking)PETRÓLEO (cracking)

As reacções de As reacções de cracking são reacções onde cracking são reacções onde as moléculas dos hidrocarbonetos de as moléculas dos hidrocarbonetos de cadeia longa se «quebram», originando cadeia longa se «quebram», originando moléculas de cadeia mais curta.moléculas de cadeia mais curta.

A ruptura das moléculas faz-se em A ruptura das moléculas faz-se em determinadas condições de temperatura e determinadas condições de temperatura e pressão e na presença de catalisadores. pressão e na presença de catalisadores.

CRACKING E REFINAÇÃO DE CRACKING E REFINAÇÃO DE PETRÓLEOPETRÓLEO

Cracking por desidrogenação:Cracking por desidrogenação:

CHCH3 3 – (CH– (CH22))66 – CH – CH33 H H22 + CH + CH33 – (CH – (CH22))55= = CHCH22

Octano Oct - 1 - eno

CRACKING E REFINAÇÃO DE CRACKING E REFINAÇÃO DE PETRÓLEO (cracking catalítico)PETRÓLEO (cracking catalítico)

O cracking catalítico utiliza-se quando se O cracking catalítico utiliza-se quando se pretende obter gasolina normal e super a pretende obter gasolina normal e super a partir de óleos pesados.partir de óleos pesados.

A operação efectua-se a cerca de 500ºC, a A operação efectua-se a cerca de 500ºC, a uma pressão próxima da pressão atmosférica uma pressão próxima da pressão atmosférica e na presença de um e na presença de um catalisador catalisador muito muito ácido.ácido.


Estas reacções dão origem, principalmente, Estas reacções dão origem, principalmente, a alcanos mais «leves» (com cadeia a alcanos mais «leves» (com cadeia carbonada menor), lineares ou ramificados , carbonada menor), lineares ou ramificados , assim como a alcenos numa percentagem assim como a alcenos numa percentagem de 5 a 8%.de 5 a 8%.

Antigamente utilizavam-se o ácido sulfúrico Antigamente utilizavam-se o ácido sulfúrico e o ácido fosfórico; mais tarde usaram-se e o ácido fosfórico; mais tarde usaram-se argilas e geis mistos de SiOargilas e geis mistos de SiO22. .


Hoje empregam-se quase exclusivamente Hoje empregam-se quase exclusivamente zeólitos ( aluminosilicatos ) sintéticoszeólitos ( aluminosilicatos ) sintéticos. .

Os zeólitos naturais são minerais comuns de Os zeólitos naturais são minerais comuns de composição semelhante à argila ( Si-O-Al) . composição semelhante à argila ( Si-O-Al) . Podem ser Podem ser muitos ácidosmuitos ácidos . O seu carácter . O seu carácter ácido é tanto maior quanto maior for a ácido é tanto maior quanto maior for a proporção Al/Si. proporção Al/Si.

CRACKING E REFINAÇÃO DE CRACKING E REFINAÇÃO DE PETRÓLEO ( cracking catalítico )PETRÓLEO ( cracking catalítico )

Os zeólitos sintéticos imitam a estrutura Os zeólitos sintéticos imitam a estrutura em canais dos zeólitos naturais.em canais dos zeólitos naturais.

CRACKING E REFINAÇÃO DE CRACKING E REFINAÇÃO DE PETRÓLEO ( cracking catalítico )PETRÓLEO ( cracking catalítico )

A sua importância deve-se à sua estrutura. A sua importância deve-se à sua estrutura. Os zeólitos naturais são constituídos por uma Os zeólitos naturais são constituídos por uma rede de canaisrede de canais, o que faz com que sejam , o que faz com que sejam catalisadores muito selectivoscatalisadores muito selectivos. .


Os combustíveis fósseis diferem no seu Os combustíveis fósseis diferem no seu aspecto físico , no entanto , têm em comum aspecto físico , no entanto , têm em comum na sua constituição na sua constituição carbono carbono e e hidrogéniohidrogénio. .

Uma das caracteristicas de um combustível Uma das caracteristicas de um combustível fóssil é que , uma vez queimado, não é fóssil é que , uma vez queimado, não é possível voltar a utilizá-lo. possível voltar a utilizá-lo.

Gasolinas de Inverno Gasolinas de Inverno e de Verão e de Verão

A gasolina não tem sempre a mesma composição, A gasolina não tem sempre a mesma composição, sendo adaptada às temperaturas ambientes.sendo adaptada às temperaturas ambientes.

No No InvernoInverno , as gasolinas têm , as gasolinas têm maior maior concentração de componentes voláteisconcentração de componentes voláteis para para garantirem boas condições de detonação.garantirem boas condições de detonação.

NoNo Verão Verão , , diminui-se a concentração dos diminui-se a concentração dos componentes mais voláteiscomponentes mais voláteis , evitando a perda , evitando a perda de combustível, o mau funcionamento dos motores.de combustível, o mau funcionamento dos motores.

Os aditivos da gasolina Os aditivos da gasolina A gasolina é uma das fracções obtidas na A gasolina é uma das fracções obtidas na

destilação do petróleo bruto que mais impacto destilação do petróleo bruto que mais impacto tem na sociedade actual.tem na sociedade actual.

Na sua constituição existem hidrocarbonetos de cadeia curta, cujo número mínimo de carbonos é quatro e o número máximo de átomos de carbono é doze. Para cumprir todos os requisitos legislados, é necessário a adição de outros componentes (aditivos).

Os aditivos da gasolina Os aditivos da gasolina

Os aditivos têm como objectivo aumentar o índice de octanas e diminuir a poluição atmosférica.

Os aditivos oxigenados , cujo efeito é Os aditivos oxigenados , cujo efeito é aumentar o índice de octanas, são:aumentar o índice de octanas, são:

Metanol Metanol

EtanolEtanol

MTBE MTBE 2-metoxi-2-metilpropano 2-metoxi-2-metilpropano

Índice de octano Índice de octano na gasolina na gasolina

O índice de octano relaciona a quantidade de iso-octano (2,2,4 –trimetilpentano) com a quantidade de n-heptano presente na gasolina, dando informação relativa quanto à capacidade do combustível ficar sujeito à auto-ignição.

Temperatura de igniçãoTemperatura de igniçãoFlashpoint Flashpoint

Temperatura de ignição – Temperatura à qual os vapores desprendidos entram em combustão espontânea, independentemente de qualquer chama.

Flashpoint – Temperatura mínima à qual os vapores desprendidos se inflamam na presença de uma chama, apagando-se em seguida (quantidade de vapores insuficiente para estimular a combustão).

Índice de octano Índice de octano na gasolina na gasolina

Os valores limite do índice de octano são:Os valores limite do índice de octano são:

100 – 100 – associado ao associado ao iso-octano iso-octano – baixa – baixa tendência para a auto-igniçãotendência para a auto-ignição – maior – maior rendimento da combustão internarendimento da combustão interna..

0 0 – associado ao n-heptano , tem – associado ao n-heptano , tem tendência tendência para a auto-igniçãopara a auto-ignição – – baixo rendimento da baixo rendimento da combustão internacombustão interna..

Substâncias indesejáveis Substâncias indesejáveis na gasolinana gasolina

Com o objectivo de aumentar o rendimento Com o objectivo de aumentar o rendimento da gasolina, esta contém outros da gasolina, esta contém outros componentes para além dos hidrocarbonetos componentes para além dos hidrocarbonetos de cadeia linear , que são indesejáveis para de cadeia linear , que são indesejáveis para o ambiente. Esses componentes são o o ambiente. Esses componentes são o enxofreenxofre, o , o chumbochumbo, o , o benzenobenzeno entre outros entre outros hidrocarbonetos aromáticos.hidrocarbonetos aromáticos.

Substâncias indesejáveis Substâncias indesejáveis na gasolinana gasolina

O enxofre , durante a combustão , origina óxidos de O enxofre , durante a combustão , origina óxidos de enxofre provocando o aumento da poluição enxofre provocando o aumento da poluição atmosférica e , consequentemente , o aumento da atmosférica e , consequentemente , o aumento da acidez das chuvas.acidez das chuvas.

O chumbo, como é um metal pesado, é muito O chumbo, como é um metal pesado, é muito poluente e foi eliminado da composição da gasolina poluente e foi eliminado da composição da gasolina sendo substituído por aditivos oxigenados.sendo substituído por aditivos oxigenados.

Os combustíveis gasosos,Os combustíveis gasosos,sólidos e liquidos - GPLsólidos e liquidos - GPL

Os combustíveis gasosos, são Os combustíveis gasosos, são combustíveis liquefeitos devido à combustíveis liquefeitos devido à elevação da pressão e armazenam-elevação da pressão e armazenam-se em garrafas ou tanques. se em garrafas ou tanques.

O butano , o propano e o gás de O butano , o propano e o gás de cidade , cujo componente maioritário cidade , cujo componente maioritário é o metano , são combustíveis é o metano , são combustíveis gasosos.gasosos.

Impacte ambiental da Impacte ambiental da Industria Petroquímica Industria Petroquímica

Poluição das águas do marPoluição das águas do mar – derrames de – derrames de

crude que têm origem em acidentes com crude que têm origem em acidentes com petroleiros , fugas de crude ou combustível , petroleiros , fugas de crude ou combustível , lavagens ilegais de tanques , provocam as marés lavagens ilegais de tanques , provocam as marés negras que afectam diferentes ecossistemas negras que afectam diferentes ecossistemas marítimos.marítimos.


Poluição atmosféricaPoluição atmosférica – emissão de gases , como – emissão de gases , como

o dióxido de carbono ou óxido de enxofre e azoto, o dióxido de carbono ou óxido de enxofre e azoto, devido á queima dos diferentes combustiveis, devido á queima dos diferentes combustiveis, provenientes do crude, do carvão ou do gás natural. provenientes do crude, do carvão ou do gás natural. Este tipo de poluição provoca acidificação das Este tipo de poluição provoca acidificação das chuvas e o aquecimento global do planeta.chuvas e o aquecimento global do planeta.


O limite dos recursos naturais , que O limite dos recursos naturais , que permitem a extracção de petróleo e outros permitem a extracção de petróleo e outros combustíveis, está a suscitar preocupação a combustíveis, está a suscitar preocupação a nível mundial, devido:nível mundial, devido:

- à elevada dependência relativamente - à elevada dependência relativamente aos combustíveis fósseis, em particular ao aos combustíveis fósseis, em particular ao petróleo;petróleo;

- ao aumento das necessidades - ao aumento das necessidades energéticas;energéticas;


O limite dos recursos naturais , que O limite dos recursos naturais , que permitem a extracção de petróleo e permitem a extracção de petróleo e outros combustíveis, está a suscitar outros combustíveis, está a suscitar preocupação a nível mundial, devido:preocupação a nível mundial, devido:

- à diminuição drástica das reservas - à diminuição drástica das reservas conhecidas;conhecidas;

- à instabilidade política em diversas - à instabilidade política em diversas regiões produtoras de petróleo.regiões produtoras de petróleo.

Combustíveis alternativos e alternativa aos combustíveis

Os combustíveis fósseis são recursos limitados Os combustíveis fósseis são recursos limitados e prevê-se que ainda durante o século XXI se e prevê-se que ainda durante o século XXI se esgotem as principais reservas de petróleo. esgotem as principais reservas de petróleo. Torna-se , imprescindível encontrar alternativas Torna-se , imprescindível encontrar alternativas que simultaneamente reduzam o impacto que simultaneamente reduzam o impacto ambiental da utilização dos combustíveis e ambiental da utilização dos combustíveis e preservem as reservas de combustíveis fósseis.preservem as reservas de combustíveis fósseis.

Combustíveis Combustíveis alternativos e alternativa alternativos e alternativa

aos combustíveis aos combustíveis Actualmente são utilizados como Actualmente são utilizados como

combustíveis alternativos: combustíveis alternativos:

HidrogénioHidrogénio – obtido da água e utilizado – obtido da água e utilizado como combustível de motores .como combustível de motores .

Metano - Metano - obtido através da decomposição obtido através da decomposição da matéria orgânica vegetal e animal.da matéria orgânica vegetal e animal.

Biodiesel – Biodiesel – são ésteres produzidos a partir dos triglicídeos contidos nos óleos vegetais ou animais e do etanol ou metanol.


aos combustíveis aos combustíveis

Biogás – Biogás – é constituído por é constituído por metano e metano e dióxido de carbonodióxido de carbono , em percentagens , em percentagens variáveis , obtido a partir de variáveis , obtido a partir de excrementos e resíduos agrícolas. excrementos e resíduos agrícolas.

EtanolEtanol – obtido a partir da fermentação – obtido a partir da fermentação de hidratos de carbono contido nos de hidratos de carbono contido nos vegetais.vegetais.

Metanol - Metanol - obtido a partir de reacções obtido a partir de reacções anaeróbicas de matéria orgânica.anaeróbicas de matéria orgânica.


aos combustíveis aos combustíveis Estes combustíveis podem ser Estes combustíveis podem ser utilizados utilizados directamente ou adicionados à directamente ou adicionados à gasolinagasolina e e gasóleosgasóleos, como é o caso dos , como é o caso dos álcoois e do biodieselálcoois e do biodiesel, diminuindo o , diminuindo o consumo de combustíveis fósseis.consumo de combustíveis fósseis.

As principais As principais vantagensvantagens destes destes combustíveis alternativos são:combustíveis alternativos são:

- serem renováveis - serem renováveis ( biogás, biodiesel, ( biogás, biodiesel, álcoois);álcoois);

- serem menos poluentes - serem menos poluentes ( na sua ( na sua combustão não emitem óxidos de enxofre combustão não emitem óxidos de enxofre ou azoto) ou azoto)


aos combustíveis aos combustíveis

As principais As principais desvantagensdesvantagens destes destes combustíveis alternativos são:combustíveis alternativos são:

- baixa rentabilidade de produção - baixa rentabilidade de produção (biogás, biodiesel , álcoois );(biogás, biodiesel , álcoois );

- elevado custo para equipamento – - elevado custo para equipamento – hidrogénio.hidrogénio.

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COMBUSTÍVEIS, ENERGIA E AMBIENTE. COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS O carvão, o petróleo e o gás natural tiveram a sua origem geológica há cerca de 300 milhões de