Combustiveis Energia E Ambiente

COMBUSTÍVEIS , ENERGIA ECOMBUSTÍVEIS , ENERGIA E
AMBIENTEAMBIENTE

COMBUSTÍVEIS FÓSSEISCOMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
 O carvão , o petróleo e o gás natural tiveram aO carvão , o petróleo e o gás natural tiveram a
sua origem geológica há cerca desua origem geológica há cerca de 300300
milhõesmilhões de anos : são o resultado de umade anos : são o resultado de uma
lenta sedimentação de organismos vivos,lenta sedimentação de organismos vivos,
denominando-se combustíveis fósseis .denominando-se combustíveis fósseis .

Os combustíveis actualmente utilizados sãoOs combustíveis actualmente utilizados são
ainda, fósseis: o que a natureza produziu emainda, fósseis: o que a natureza produziu em
300 milhões de anos, os humanos300 milhões de anos, os humanos
consomem/consumirão em cerca de 300-350consomem/consumirão em cerca de 300-350
anos.anos.

CarvãoCarvão
 No século XVIII o carvão era a fonte de energia maisNo século XVIII o carvão era a fonte de energia mais
utilizada , tendo servido de base à Revoluçãoutilizada , tendo servido de base à Revolução
Industrial.Industrial.
 No final do século XIX , oNo final do século XIX , o carvãocarvão começou a sercomeçou a ser
utilizado para a produção deutilizado 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 seSó no século XIX o petróleo e o gás natural se
tornaram combustíveis essenciais para o Homem , otornaram combustíveis essenciais para o Homem , o
que permitiu a realização da Segunda Revoluçãoque permitiu a realização da Segunda Revolução
Industrial.Industrial.

Como se formou o carvão?Como se formou o carvão?
 Há cerca de 300 milhões de anos, a TerraHá cerca de 300 milhões de anos, a Terra
encontrava-se coberta de florestas e deencontrava-se coberta de florestas e de
pântanos.pântanos.

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

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

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

 A turfa , considerada «carvão pedra» inacabado,A turfa , considerada «carvão pedra» inacabado,
demora aproximadamente 20 000 anos a formar-demora aproximadamente 20 000 anos a formar-
se e é constituída por cerca de 56% de carbono.se e é constituída por cerca de 56% de carbono.
 A cobertura da turfa , por sedimentos ,A cobertura da turfa , por sedimentos ,
conjugadas com acções de metamorfismo , deuconjugadas com acções de metamorfismo , deu
origem ao carvão . Foi o início do processo deorigem ao carvão . Foi o início do processo de
formação dasformação das jazidas carboníferas .jazidas carboníferas .
As jazidas de carvão encontram-se aAs jazidas de carvão encontram-se a
profundidades menores do que as jazidas deprofundidades menores do que as jazidas de
petróleo.petróleo.

“Poder” energético“Poder” energético
 Quanto maior o teor em carbono, maiorQuanto maior o teor em carbono, maior
o “poder” energético dos diferenteso “poder” energético dos diferentes
estádios do carvão.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.
CarvãoCarvão

CarvãoCarvão
 O carvão , rocha combustível que teve origem naO carvão , rocha combustível que teve origem na
decomposição e acumulação de plantas no interiordecomposição e acumulação de plantas no interior
da Terra, é o combustível fóssil mais abundante noda Terra, é o combustível fóssil mais abundante no
nosso planeta.nosso planeta.
 O principal elemento combustível do carvão é oO principal elemento combustível do carvão é o
carbono sólido , mas a maioria dos carvõescarbono sólido , mas a maioria dos carvões
contém compostos de carbono liquído e gasoso.contém compostos de carbono liquído e gasoso.

CarvãoCarvão
 Quanto maior a pressão , maior o teorQuanto maior a pressão , maior o teor
em carbono.em carbono.
 Quanto mais profunda a jazida, melhorQuanto mais profunda a jazida, melhor
é a qualidade do carvão.é a qualidade do carvão.
 A extracção do carvão é feita emA extracção do carvão é feita em
galerias dispostos horizontalmente, quegalerias dispostos horizontalmente, que
também servem como vias detambém servem como vias de
transporte.transporte.

CarvãoCarvão
 A extracção do carvão a céu aberto quandoA extracção do carvão a céu aberto quando
as minas se encontram próximas daas minas se encontram próximas da
superfície é menos dispendiosa , emborasuperfície é menos dispendiosa , embora
em termos paisagísticos e ambientais sejaem termos paisagísticos e ambientais seja
mais nociva.mais nociva.
 O transporte do carvão é feito, geralmenteO transporte do carvão é feito, geralmente
em vagões, posteriormente é classificadoem vagões, posteriormente é classificado
consoante o seu tamanho.consoante o seu tamanho.

CarvãoCarvão
 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.

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

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

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

PetróleoPetróleo
 No Egipto , foi utilizado naNo Egipto , foi utilizado na
iluminação nocturna, nailuminação nocturna, na
impermeabilização dasimpermeabilização das
casas, na construção dascasas, na construção das
pirâmides e até nopirâmides e até no
embalsamento dasembalsamento das
múmias.múmias.

PetróleoPetróleo
 Alexandre, o grande,Alexandre, o grande,
ficava maravilhado com oficava maravilhado com o
fogo que emanava, defogo que emanava, de
forma inextiguível, naforma inextiguível, na
região de Kirkut, actualregião de Kirkut, actual
Iraque.Iraque.

PetróleoPetróleo
 FormaçõesFormações
geológicas favoráveisgeológicas favoráveis
conservaram estesconservaram estes
depósitos longe dodepósitos longe do
contacto com acontacto com a
atmosfera,atmosfera,
protegendo-os daprotegendo-os da
oxidação.oxidação.

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

Como se formou o petróleoComo se formou o petróleo
 Há milhões e milhões de anos, as muitasHá milhões e milhões de anos, as muitas
espécies de peixes e de microrganismos queespécies de peixes e de microrganismos que
povoavam os mares, depois de mortos ,povoavam os mares, depois de mortos ,
depositavam-se no fundo, originando umdepositavam-se no fundo, originando um
lodo rico em matérias orgânicas.lodo rico em matérias orgânicas.
 Se a matéria orgânica, ou biomassa ,Se a matéria orgânica, ou biomassa ,
depositada ficar coberta, encontrando-sedepositada ficar coberta, encontrando-se
num meio pobre em oxigénio (anaeróbico) enum meio pobre em oxigénio (anaeróbico) e
bactérias, sedimenta-se e transforma-sebactérias, sedimenta-se e transforma-se
numanuma rocha-mãe.rocha-mãe.

Como se formou o petróleoComo se formou o petróleo
 O petróleo é formado porO petróleo é formado por
decomposição anaeróbicadecomposição anaeróbica
(sem oxigénio) de(sem oxigénio) de
sedimentos orgânicos à basesedimentos orgânicos à base
de carbono, emde carbono, em
determinadas condições dedeterminadas condições de
pressão e temperaturapressão e temperatura
durante milhões anos.durante milhões anos.

PetróleoPetróleo
 O aparecimento de petróleo ocorre em profundidadesO aparecimento de petróleo ocorre em profundidades
que variam desde algumasque variam desde algumas dezenas de metrosdezenas de metros atéaté
centenas ou milhares de metroscentenas ou milhares de metros ..
 De acordo com a profundidade a que se encontra oDe acordo com a profundidade a que se encontra o
petróleo e o gás natural torna-se necessário utilizarpetróleo e o gás natural torna-se necessário utilizar
alta tecnologia na perfuração dos poços e naalta tecnologia na perfuração dos poços e na
bombagem para efectuar a extracção propriamentebombagem para efectuar a extracção propriamente
dita tanto emdita tanto em on-shoreon-shore (em terra) como em(em terra) como em off-shoreoff-shore
(no mar).(no mar).

Petróleo/gás naturalPetróleo/gás natural
 OO gás naturalgás natural pode ser encontrado empode ser encontrado em jazidasjazidas dede
petróleo e carvãopetróleo e carvão ..
 O gás natural encontra-se na parte superior dasO gás natural encontra-se na parte superior das
jazidas de petróleo devido à sua baixa densidade.jazidas de petróleo devido à sua baixa densidade.
 O petróleo e o gás natural sãoO petróleo e o gás natural são misturas demisturas de
hidrocarbonetoshidrocarbonetos ..

Gás naturalGás natural
 O gás natural, terceiro combustível fóssil maisO gás natural, terceiro combustível fóssil mais
importante, é uma mistura de gases cujoimportante, é uma mistura de gases cujo principalprincipal
constituinteconstituinte é oé o metanometano, CH, CH44 , presente numa, presente numa
percentagem entre 70 a 95 %.percentagem entre 70 a 95 %.
 Este combustível está associado aEste combustível está associado a outrosoutros
alcanosalcanos, como o, como o etanoetano , o, o propanopropano , o, o butanobutano,,
etc. , ao azoto Netc. , ao azoto N22 , ao dióxido de carbono, CO, ao dióxido de carbono, CO22, e ao, e ao
sulfureto de hidrogénio , Hsulfureto de hidrogénio , H22S. O COS. O CO22 e o He o H22S sãoS são
eliminados no local de extracção.eliminados no local de extracção.

Aplicações do gás naturalAplicações do gás natural
 O gás natural tem vantagens sobre os outrosO gás natural tem vantagens sobre os outros
combustíveis fósseis , nomeadamente:combustíveis fósseis , nomeadamente:
- maior poder térmico ( é queimado a temperaturas- maior poder térmico ( é queimado a temperaturas
mais elevadas );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.

Vias de transporteVias de transporte
 Transporte de carvão – comboio meio maisTransporte de carvão – comboio meio mais
adequado , embora se utilizem camiões eadequado , embora se utilizem camiões e
barcos.barcos.
 Transporte de petróleo – Pipeline( oleduto )Transporte de petróleo – Pipeline( oleduto )
, barco e camião-tanque ., barco e camião-tanque .
 Transporte de gás natural – mais habitual éTransporte de gás natural – mais habitual é
através de pipelines , contudo existematravés de pipelines , contudo existem
situações em que é necessário utilizar ossituações em que é necessário utilizar os
barcos .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 teros processos de extracção começam por ter
em conta os dados fornecidos pelosem conta os dados fornecidos pelos
geólogos sobre as áreas onde se julga havergeólogos sobre as áreas onde se julga haver
quantidades comercialmente aproveitáveis.quantidades comercialmente aproveitáveis.

Sendo a Terra um planetaSendo a Terra um planeta
do Sistema Solar, tem cercado Sistema Solar, tem cerca
de 5000 milhões de anos, ede 5000 milhões de anos, e
pensa-se que se terápensa-se que se terá
formado a partir de umaformado a partir de uma
nuvem de gás, gelo enuvem de gás, gelo e
poeiras, que se teriampoeiras, que se teriam
condensado numa esferacondensado 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 cerca dePensa-se que o Homem surgiu na Terra há cerca de
dois milhões de anosdois milhões de anos ..

O HOMEMO HOMEM
O número de estações pré-históricasO número de estações pré-históricas
encontradas emencontradas em ÁfricaÁfrica reforça a crençareforça a crença
segundo a qual este continente foi osegundo a qual este continente foi o berçoberço dodo
HomemHomem primitivo.primitivo.

 Os combustíveis fósseis diferem no seuOs combustíveis fósseis diferem no seu
aspecto físico, no entanto, têm em comumaspecto físico, no entanto, têm em comum
na sua constituiçãona sua constituição carbonocarbono ee hidrogéniohidrogénio..
 Uma das caracteristicas de um combustívelUma das caracteristicas de um combustível
fóssil é que, uma vez queimado, não éfóssil 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 uniformementenaturalmente, distribuidos uniformemente
pelos vários países.pelos vários países.

 Portugal não possiu reservas de petróleo e aPortugal não possiu reservas de petróleo e a
exploração de minas de carvão cessou emexploração de minas de carvão cessou em
1994 .1994 .
 O gás natural instalado recentemente para usoO gás natural instalado recentemente para uso
doméstico provém da Argélia , no norte de África,doméstico provém da Argélia , no norte de África,
de onde vem através de gasodutos com milharesde onde vem através de gasodutos com milhares

“Crise de energia”“Crise de energia”
 A maneira como os recursos energéticosA maneira como os recursos energéticos
estão repartidos na Terra é uma possívelestão repartidos na Terra é uma possível
origem de problemas.origem de problemas.

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

DO CRUDE AO GPL E AOS FUÉISDO CRUDE AO GPL E AOS FUÉIS
 OO petróleo brutopetróleo bruto ouou crudecrude é uma mistura deé uma mistura de
muitos compostos moleculares que é precisomuitos compostos moleculares que é preciso
fraccionar (é o objectivo dafraccionar (é o objectivo da destilaçãodestilação) e) e
transformar quimicamente ( através de operaçõestransformar quimicamente ( através de operações
dede cracking térmicocracking térmico ee cracking catalíticocracking catalítico ))
para obter os produtos de uso comum.para obter os produtos de uso comum.

 O tratamento do petróleo é feito nasO tratamento do petróleo é feito nas refinariasrefinarias dede
petróleo e processa-se empetróleo e processa-se em quatro fasesquatro fases ::
destilação fraccionadadestilação fraccionada ,, crackingcracking,, crackingcracking
catalíticocatalítico ee refinação.refinação.

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

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

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

Destilação fraccionadaDestilação fraccionada
 Este processo é , noEste processo é , no
entanto , extremamenteentanto , extremamente
incómodo. Por isso, osincómodo. Por isso, os
químicos inventaram umquímicos inventaram um
dispositivo que permitedispositivo que permite
realizar toda estarealizar toda esta
operação sem mudançasoperação sem mudanças
nem paragens: é anem paragens: é a
chamadachamada coluna decoluna de
fraccionamentofraccionamento..

Coluna de fraccionamento ou Condensador de refluxoColuna de fraccionamento ou Condensador de refluxo
 Este dispositivo tem no seuEste dispositivo tem no seu
interior pratos , aneis ouinterior pratos , aneis ou
material inerte que têmmaterial inerte que têm
comocomo função aumentar aa
superfície de contactosuperfície de contacto
com a fase vaporcom a fase vapor ,,
melhorandomelhorando assim asassim as
trocas de calortrocas de calor entre oentre o
vapor e o condensadovapor e o condensado ..

a- Proveta
b- Condensador de Liebig
c- Termómetro
d- Cabeça de destilação
e- Condensador de
refluxo

 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 FRACCIONADA
AzeótropoAzeótropo
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, osIndustrialmente, os
constituintes do petróleoconstituintes do petróleo
são separados porsão separados por
destilação fracionada.destilação fracionada.
Este processo realiza-seEste processo realiza-se
numa torre,numa torre, chamadachamada
de destilaçãode destilação, que, que
pode ter uma largurapode ter uma largura
entre 8 e 10 metros, umaentre 8 e 10 metros, uma
altura de 60 metros ealtura de 60 metros e
trata cerca de 30000trata cerca de 30000
toneladas de petróleotoneladas de petróleo
por dia.por dia.

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

CRACKING E REFINAÇÃO DECRACKING E REFINAÇÃO DE
PETRÓLEO (cracking)PETRÓLEO (cracking)
 As reacções deAs reacções de cracking são reacções onde ascracking são reacções onde as
moléculas dos hidrocarbonetos de cadeiamoléculas dos hidrocarbonetos de cadeia
longa se «quebram», originando moléculaslonga se «quebram», originando moléculas
de cadeia mais curta.de cadeia mais curta.
 A ruptura das moléculas faz-se emA ruptura das moléculas faz-se em
determinadas condições de temperatura edeterminadas condições de temperatura e
pressão e na presença de catalisadores.pressão e na presença de catalisadores.

PETRÓLEOPETRÓLEO
 Cracking por desidrogenação:Cracking por desidrogenação:
CHCH33 – (CH– (CH22 ))66 – CH– CH33 →→ HH22 + CH+ CH33 – (CH– (CH22 ))55 ==
CHCH22

PETRÓLEO (cracking catalítico)PETRÓLEO (cracking catalítico)
 O cracking catalítico utiliza-se quando se pretendeO cracking catalítico utiliza-se quando se pretende
obter gasolina normal e super a partir de óleosobter gasolina normal e super a partir de óleos
pesados.pesados.
 A operação efectua-se a cerca de 500ºC, a umaA operação efectua-se a cerca de 500ºC, a uma
pressão próxima da pressão atmosférica e napressão próxima da pressão atmosférica e na
presença de umpresença de um catalisadorcatalisador muito ácido.muito ácido.

 Estas reacções dão origem, principalmente, aEstas reacções dão origem, principalmente, a
alcanos mais «leves» (com cadeia carbonadaalcanos mais «leves» (com cadeia carbonada
menor), lineares ou ramificados , assim como amenor), lineares ou ramificados , assim como a
alcenos numa percentagem de 5 a 8%.alcenos numa percentagem de 5 a 8%.
 Antigamente utilizavam-se o ácido sulfúrico e oAntigamente utilizavam-se o ácido sulfúrico e o
ácido fosfórico; mais tarde usaram-se argilas eácido fosfórico; mais tarde usaram-se argilas e
geis mistos de SiOgeis mistos de SiO22..

 Hoje empregam-se quase exclusivamenteHoje empregam-se quase exclusivamente
zeólitos ( aluminosilicatos ) sintéticoszeólitos ( aluminosilicatos ) sintéticos ..
 Os zeólitos naturais são minerais comuns deOs zeólitos naturais são minerais comuns de
composição semelhante à argila ( Si-O-Al) . Podemcomposição semelhante à argila ( Si-O-Al) . Podem
serser muitos ácidosmuitos ácidos . O seu carácter ácido é tanto. O seu carácter ácido é tanto
maior quanto maior for a proporção Al/Si.maior quanto maior for a proporção Al/Si.

PETRÓLEO ( cracking catalítico )PETRÓLEO ( cracking catalítico )
 Os zeólitos sintéticos imitam a estrutura emOs zeólitos sintéticos imitam a estrutura em
canais dos zeólitos naturais.canais dos zeólitos naturais.

PETRÓLEO ( cracking catalítico )PETRÓLEO ( cracking catalítico )
 A sua importância deve-se à sua estrutura. OsA sua importância deve-se à sua estrutura. Os
zeólitos naturais são constituídos por umazeólitos naturais são constituídos por uma rederede
de canaisde canais, o que faz com que sejam, o que faz com que sejam
catalisadores muito selectivoscatalisadores muito selectivos ..

 Os combustíveis fósseis diferem no seu aspectoOs combustíveis fósseis diferem no seu aspecto
físico , no entanto , têm em comum na suafísico , no entanto , têm em comum na sua
constituiçãoconstituição carbonocarbono ee hidrogéniohidrogénio..
 Uma das caracteristicas de um combustível fóssil éUma das caracteristicas de um combustível fóssil é
que , uma vez queimado, não é possível voltar aque , uma vez queimado, não é possível voltar a
utilizá-lo.utilizá-lo.

Gasolinas de InvernoGasolinas de Inverno
e de Verãoe de Verão
 A gasolina não tem sempre a mesma composição, sendoA gasolina não tem sempre a mesma composição, sendo
adaptada às temperaturas ambientes.adaptada às temperaturas ambientes.
 NoNo InvernoInverno , as gasolinas têm, as gasolinas têm maior concentração demaior concentração de
componentes voláteiscomponentes voláteis para garantirem boas condiçõespara garantirem boas condições
de detonação.de detonação.
 NoNo VerãoVerão ,, diminui-se a concentração dosdiminui-se a concentração dos
componentes mais voláteiscomponentes mais voláteis , evitando a perda de, evitando a perda de
combustível, o mau funcionamento dos motores.combustível, o mau funcionamento dos motores.

Os aditivos da gasolinaOs aditivos da gasolina
 A gasolina é uma das fracções obtidas naA gasolina é uma das fracções obtidas na
destilação do petróleo bruto que mais impacto temdestilação do petróleo bruto que mais impacto tem
na sociedade actual.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 gasolinaOs aditivos da gasolina
 Os aditivos têm como objectivo aumentar o
índice de octanas e diminuir a poluição
atmosférica.
 Os aditivos oxigenados , cujo efeito éOs aditivos oxigenados , cujo efeito é
aumentar o índice de octanas, são:aumentar o índice de octanas, são:
MetanolMetanol
EtanolEtanol
MTBEMTBE →→ 2-metoxi-2-metilpropano2-metoxi-2-metilpropano

Índice de octanoÍndice de octano
na gasolinana 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 ignição
FlashpointFlashpoint
 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 octanoÍndice de octano
 Os valores limite do índice de octano são:Os valores limite do índice de octano são:
100 –100 – associado aoassociado ao iso-octanoiso-octano – baixa– baixa tendênciatendência
para a auto-igniçãopara a auto-ignição – maior– maior rendimento darendimento da
combustão internacombustão interna ..
00 – associado ao n-heptano , tem– associado ao n-heptano , tem tendência para atendência para a
auto-igniçãoauto-ignição –– baixo rendimento dabaixo rendimento da
combustão internacombustão interna ..

Substâncias indesejáveisSubstâncias indesejáveis
 Com o objectivo de aumentar o rendimentoCom o objectivo de aumentar o rendimento
da gasolina, esta contém outrosda gasolina, esta contém outros
componentes para além doscomponentes para além dos
hidrocarbonetos de cadeia linear , que sãohidrocarbonetos de cadeia linear , que são
indesejáveis para o ambiente. Essesindesejáveis para o ambiente. Esses
componentes são ocomponentes são o enxofreenxofre, o, o chumbochumbo, o, o
benzenobenzeno entre outros hidrocarbonetosentre outros hidrocarbonetos
aromáticos.aromáticos.

Substâncias indesejáveisSubstâncias indesejáveis
 O enxofre , durante a combustão , origina óxidos deO enxofre , durante a combustão , origina óxidos de
enxofre provocando o aumento da poluiçãoenxofre provocando o aumento da poluição
atmosférica e , consequentemente , o aumento daatmosférica e , consequentemente , o aumento da
acidez das chuvas.acidez das chuvas.
 O chumbo, como é um metal pesado, é muitoO chumbo, como é um metal pesado, é muito
poluente e foi eliminado da composição da gasolinapoluente 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, sãoOs combustíveis gasosos, são
combustíveis liquefeitos devido àcombustíveis 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 deO butano , o propano e o gás de
cidade , cujo componente maioritáriocidade , cujo componente maioritário
é o metano , são combustíveisé o metano , são combustíveis
gasosos.gasosos.

Impacte ambiental daImpacte ambiental da
Industria PetroquímicaIndustria Petroquímica
 Poluição das águas do marPoluição das águas do mar – derrames de– derrames de
crude que têm origem em acidentes comcrude que têm origem em acidentes com
petroleiros , fugas de crude ou combustível ,petroleiros , fugas de crude ou combustível ,
lavagens ilegais de tanques , provocam as maréslavagens ilegais de tanques , provocam as marés
negras que afectam diferentes ecossistemasnegras 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 dasEste 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 , queO limite dos recursos naturais , que
permitem a extracção de petróleo e outrospermitem a extracção de petróleo e outros
combustíveis, está a suscitar preocupaçãocombustíveis, está a suscitar preocupação
a nível mundial, devido:a nível mundial, devido:
- à elevada dependência relativamente aos- à elevada dependência relativamente aos
combustíveis fósseis, em particular aocombustíveis fósseis, em particular ao
petróleo;petróleo;
- ao aumento das necessidades energéticas;- ao aumento das necessidades energéticas;

 O limite dos recursos naturais , queO limite dos recursos naturais , que
permitem a extracção de petróleo epermitem a extracção de petróleo e
outros combustíveis, está a suscitaroutros 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 regiões- à instabilidade política em diversas regiões
produtoras de petróleo.produtoras de petróleo.

Combustíveis alternativos e
alternativa aos combustíveis
 Os combustíveis fósseis são recursos limitados eOs combustíveis fósseis são recursos limitados e
prevê-se que ainda durante o século XXI seprevê-se que ainda durante o século XXI se
esgotem as principais reservas de petróleo.esgotem as principais reservas de petróleo.
Torna-se , imprescindível encontrar alternativasTorna-se , imprescindível encontrar alternativas
que simultaneamente reduzam o impactoque simultaneamente reduzam o impacto
ambiental da utilização dos combustíveis eambiental da utilização dos combustíveis e
preservem as reservas de combustíveis fósseis.preservem as reservas de combustíveis fósseis.

Combustíveis alternativosCombustíveis alternativos
e alternativa aose alternativa aos
combustíveiscombustíveis
 Actualmente são utilizados comoActualmente 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 decomposiçãoobtido 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.

Biogás –Biogás – é constituído poré constituído por metano emetano e
dióxido de carbonodióxido de carbono , em percentagens, em percentagens
variáveis , obtido a partir de excrementos evariáveis , obtido a partir de excrementos e
resíduos agrícolas.resíduos agrícolas.
EtanolEtanol – obtido a partir da fermentação de– obtido a partir da fermentação de
hidratos de carbono contido nos vegetais.hidratos de carbono contido nos vegetais.
Metanol -Metanol - obtido a partir de reacçõesobtido a partir de reacções
anaeróbicas de matéria orgânica.anaeróbicas de matéria orgânica.

Estes combustíveis podem serEstes combustíveis podem ser utilizadosutilizados
directamente ou adicionados à gasolinadirectamente ou adicionados à gasolina ee
gasóleosgasóleos, como é o caso dos, como é o caso dos álcoois e doálcoois e do
biodieselbiodiesel, diminuindo o consumo de, diminuindo o consumo de
combustíveis fósseis.combustíveis fósseis.
As principaisAs principais vantagensvantagens destes combustíveisdestes combustíveis
alternativos são: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 oucombustão não emitem óxidos de enxofre ou
azoto)azoto)

As principaisAs principais desvantagensdesvantagens destesdestes
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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Combustiveis Energia E Ambiente

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