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

Dif

ere

nte

s ti

pos

de

carv

ão

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