O CarvãoO Gás Natural
e O Crude
Combustíveis fósseisOs Combustíveis fósseis são as
reminiscências da decomposição da matéria
orgânica, depositada há milhões de anos
atrás sob rochas sedimentares.
Estes combustíveis fósseis são o carvãocarvão, o
petróleopetróleo e o gás naturalgás natural.
O Carvão ou carvão mineral
Ao longo de milhões de anos, camadas de Ao longo de milhões de anos, camadas de
materiais foram sedimentando e, por ação da materiais foram sedimentando e, por ação da
temperatura e da pressão, deram origem aos temperatura e da pressão, deram origem aos
carvões com teores em carbono cada vez maiores.carvões com teores em carbono cada vez maiores.
O CARVÃO é o combustível fóssil mais abundante
no nosso planeta.
O principal elemento combustível do carvão principal elemento combustível do carvão é o
carbono sólido.carbono sólido.
Dif
ere
nte
s ti
pos
de
carv
ão
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carv
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O Carvão vegetal é feito a partir da combustão
da madeira, a altas temperaturas, sem que esta
se encontre em contacto com o ar.
O Coque obtém-se a partir do aquecimento da
hulha, num recipiente fechado, sem que haja
combustão.
Como era extraído o carvão?Diferentes técnicas de extracção do carvão
tiveram de ser desenvolvidas e melhoradas
devido a diferentes formações geológicas:
Mina primitiva em forma de sino (A);
A céu aberto (B);
Em galeria (C);
Em profundidade (D).
Como é transportado o carvão?O transporte do carvão é feito,
principalmente em vagões (comboio),
camiões e barcos.
O carvão é utilizado como combustível nas
centrais termoeléctricas, no aquecimento de
habitações e nas refinarias de coque e de gás.
PetróleoO petróleo é o combustível fóssil mais
consumido no mundo.
Os petróleos brutos ou crudepetróleos brutos ou crude, que se obtêm
directamente do subsolo são líquidos negros,
mais ou menos viscosos, constituídos por uma
mistura de um grande número de
hidrocarbonetos, com um número de átomos de
carbono geralmente inferior a 30 carbonos.
De onde vem o petróleo?Um geólogo sabe que para encontrar gás e
petróleo no subsolo ou no fundo marinho é
necessário que haja uma rocha porosa rica em uma rocha porosa rica em
material orgânico que os produza material orgânico que os produza e uma uma
outra (impermeável) que os contenhaoutra (impermeável) que os contenha. Para as
detetar, os geólogos utilizam equipamentos de
ondas sonoras - sonares.
A posição da jazida de gás fica sempre por cima A posição da jazida de gás fica sempre por cima
da do crude devido à densidade do gás ser menor da do crude devido à densidade do gás ser menor
que a do crudeque a do crude.
Actualmente, a perfuração de um poço ou furo
é uma operação relativamente simples e usam-
se brocas rotativas na extremidade de uma
haste, também rotativa e oca, para perfurar as
rochas. As brocas têm Tipo de brocas depende
dentes de aço muito duro
ou
uma coroa de diamantes
industriais
da dureza da rocha a perfurar
do diâmetro do furo que se
pretende abrir
da profundidade que se deseja
atingir.
As plataformas de extração do petróleo bruto, plataformas de extração do petróleo bruto,
dependendo da sua localização, são designadas por:dependendo da sua localização, são designadas por:
Plataformas onshore – Plataformas onshore – localizam-se em terra localizam-se em terra
firmefirme;
Plataformas offshorePlataformas offshore – localizam-se no mar
Como se distribui o petróleo?
Os principais processos de transporte do
petróleo estão esquematizados na figura:
Como se transporta o gás natural?
Destilação fracionada
Após a entrada do petróleo bruto ou crude
(mistura muito complexa) na refinaria, este é
submetido a diversas técnicas de separação
muito eficientes e processos químicos,
denominados genericamente por refinação, cuja
finalidade é extrair do petróleo bruto a maior
quantidade possível de produtos comerciais, dos
quais se salienta a gasolina.
Este processo realiza-se numa torre designada
por coluna de fracionamento ou de pratos.
A torre pode ter uma largura entre 8 e 10
metros, uma altura de 60 metros e tratar cerca
de 30 000 toneladas de petróleo por dia.
Destilação fracionada
A partir deste processo de destilação, obtém-se,
para cada patamar de temperatura, uma mistura
de várias substâncias, designadas por frações.
Durante a destilação, vão sendo recolhidas ao
longo da coluna, e a partir do topoe a partir do topo, as frações
com cadeia carbonada de tamanho crescente e
pontos de ebulição também crescentes, de
acordo com o esquema anterior.
Parte dos resíduos, formados pelos componentes
de maior massa molar, são evacuados para uma
torre de vazio.
Aí, são destilados a pressão reduzida para evitar
que os compostos correspondentes se
decomponham antes de entrarem em ebulição.
Esta técnica traz vantagens em termos de custos
energéticos.
Gasolinas de Verão e de InvernoUma das frações obtidas na destilação fracionada
corresponde às gasolinas para veículos motorizados e,
durante o ano, as empresas petrolíferas fornecem gasolinas
de diferentes composições em compostos voláteis, em
função da temperatura ambiente por forma a facilitar a
ignição.
Estas gasolinas são genericamente designadas por
gasolinas de Verão e de Inverno, ou gasolinas
oxigenadas.
Cracking catalíticoO crackingcracking é uma das mais importantes reações na
indústria petrolífera.
Consiste na quebra de ligações em moléculas de Consiste na quebra de ligações em moléculas de
alcanos de cadeia longa, de modo a obter alcanos de cadeia longa, de modo a obter
hidrocarbonetos de cadeias mais pequenas – hidrocarbonetos de cadeias mais pequenas – alcenos alcenos
e alcanose alcanos.
Esta reação dá-se na presença de catalisadores e daí
o nome de cracking catalítico.
Esta operação efetua-se a
cerca de 500 ºC, a uma
pressão próxima da pressão
atmosférica e na presença de
catalisadores muito ácidos –
os zeólitos.
Os zeólitos são
aluminosilicatos (Si – O – Al) e
são tanto mais ácidos quanto
maior a proporção Al/Si.
Cracking catalítico
Zeólitos A sua importância deve-se à sua estrutura.
Os zeólitos naturais são constituídos por uma rede de canais,
o que faz com que sejam catalisadores muito seletivos.
Só catalisam processos nos quais as moléculas, devido à sua
forma e tamanho, se podem movimentar dentro desse canais.
Hoje empregam-se quase exclusivamente zeólitos sintéticos.
Exemplo de uma reação de cracking
C15H32 → 2 C2H4 + C3H6 + C8H18