COMBUSTÃO E COMBUSTÍVEIS, Slides de Química

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COMBUSTÃO E COMBUSTÍVEIS

COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS

Os combustíOs combust

íveis lveis lí

íquidos são os mais importantesquidos são os mais importantes

atualmente:atualmente:– Motores de combustão interna;– Indústrias;– Na produção de energia elétrica.

ClassificaçClassifica

ção:

ão:

1. Petróleo e seus derivados;2. Derivados do alcatrão de hulha ou do linhito;3. Destilados dos xistos betuminosos;4. Hidrocarbonetos sintéticos;5. Álcool etílico.

VISÃO GERAL

PETRÓLEO E SEUS DERIVADOS

Constituiç^ Constitui

ção do petr

ão do petró

óleo

leo

• Hidrocarbonetos das séries parafínicas, aromáticos e

naftênicos;

– Derivados oxigenados, sulfurados ou nitrogenados;– Impurezas (água e matérias inorgânicas).ComposiçComposi

ção elementar

ão elementar

ELEMENTO

%

C

81 a 87

H

10 a 14

S

0 a 6

O

0 a 7

N

0 a 1,

PETRÓLEO E SEUS DERIVADOS

Origem do petró^ Origem do petr

óleo

leo Esquema de jazida petrolífera

ClassificaçClassifica

ção do petr

ão do petró

óleo

leo

a) Classificação pela base: mais antiga e considera o tipo

predominante

de

hidrocarbonetos

na

mistura

(petróleo bruto).–^

Parafínica

:^

hidrocarbonetos

saturados,

desde

CH

4

até

C

35

H

72

.

-^

Asfáltica

: cicloparafínicos ou naftênicos.

-^

Mista

: aromáticos, alquenos e alquinos.

b) Classificação

do Bureau of Mines

: baseia-se no peso

específico (15,

o

C – 60

o F) de duas frações (gasolina e

óleos lubrificantes).

PETRÓLEO E SEUS DERIVADOS

PETRÓLEO E SEUS DERIVADOS REFINO: conjunto de processos que sofrem os REFINO:petróleos

para

se

obterem

os

produtos

desejados. São tipos de processamentos:^ a)

Separação:

destilação, adsorção, filtração, extração

por solventes;

b)

Conversão:

cracking

(craqueamento)

e

polimerização;

c)

Químico:

remoção de constituintes indesejáveis, por

meio de reações químicas.

REFINO DO PETRÓLEO

Esquema básico de uma refinaria de petróleo

DESTILAÇÃO DO PETRÓLEO

COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS Especificações e testes efetuados nos

combustíveis líquidos derivados do petróleo

f) Resinas (gomas):

indicam a tendência à polimerização dos

hidrocarbonetos insaturados existentes; g) Curvas

de

destilação:

indicam

a^

volatilidade

dos

combustíveis.

COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS:

GASOLINA

Mistura de hidrocarbonetos de 6 a 12

o

C;

Intervalo de ebulição: 40 a 60

o

C;

Ponto de fulgor: 20

o

C;

Conteúdo de Carbono: 83,5 a 85% em peso; ¾

Conteúdo de Hidrogênio:15,0 a 15,8% em peso; ¾

Conteúdo de enxofre: menor que 1% em peso. ¾

Peso específico: 0,70 a 0,85 g/cm

3

(a 20

o

C)

Calor de vaporização: 85 a 110 kcal/Kg ¾

Calor específico (a 15

o C): 0,5 kcal/ kg

o

C

Poder calorífico: 11.000 kcal/kg

COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS:

ÓLEO DIESEL

¾^ 11/25/

Tem fração mais pesada que o querosene; ¾

É empregado em motores de compressão chamadosmotores diesel; ¾

Peso específico: 0,85 g/cm

3

Análise elementar: 85,9 a 86,7% de C, 12,7 a 13,4% deH, menos que 0,8% de (O

2

+N

) e 0,1 a 0,7% de S (em 2

peso). ¾

Ponto de inflamação: 110

o

C.

Poder calorífico 10.100 kcal/kg

Poder antidetonante: “octanagem” e

“cetanagem”

Quanto menos longa for sua cadeia, quanto maior o

número de ramificações, maior será o poder antidetonante. Octanagem – Gasolina Índice de octano ou octanagem: sistema habitual para graduar essecombustível, sendo o 2,2,4-trimetilpentano (isooctano) estabelecidocomo o melhor comportamento: poder antidetonante = 100.(82% isooctano e 18% n-heptano)Índice de octanagem é de 82 Cetanagem (cetano - C

16

H

34

) - Óleo diesel

De maneira análoga à gasolina, as características antidetonantes deum óleo diesel são indicadas pelo índice de cetano ou cetanagem(cetano: C

16

H

34

).

COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS

4) HIDROCARBONETOS SINTÉTICOS Processo Bergius (destilações, craking e hidrogenações) Linhitos e hulhas com pouca cinza e umidade são moídos emisturados com Fe

O 2

(^0) C e 200 atm como catalisador

o Molibdênio.Obtidos: gasolina, óleo diesel, óleos combustíveis elubrificantes. Processo Fischer-Tropsch Gás de água (CO e H

) Catalisado por Fe, Co e Ni a 1 atm 2

e 190

0 C

Obtidos: hidrocarbonetos parafínicos.

PETRÓLEO E DERIVADOS

5) ÁLCOOL ETÍLICO ¾

O álcool etílico: (C

H 2

OH);^5

Exige menor quantidade de ar para a combustão; ¾

No Brasil utiliza-se até 30% de álcool etílico anidro emmistura com a gasolina; ¾

Tem alto poder antidetonante; ¾

Índice de octano: 90. ¾

Poder calorífico: 6.500 kcal/kg

PETRÓLEO E DERIVADOS