Aula 2 - Combustíveis fósseis e biocombustíveis - Copia.pptx

Aula sobre combustíveis fósseis

1. OBJETIVO GERAL DA UC Proporcionar o desenvolvimento de capacidades técnicas, sociais e metodológicas relativas ao processamento primário do petróleo e gás. OBJETOS DO CONHECIMENTO Petróleo Combustíveis fósseis Biocombustíveis

2. INTRODUÇÃO Após a revolução industrial no séc. XX, o uso do petróleo como fonte de energia ganha força e passa a competir com o carvão. O petróleo é considerado um recurso não renovável. É necessário milhões de anos de decomposição e compactação de matéria orgânica para produzi-lo. Demanda aumenta e a oferta diminui. Exemplo: dinâmica do preço dos combustíveis automotivos. O que aconteceu com preço da gasolina na pandemia?

3. PETRÓLEO Como é o Petróleo? Oleoso, menos denso que a água. Constituído pela mistura de compostos orgânicos, destacando-se os Hidrocarbonetos. Cor preto. É encontrado no subsolo, interior de rochas sedimentares e na camada pré -sal. Fonte de energia. Subprodutos com valor econômico. Prospecção territorial entre nações ou importações. Produtos: Gasolina, querosene, óleo diesel, óleos Lubrificantes, asfalto, piche, etc.

4. PETRÓLEO Prospecção, extração e refino A prospecção tem por finalidade localizar bacias sedimentares por meio de análise detalhada do solo e do subsolo (fotografias aéreas e de satélites, acompanhamento eletromagnético com mudanças no campo magnético, gravimétrico com variações na gravidade). Após a localização? O petróleo é extraído por meio de perfuração de poços de profundidade que variam de 800 a 5000 metros, com auxílio de brocas de Tungstênio ou diamante. Em plataforma continental, é necessário navios-sonda e plataforma de aço.

5. PETRÓLEO Após a extração, o petróleo é transportado em navios petroleiros ou oleodutos até as refinarias, onde ocorrerá a separação e a purificação dos seus componentes. REFINO ou REFINAÇÃO O Petróleo é aquecido em uma fornalha, depois passa para uma torre, onde ocorre a destilação fracionada e a separação das frações que o compõem.

6. GASOLINA A gasolina é uma das mais importantes frações do petróleo. Cerca de 7% a 15% dela é obtida por meio da destilação fracionada, somente. Por não atender às necessidades do mercado, utiliza-se a técnica do Craqueamento . CRAQUEAMENTO. Melhorar a quantidade e qualidade da gasolina. Consiste na quebra de moléculas grandes, por meio do aquecimento a altas temperaturas, para quebra das ligações e gerar moléculas menores. Em alguns casos, utiliza-se um catalisador.

7. GASOLINA Exemplo: C 12 H 26 (l)  C 8 H 18 (l) + 2 C 2 H 4 (g)

8. GASOLINA REFORMING (REFORMA CATALÍTICA) Tem o objetivo de melhorar a qualidade da gasolina. Transforma hidrocarbonetos de cadeia normal em outros, em geral com o mesmo número de átomos de carbono, mas de cadeias ramificadas, cíclicas ou aromáticas. Assim, melhoram o desempenho da gasolina nos motores dos veículos.

9. CARVÃO MINERAL É constituído de compostos de carbono e tem origem no processo de fossilização da madeira. Madeira constitui-se de Carbono (C), Hidrogênio (H) e Oxigênio (O). No processo de fossilização, convertem-se lentamente em metano (CH 4 ), gás carbônico (CO 2 ) e água (H 2 O), restando o Carbono sólido. Fonte de energia. Baixo custos. Estabilidade de preços em comparação a outros combustíveis. Restrição de uso energético no Brasil.

10. CARVÃO MINERAL Dependendo da quantidade de Carbono presente no carvão mineral, esse recurso recebe diferentes nomes: Quanto maior a quantidade de carbono presente no carvão, maior será a energia liberada na sua queima.

11. GÁS NATURAL É originado da decomposição de restos de organismos marinhos. Geralmente encontrado junto ao petróleo, no subsolo, na forma de mistura gasosa presa em bolsões. Sua composição pode variar, mas apresenta sempre Metano (CH 4 ) como componente principal, além de Etano (C 2 H 6 ), Propano (C 3 H 8 ), Butano (C 4 H 10 ), Gás Carbônico (CO 2 ), Sulfeto de Hidrogênio (H 2 S) e Nitrogênio (N 2 ). Ótimo combustível devido seu alto poder calorífico. Menos poluente que os outros derivados do petróleo. Usado na geração de energia elétrica e como combustível de automóveis: Gás natural veicular (GNV).

12. GÁS NATURAL

13. XISTO BETUMINOSO É uma rocha sedimentar que contém em seu interior material oleoso, denominado Betume (5% a 10%). Por ser um minério, é considerado uma fonte de energia não renovável. A rocha precisa ser escavada, moída e aquecida a elevadas temperaturas para extrair o óleo. Processo de baixo rendimento e muito poluente, fatores que encarecem o valor final do produto. Estima-se que a quantidade de óleo obtida do xisto é, aproximadamente 4 vezes maior que o total de reservas mundiais de petróleo. Entretanto, a dificuldade de obtenção não torna o seu uso atrativo.

14. GÁS LIQUEFEITO DO PETRÓLEO (GLP) É uma mistura de hidrocarbonetos gasosos: Propano (C 3 H 8 ) e Butano (C 4 H 10 ). Obtido a partir das frações mais leves do petróleo por meio da ____________________. Em CNTP, é gasoso, inodoro, asfixiante e inflamável. Pode ser facilmente liquefeito (G  L). Comercialmente encontrado em botijões. Se é inodora, por que eu sei quando está vazando gás? DESTILAÇÃO FRACIONADA Adiciona-se compostos à base de Enxofre para auxiliar na detecção de vazamentos e evitar acidentes.

15. METANO (CH 4 ) Também pode ser chamado de Biogás. É um gás inodoro e incolor. Sua molécula é apolar e insolúvel em água. Altamente explosiva e inflamável. É produzido por processos naturais, como a decomposição de resíduos ôrganicos (anaeróbico). Principal constituinte do Gás Natural. Extraído por meio de biodigestores, onde ocorrem fermentação da matéria orgânica e produção do metano. Considerado recurso energético renovável. Utilizado em iluminação, aquecimento, combustível automotivo, etc. O resíduo formado pode ser utilizado como fertilizante.

16. BIOCOMBUSTÍVEIS O petróleo, além de limitado, possui derivados que provocam grandes impactos ambientais. A crescente demanda por fontes energéticas tem levado à busca de alternativas para desenvolvimento de novos combustíveis. Dessa forma, os biocombustíveis são uma alternativa sustentável para geração de energia.

17. BIOCOMBUSTÍVEIS São recursos energéticos renováveis, de origem orgânica e não fóssil. São obtidos e matérias agrícolas, como plantas oleaginosas (cana-de-açúcar, milho, semente de girassol, mamona, soja, etc ). Por ser biodegradável, causa poucos impactos ambientais. São classificados nos seguintes tipos: etanol, biodiesel, biogás, biomassa, biometanol , bioéter dimetílico , biocombustíveis sintéticos, entre outros.

18. ETANOL Também chamado de álcool etílico. É um composto orgânico de fórmula C 2 H 5 OH. É líquido, incolor, volátil, inflamável e de odor característico. Pode ser encontrado como álcool hidratado, ou na forma anidra (sem água), nesse último caso, adicionado à gasolina. É produzido pela fermentação do caldo de cana-de-açúcar, assim como milho, mandioca, etc.

19. ETANOL Produção do Etanol por meio da Cana-de-açúcar: Moagem: A cana é esmagada em um processador de onde é extraída a garapa rica em sacarose (C 12 H 22 O 11 ). Produção do melaço: A garapa é aquecida a fim de obter o melaço, uma solução de cerca de 40% de sacarose em massa. Fermentação: Adição de fermentos biológicos, que transformam sacarose em etanol. Após essa etapa, obtém-se o mosto (suco) fermentado que possui cerca de 12% de seu volume total em etanol. Destilação Fracionada: o mosto sofre o processo de destilação, originando uma solução composta de 96% de etanol e 4% de água.

20. BIODIESEL É um combustível renovável, biodegradável, não tóxico e miscível no óleo diesel mineral. Obtido por meio da extração de óleos vegetais (mamona, soja, girassol e outras) ou de gorduras animais (sebo ou gordura). Usado em motores de ignição a compressão (diesel), puro ou misturado ao diesel comum em diversas proporções. A combustão libera quantidade de CO 2 menor que os combustíveis fósseis. Coloração próxima do amarelo/ alarajado .

21. BIODIESEL É produzido pela reação química chamada transesterificação de triglicerídios , processo em que a glicerina se separa do óleo vegetal, gerando dois produtos: o éster (biodiesel) e a glicerina (utilizada para produzir sabão.

22. BIOGÁS É um combustível gasoso renovável, constituído principalmente de metano (CH 4 ) e gás carbônico (CO 2 ). É utilizado na obtenção de energia elétrica, térmica e mecânica. Fácil aquisição e pode substituir o gás natural ou o GLP. Obtido de maneira espontânea, por meio da degradação anaeróbica de matéria orgânica.

23. DÚVIDAS?

24. AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM

25. RECAPITULANDO Faça em seu caderno uma síntese do conteúdo apresentado em aula. Sinalize em tópicos os principais combustíveis abordados e suas características. 2) Agora que foi apresentado os principais combustíveis e biocombustíveis, avalie e discorra sobre a melhor fonte energética, na sua opinião. Aborde pontos positivos e negativos. Apresente o potencial de produção em larga escala e dificuldades no processo de obtenção. Avalie o custo x benefício. QUAL A MELHOR ALTERNATIVA ENERGÉTICA?

26. RECAPITULANDO 3) Responda: Quais as substâncias utilizadas para produzir o biodiesel? Como os biocombustíveis contribuem para a redução do aquecimento global? Aborde os aspectos negativos do biocombustível.

27. O FUTURO DEPENDE DO AGORA

28. OBRIGADO ! [email protected]