Aula Sobre Petróleo

Querosene

O querosene é um líquido fino e claro formado a partir de hidrocarbonetos. Obtém-se querosene por meio da destilação fracionada  do petróleo entre 150 ° C e 275 ° C, resultando em uma mistura de cadeias de carbono contendo em torno de 12 a 15 átomos de carbono. Sua utilização é indispensável em aeronaves de propulsão a jato, sendo também comumente utilizado como combustível de aquecimento. O calor de combustão do querosene é semelhante ao do diesel: o seu poder calorífico mínimo gira em torno de 18.500 Btu / lb, ou 43,1 MJ / kg, enquanto que o seu poder calorífico máximo corresponde a 46.2MJ/kg.

O elemento foi primeiramente descrito pelo físico, químico, alquimista, filósofo persa al-Razi (Rhazes) como destilado de petróleo, em Bagdá no século IX. Em seu "Kitab al-Asrar" (Livro dos Segredos), ele descreveu dois métodos para a produção de querosene. Um método envolvia a utilização de argila como um absorvente, enquanto o outro método envolvia o uso de cloreto de amónio (sal amoníaco).

Em 1846, obtém-se o querosene refinado a partir de uma substância asfáltica que ocorre naturalmente, denominada "albertite", pelo geólogo canadense Abraham Gesner, que, durante tal processo de descoberta torna-se fundador da moderna indústria do petróleo. Gesner passou a organizar sua Companhia, a "Querosene Gaslight" de modo a promover a utilização do querosene em todo o mundo, em 1850, principalmente como combustível utilizado nos postes de iluminação pública, inclusive retendo a patente da utilização do nome "querosene" em seus produtos.

Em 1851, em Bathgate, o químico escocês James Young constrói a primeira fábrica comercial de petróleo de funcionamento prático em todo o mundo, usando óleo derivado de torbanite, xisto e carvão betuminoso extraídos das minas próximas. Em 1856, o químico polonês Ignacy Lukasiewicz descobriu um processo de refino de querosene por meio da turfa, de custo reconhecidamente menor. A disponibilidade generalizada de querosene mais barato foi o fator principal da decadência vertiginosa da indústria baleeira, em meados do século XIX, pois o óleo de baleia acabou por ser rapidamente substituído como o principal produto combustível dos postes de iluminação pública das cidades.

Mais tarde, em 1880, o substituto do óleo de baleia foi considerado "explosivo, como pólvora". Em 39% dos incêndios da cidade de Nova Iorque foram causados por lâmpadas de querosene com defeito. Com o surgimento da lâmpada elétrica e lanternas alimentado por baterias de células secas, o querosene torna-se obsoleto em seu principal uso.

Seu emprego como um combustível para cozinhar é restrito a apenas alguns fogões portáteis para camping e também para aparelhos vendidos em países menos desenvolvidos, onde geralmente é menos refinado e contém impurezas e até mesmo presença de resíduos.

Às vezes é usado como uma fonte de calor durante as falhas de energia, sendo vendido em alguns países em postos de abastecimento. O uso de aquecedores de querosene portáteis não é recomendado para áreas internas fechadas, sem chaminé, devido ao perigo de acumulação do monóxido de carbono presente na composição do gás.

Fonte:  http://www.infoescola.com/quimica/querosene/

Estado Físico dos Combustíveis

Combustível se define como qualquer corpo cuja combinação química com outro seja exotérmica. Tendo por base o seu estado físico, eles podem classificar-se em sólidos, líquidos e gasosos.
Combustíveis Sólidos
Podem ter em sua composição C, H₂ , O₂ , S (carbono, hidrogênio, oxigênio, enxofre), sendo que todos estes elementos sofrem combustão facilmente. Entre os combustíveis sólidos temos a lenha, serragem, bagaço de cana, etc, os quais são empregados em indústrias para manter o funcionamento de máquinas.
O grande inconveniente desse tipo de combustível é a erosão que ele provoca nos pistões, válvulas, cilindros, etc. Isto acontece porque os produtos da combustão contêm partes muito duras, que ao se depositarem nestes locais causam estragos.
Combustíveis Líquidos

Podem ser encontrados na forma mineral ou não mineral. Os combustíveis líquidos minerais são obtidos pela refinação do petróleo, destilação do xisto betuminoso ou hidrogenação do carvão. Os mais usados são a gasolina de fórmula molecular C₈H₁₈ e o óleo diesel (C₈H₁₇).
Os combustíveis líquidos não minerais são os álcoois e os óleos vegetais. Entre os álcoois, temos o álcool metílico e o etílico, enquanto que os óleos vegetais são formados de C, H₂, O₂ e N₂.
Combustíveis Gasosos
Além de terem um baixo custo, porque geralmente são gases obtidos como subprodutos, são combustíveis mais homogêneos porque se misturam melhor com o ar. Esta característica contribui para uma melhor distribuição nos cilindros, aumentando o rendimento do motor e também facilitando a partida a frio.
O Gás natural é um combustível gasoso encontrado em locais arenosos que contêm petróleo, este fica armazenado nas profundidades do subsolo. Os principais gases naturais são: Metano (CH₄), Etano (C₂H₆), Dióxido de carbono (CO₂), Nitrogênio (N₂).
Através da refinaria de petróleo é possível obter os GLP (Gases Liquefeitos de Petróleo), gases naturais e subprodutos da destilação: Propano (C₃H₈) e Butano (C₄H₁₀). 

Fonte:http://www.brasilescola.com/quimica/estado-fisico-dos-combustiveis.htm

Gás GLP

Gás liquefeito de petróleo (GLP), se esse nome não lhe é familiar, talvez você só o conheça como gás de cozinha.

Obtenção de GLP
Esse gás pode ser obtido de duas formas: nas refinarias de petróleo ou nas Unidades de Processamento de Gás Natural.
Nas refinarias, o GLP é um dos subprodutos do fracionamento, sendo obtido a uma temperatura de aproximadamente 70 °C. É um dos primeiros hidrocarbonetos retirados da coluna de destilação.

Mas se o GLP é um gás, como está líquido dentro dos botijões?
Como o próprio nome já diz, se trata de um gás liquefeito, ou seja, a enorme pressão dentro do recipiente (3 a 15 kgf/cm²) faz com que adquira a forma líquida.

Utilização do GLP
O GLP pode ser utilizado em aplicações industriais, comerciais e agrícolas. Mas em nosso país tem maior aplicação no preparo de alimentos (cocção).

Composição Química do GLP
A mistura de hidrocarbonetos (propano e butano comercial) dá origem ao gás. Veja as estruturas moleculares:
                                      
                                            Propano: C₃H₈
O carbono (C) é representado em cinza e os hidrogênios (H) em azul.

As formas n-butano e iso-butano (ambas com fórmula molecular C₄H₁₀) estão presentes no GLP. 

Fonte: http://www.brasilescola.com/quimica/gas-glp.htm

Isopor

 

 O poliestireno, ou isopor, como é conhecido no Brasil, é um polímero aromático sintético feito com o monômero de estireno, um líquido derivado da indústria petroquímica. O poliestireno pode ser rígido ou em espumado, mas geralmente é usado na sua forma é branca, dura e quebradiça. Levando em consideração seu peso, é uma resina muito barata, sendo bastante usada como uma eficiente barreira contra o oxigênio e vapor de água, tendo um ponto de fusão relativamente baixo. O poliestireno é um dos plásticos mais utilizados no mundo, sendo produzidas milhões de toneladas anualmente. O poliestireno pode ser naturalmente transparente, mas geralmente é colorido com o uso de corantes. Geralmente, é usado como uma embalagem de proteção.

Monômero de Poliestireno

Como polímero termoplástico, o poliestireno permanece em estado sólido à temperatura ambiente, mas derrete quando aquecido à uma temperatura superior 100 ° C, sendo capaz de tornar-se rígido novamente quando resfriado. Este comportamento é explorado para durante o processo de moldagem, uma vez que pode ser convertido em moldes com altos níveis de detalhes. Ele é muito lento para se biodegradar, gerando, portanto, um foco de polêmica, já que muitas vezes seus restos são notados no ambiente ao ar livre, especialmente ao longo das costas e canais de água.
O poliestireno foi descoberto em 1839, por Eduard Simon, um boticário, em Berlim. Da estoraque, a resina da árvore turca árvore-do-âmbar, Liquidambar orientalis, ele destilou uma substância oleosa, um monômero a que deu o nome de estirol. Vários dias depois, Simon descobriu que o estirol havia engrossado, presumivelmente pela oxidação, tornando-se uma geleia, que ele chamou de óxido de estireno. Em 1845, os químicos John Blyth e August Wilhelm von Hofmann, inglês e alemão, respectivamente, provaram que a mesma transformação de estirol ocorria mesmo na ausência de oxigênio. Eles chamaram a substância de “metastyrol “. Análises feitas posteriormente mostraram que era quimicamente idêntica ao óxido de estireno. Em 1866, Marcelin Berthelot identificou corretamente que a formação do “metastyrol” era resultado de um processo de polimerização. Cerca de 80 anos mais tarde, percebeu-se que o aquecimento do estirol desencadeia uma reação que produz macromoléculas, seguindo a tese do químico orgânico alemão Hermann Staudinger (1881-1965). Esta descoberta levou à substância que conhecemos hoje por poliestireno.
Em 1931, a empresa IG Farben, de Ludwigshafen, começou a produção em larga escala do poliestireno, esperando que ele fosse substituto natural para o zinco fundido, em muitas aplicações. O sucesso foi alcançado quando eles desenvolveram uma forma de produzir poliestireno em formas circulares, usando o calor para moldar.
O poliestireno é resultados da ligação entre os monómeros de estireno. Na polimerização, a ligação carbono-carbono pi (do grupo de vinilo) é quebrada e uma nova ligação carbono-carbono simples é formada, anexando um outro monómero de estireno para a cadeia. Essa nova ligação é muito mais forte do que a ligação que anterior, tornando mais difícil de despolimerizar poliestireno. Geralmente, são necessários alguns milhares de monómeros para uma cadeia de poliestireno, que lhe dá um peso molecluar de 100,000 a 400,000, e uma densidade de 1050 kg/m³.
O poliestireno é, quimicamente, muito inerte, resistente à substâncias ácidas e básicas. Devido à sua resistência e à inércia, é utilizado para a fabricação de muitos objetos do comércio. É atacada por muitos solventes orgânicos, os quais se dissolvem o polímero. Um dos problemas do isopor é sua composição: 98% de ar e 2% de plástico. Por isso, quando é derretido, o volume final do poliestireno cai para 10% daquilo que foi coletado. Por essa razão, a maioria das empresas de reciclagem se recusam a lidar com esse material. Além de ocupar muito volume, o que encarece seu transporte e, consequentemente, a sua reciclagem, exigindo quantidades muito grandes para se viabilizar economicamente o processo como um todo. Quando é descartado como lixo, ele pode levar cerca de 150 anos para se decompor. Se queimado, produz grande quantidade de gás carbônico, contribuindo para a poluição e para o aquecimento global.
Já existe um chamado “isopor biodegradável”. Composto por fungos de raízes e resíduos agrícolas, o Eco Cradle, como é chamado oficialmente, pode ser moldado em qualquer forma, tem baixo custo de produção e pode ser reutilizado ou aplicado como fertilizante.

Fonte:http://www.infoescola.com/compostos-quimicos/isopor/

Aula Sobre Petróleo

Versão em rar:

Petroquímica

 

A petroquímica é a área da química relacionada aos derivados de petróleo  e sua utilização na indústria. É uma área muito importante, já que trata de combustíveis, cuja demanda cresce diariamente.

O petróleo deve passar por processos para que o seu aproveitamento energético seja possível, a saber: separação, conversão e tratamento.

A indústria petroquímica objetiva a transformação do petróleo na maior diversidade de produtos possíveis, com o menor custo e a maior qualidade.

Esse processo por que passa o petróleo é chamado refinamento e ocorre na refinaria, podendo resultar na produção de GLP, Gasolina, Querosene, Diesel, Óleo Combustível, dentre outros.

Os três passos básicos da petroquímica são a extração de petróleo, o refino e sua transformação num produto, embora pareça simples, porém, o procedimento entre a matéria-prima o produto comercializável inclui mais de 45 etapas.

O petróleo constitui uma composição de hidrocarbonetos  que pode se mostrar em fase gasosa (Gás natural), líquida (óleo) ou sólida (xisto). Geralmente, é no formato liquido que o petróleo é encontrado e que serve a toda a indústria.

O processo de separação é aquele que isola as famílias de hidrocarbonetos realizando o que se chamam frações, sem qualquer reação química.

Já, no processo de conversão ocorrem diversas reações químicas nas frações e são gerados novos grupos de hidrocarbonetos.

No processo de tratamento são eliminadas quaisquer impurezas nas frações e no óleo cru, através de conversões químicas.

Os processos envolvidos no refino de petróleo são:

• Destilação: ocorre através do fornecimento de calor e resulta na decomposição do petróleo em diversos produtos finais, assim como vapores e líquidos. São obtidas frações, isto é, misturas de hidrocarbonetos.
  • Dentro dos equipamentos de destilação encontra-se a dessalgadora, que através de processos líquido e elétrico, separa o produto em líquidos e óleos.
  • A Torre de Destilação Atmosférica separa componentes através da vaporização e condensação, obtendo produtos diferentes.
  • A Torre de Destilação à Vácuo aquece o resíduo da Torre de Destilação Atmosférica, causando a vaporização do gasóleo contido.
• Extração de solventes: um dos processos desta etapa é a desasfaltação do propano, que objetiva a extração líquido-líquido e recupera as frações oleosas ricas em asfaltenos. O resíduo deste processo pode ser usado em óleos combustíveis e asfaltamento de ruas.

• Processo de conversão: é a geração de novos produtos através de processos químicos de quebra de moléculas;

• Craqueamento catalítico: é a quebra de moléculas com a utilização de catalisadores, para transformar as frações mais pesadas em outras, mais leves. Os produtos obtidos neste processo são: Gás combustível, Nafta, óleo leve; óleo decantado.

• Reforma catalítica: refino através de catalisadores que resultam em obtenção de gasolina com elevado índice de octana ou um produto rico em hidrocarbonetos aromáticos nobres, como o benzeno. São realizadas as etapas abaixo:
  • Seção de pré-tratamento: remoção das impurezas como oxigênio e metais.
  • Seção de reforma: processos que resultam na formação de coque.
  • Seção de estabilização: separação entre o gás combustível e o reformado catalítico líquido.
• Coqueamento retardado: processo que visa a valorização econômica dos óleos pesados. Etapa cada vez mais em uso, já que a maior parte dos óleos crus é pesada.

Essa fase resulta em produtos semelhantes ao craqueamento catalítico.

As frações menores são ainda tratadas para a obtenção de produtos derivados do petróleo, como querosene e óleo diesel.

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/petroquimica/

Vídeo Aula #7 : Petróleo

Como Funciona Uma Refinaria de Petróleo ?

 

Uma refinaria tem a função básica de decompor o petróleo em diferentes subprodutos, como gasolina, diesel e querosene. Para isso, ela recebe o petróleo - na forma do chamado óleo crú - das plataformas de extração e o submete a diversos processos químicos. O primeiro e mais importante desses processos é a destilação, que ocorre dentro de uma grande torre. Nela, o petróleo é aquecido a altas temperaturas, evapora e, quando volta à forma líquida novamente, já tem boa parte de seus principais subprodutos separados. O Brasil possui hoje 14 refinarias de petróleo. Elas são capazes de processar, juntas, cerca de 1,7 milhão de barris de petróleo por dia. :-B

A TODO VAPOR

Petróleo é aquecido a 370 ºC para entrar numa torre de destilação na forma gasosa

 

1) O petróleo extraído no Brasil segue até as refinarias quase sempre por meio de oleodutos. Ao chegar à refinaria, ele é guardado em tanques de armazenamento, de onde parte para ser processado.

2) O refino começa com o petróleo seguindo por dutos até uma espécie de caldeira. Lá, ele é aquecido a cerca de 370 ºC e vira parcialmente vapor. O que sai da caldeira é uma mistura de vapor com o que sobrou de petróleo na forma líquida.

3) Essa mistura entra numa torre de destilação. A parte gasosa sobe, a líquida desce. As partes mais densas do petróleo líquido caem até o fundo da torre. Já as menos densas podem até virar vapor no meio da queda e começar a subir.

4) Na base da torre fica um outro aquecedor. Como ele aumenta ainda mais a temperatura do petróleo, uma parte do líquido que escorreu até lá vira vapor também. Mesmo assim, ainda sobra um resíduo, que nunca vaporiza. Ele é recolhido e usado para fazer asfalto.

5) Ao longo da torre, há vários "andares" com pratos, um tipo de grade perfurada. Ao subir, partes do vapor de petróleo esfriam e viram líquido de novo. Quando isso ocorre, as gotas caem em cima dos pratos, que represam parte do óleo.

6) Os novos vapores que estão subindo passam pelos buracos dos pratos. Ao entrarem em contato com a parte do petróleo já líquida, eles perdem calor. Assim, mais moléculas gasosas se resfriam e são condensadas.

7) Os pratos só retêm uma pequena parte do líquido formado, o excesso transborda e escorre até um recipiente chamado panela. A parte do petróleo acumulada em cada panela é bombeada e segue para fora da torre por meio de dutos.

8) O vapor de cada subproduto do petróleo - como a gasolina e o diesel - vira líquido numa certa temperatura, atingida em "andares" diferentes da torre. Ou seja, cada subproduto enche uma panela específica.

9) Os subprodutos saem da torre ainda um pouco "contaminados" uns pelos outros. Todos vão para um processo de purificação: em tanques, passam por reações químicas para quebrar e recombinar suas moléculas até estarem puros.

10) Os subprodutos obtidos ficam em outros tanques de armazenagem. Da refinaria, eles saem por oleodutos até as indústrias petroquímicas (que usam o GLP para fazer plásticos, por exemplo) ou rumo às distribuidoras de combustível.

Fonte:http://mundoestranho.abril.com.br/materia/como-funciona-uma-refinaria-de-petroleo