ANÁLISE DAS FRACÇÕES GASOSAS DO PETRÓLEO E A SUA APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA PETROQUÍMICA 

ANÁLISE DAS FRACÇÕES GASOSAS DO PETRÓLEO E A SUA APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA...

INSTITUTO MÉDIO INDUSTRIAL DE LUANDA   ÁREA DE FORMAÇÃO DE QUÍMICA CURSO TÉCNICO DE PETROQUÍMICA PROJECTO TECNOLOGICO 12ª CLASSE ANÁLISE DAS FRACÇÕES GASOSAS DO PETRÓLEO E A SUA APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA PETROQUÍMICA 

GRUPO- 5 (V) TURMA- QP12A Orientador: Joel Sebastião

Nº17- Isaú António Rita Nº19- Jacob António Rita

OBJECTIVOS

OBJECTIVO GERAL

Conhecer:

O método de obtenção das frações gasosas do petróleo

Os parâmetros de análise e suas aplicações.

A indústria petroquímica e os seus principais produtos.

 

OBJECTIVO ESPECÍFICO

Conhecer:

A aplicação do etano como matéria prima na indústria petroquímica .

INTRODUÇÃO

Ao longo do meu trabalho abordarei sobre as frações gasosas do petróleo e as suas respetivas utilizações na indústria petroquímica.

Abordarei sobre tudo relacionado ao petróleo, isto é, a sua origem, constituição, classificação, destilação e os seus contaminantes.

Abordarei também sobre cada constituinte da fração gasosa do petróleo, isto é: metano, etano, propano e butano e GLP (propano  butano).

É muito importante analisar a fração gasosa do petróleo porque a partir dela obtemos produtos usados atualmente em grandes escalas como é o caso do gás de cozinha e os plásticos.

O PETRÓLEO

A palavra petróleo provém do Latim que significa óleo da pedra ou seja, petra-pedra e oleum-óleo.

No estado líquido o petróleo é uma substância oleosa, inflamável, menos densa que a água, com cheiro característico e cor variando entre negro e castanho claro.

O petróleo não possui uma fórmula definida visto que trata-se de uma mistura complexa de substâncias.

O petróleo na vida do homem remota e desde os tempos bíblicos onde na antiga babilónia os tijolos eram assentados com asfalto, usava-se o petróleo para a pavimentação de estradas, para embalsamar os mortos e na construção de pirâmides.

ORIGEM DO PETRÓLEO

Existe diversas teorias a respeito do surgimento do petróleo no mundo porém a mais aceite é a que o petróleo surgiu do acumulo de restos orgânicos de animais e plantas no fundo de lagos e mares sofrendo transformações químicas ao longo de milhares de anos.

CONSTITUIÇÃO DO PETRÓLEO

Ele é constituído basicamente por uma mistura de compostos orgânicos (hidrocarbonetos). Quando há a predominância de moléculas pequenas o seu estado físico é gasoso e quando a mistura contém uma maior percentagem de hidrocarbonetos com pesos moleculares maiores o seu estado fisco é líquido nas CNTP.

O petróleo no seu estado natural é sempre uma mistura complexa de diversos tipos de hidrocarbonetos contendo outras substâncias em menores proporções conhecidas como contaminantes. Os mesmos contaminantes no petróleo aparecem de forma combinada, isto é, na forma de compostos sulfurados, oxigenados, nitrogenados, Organometálicos.

O enxofre é o contaminante de maior predominância pois a sua percentagem em peso vai de 0,06 á 9% como mostra a tabela abaixo:

CONTAMINANTES

COMPOSTOS NITROGENADOS

O nitrogénio é um componente universal de combustíveis fósseis associados à matriz orgânica. A maioria destes compostos nitrogenados presentes no petróleo e resíduos têm efeito muito importante na estabilidade de processos catalíticos. Por exemplo, eles podem causar o envenenamento de catalisadores, além da formação de gomas na gasolina. Um grande número de compostos básicos apresenta propriedades tóxicas, especialmente os heterocíclicos e aminas aromáticas primárias.

COMPOSTOS SULFURADOS

A presença de compostos sulfurados em frações do petróleo é altamente indejável devido a sua ação corrosiva e a sua poluição atmosférica, promovida por gases prejudiciais ao meio ambiente, gerados durante a combustão.

Eles aumentam a polaridade dos óleos contribuindo na formação dos produtos, conferem cor e cheiro nos produtos finais e são muito tóxicos.

COMPOSTOS OXIGENADOS

Os compostos oxigenados aparecem como ácidos carboxílicos, fenóis, ésteres, amidas, cetonas e benzeno furanos e se concentram nas frações mais pesadas. São responsáveis pela acidez, coloração pela presença de ácidos nafténicos, e o odor pela presença de fenóis, formação de gomas e corrosividade.

COMPOSTOS ORGANOMETÁLICOS.

Os compostos Organometálicos apresentam-se na forma de sais orgânicos dissolvidos na água emulsionada ao petróleo, facilmente removidos através do processo de dessalgação e como compostos complexos que tendem a se concentrar nas frações mais pesadas do petróleo.

CLASSIFICAÇÃO DO PETRÓLEO

Classifica-se o petróleo quanto:

O tipo de hidrocarboneto que o constitui

Teor de enxofre

Densidade em API

Quanto ao tipo de hidrocarboneto que o constitui:

  • Parafínicos: Quando existe predominância de alcanos (parafinas).

  • Nafténicos: Quando existe predominância de ciclo alcanos.

  • Aromáticos: Quando existe predominância de Benzeno.

Quanto ao teor de enxofre:

  • Petróleos Doces: teor de enxofre <0,5 % em sua massa

  • Petróleos Ácidos: teor de enxofre> 0,5 % em sua massa.

Quanto a densidade em API

  • Petróleo leve: Possui ºAPI maior que 30.

  • Petróleo médio: Possui ºAPI de 22 à 31.

  • Petróleo pesado: Possui ºAPI menor que 22.

  • Petróleo extra pesado: Possui ºAPI menor que 10.

DESTILAÇÃO

É a operação unitária utilizada na separação de substancias homogéneas.

A destilação faccionada baseia-se na diferença das faixas das temperaturas de ebulição das frações do petróleo. E para isso utiliza-se uma torre de destilação com uma fornalha na parte inferior onde o combustível é aquecido.

As frações obtidas na destilação do petróleo são:

  • Frações Gasosas

  • Frações Líquidas

  • Frações Solidas

ALCANOS

Alcanos: são hidrocarbonetos saturados de cadeias aberta.

Os alcanos fazem parte de uma categoria mais ampla de compostos orgânicos chamada hidrocarbonetos. Eles se caracterizam por possuir apenas átomos de Carbono e Hidrogénio em suas moléculas e ter ligações simples.

Propriedades químicas:

Os alcanos são compostos pouco recativos sendo inalterados a temperaturas ambiente. Eles podem sofrer reações de eliminação, oxidação e substituição .

Propriedades físicas:

  • Os alcanos são compostos apolares, apresentando forças de atração dipolo-induzido entre as moléculas. Logo, os alcanos até 4 átomos de carbono são gases em condições ambientes (de 25ºC e 760 mmHg). Conforme aumenta-se a quantidade de átomos de carbono na molécula, há um acréscimo na massa molecular. Assim, alcanos com 5 a 17átomos de carbono são líquidos e os demais sólidos.

  • Eles são insolúveis em água e solúveis em solventes pouco polares, como o clorofórmio e o benzeno.

METANO

O metano é o representante mais simples da família  dos alcanos. Este é constituído por um (1) átomo de carbono unido a quatro (4) átomos de hidrogénio por ligações covalente.

Aplicação:

O Metano é usado como matéria-prima para fabricar: dióxido de carbono, etanol, cloreto de metilo, diclorometano, amónia e acetileno.

Este gás tem ainda uma aplicação na produção de carbono preto de alta qualidade que é usado em uma variedade de componentes eletrónicos.

ETANO

O etano é o segundo membro da série dos alcanos, constituído por 2 átomos de Carbono e 6 de Hidrogénio.

O etano é um hidrocarboneto gasoso alifático saturado, inflamável, incolor e inodoro.

Aplicação:

O etano é utilizado na indústria química para a produção de etanol, acetaldeído, acetato de vinila, dicloroeteno, estireno, álcoois superiores, polietileno entre outros.

Também é utilizado como matéria prima para obtenção de eteno (etileno).

PROPANO

O propano é um alcano de três átomos de carbonos e 8 de Hidrogénio é um hidrocarboneto que nas condições ambientes é um gás incolor, inflamável.

Aplicação:

O propano misturado com butano é a base do GLP – gás liquefeito de petróleo, também conhecido como gás de cozinha, que possui uma vasta aplicação tanto doméstica como na indústria.

Actualmente, este tipo de gás é aproveitado como fonte de combustível em automóveis, locomotivas, empalhadeira e até aparelhos de aquecimento.

BUTANO

O butano é um  hidrocarboneto saturado da família dos alcanos e de fórmula C4H10. É obtido mediante o aquecimento lento do petróleo. É um gás incolor, inodoro e altamente inflamável.

Aplicação:

O butano está presente no gás liquefeito do petróleo  (GLP) (o nosso gás de cozinha, fornecido por via tubulação ou em botijões), que é uma mistura de gases, cujo principal componente é o propano.

Historicamente o butano foi o combustível usado nos motores dos dirigíveis Zeppelin.

GÁS LIQUEFEITO DO PETRÓLEO (GLP)

O gás de petróleo liquefeito, também chamado de gás liquefeito de petróleo é uma mistura de gases de hidrocarboneto utilizado como combustível em aplicações de aquecimento (como por exemplo nos fogões) e em veículos.

Torna-se liquefeito apenas quando é armazenado em botijões ou tanques de aço em pressões de 6 a 8 atmosferas.

GLP AUTO

O GLP auto é o uso do GLP como combustível alternativos para auto moveis.

É atualmente o mais importante dos combustíveis alternativo e seguramente o mais barato (cerca de 45% mais barato que o gasóleo e 55% mais barato que a gasolina).

CARACACTERISTICAS DO GLP AUTO

  • Não contém chumbo nem impurezas e tem um baixo teor em enxofre; o seu poder calorífico é elevado.

  • O GLP auto facilita também o funcionamento do motor a frio e proporciona um trabalhar mais suave e silencioso.

  • No GLP auto a octanagem é mais elevada em ralação a gasolina super 98 octanas sendo que o seu valor em octanagem é de cerca de 100 octanas, o que evita a ocorrência da detonação, melhorando o rendimento e prolongando a vida de motor.

O GLP E O AMBIENTE

É um combustível (mais limpo/menos sujo), mais económico e mais rentável, sendo por isso uma boa aposta para reduzir a poluição atmosférica.

As emissões de um automóvel com instalação GPL quando comparadas com um automóvel a gasolina são:

  • 75% Menos emissões de monóxido de carbono  (CO)

  • 85% Menos emissões de hidrocarbonetos não queimados (HC)

  • 40% Menos emissões de óxidos de azoto (NOx)

  • 85% Menos emissões de gases com potencial para criar Ozono 

  • 10% Menos emissões de dióxido de carbono  (CO2)

INDUSTRÍA PETROQUÍMICA

Petroquímica é atividade industrial de produção de derivados do petróleo normalmente a partir da separação dos seus componentes por destilação.

A indústria petroquímica tem como objetivo a transformação do petróleo na maior diversidade de produtos.

ORIGEM DA INDÚSTRIA PETROQUÍMICA

A indústria petroquímica surgiu na década de 1920 nos Estados Unidos da América como resultado das pesquisas que visavam o desenvolvimento de produtos naturais.

ETILENO

O eteno ou etileno é um hidrocarboneto da família dos alcenos, e o mais simples dessa família, é constituído por dois átomos de carbono e quatro de hidrogénio.

APLICAÇÃO

-Anestésico: Em intervenções cirúrgicas pode ser usado como anestésico moderado.

-Obtenção de  álcool: O etileno em presença de ácido sulfúrico transforma-se em etanol  (álcool comum).

MÉTODOS DE OBTENÇÃO DO ETILENO

- Desidrogenação do etano

- Desidratação do álcool etílico

- Craqueamento do Petróleo

Desidrogenação do etano

Desidrogenação do etano

CH 3 - CH3 cr2o3 CH2 = CH2 H2

Desidratação do álcool etílico

CH3CH2OH H2SO4 CH2=CH2 + H2O

Craqueamento

C4H10 Al2O3 CH2= CH2 + CH3-CH3

POLIETILENO

O polietileno é um polímero parcialmente cristalino, cujas propriedades são acentuadamente influenciadas relativa das fases amorfas e cristalinas.

É formado pela reacção de polimerização de etileno:

nCH2=CH2 → ( -CH2-CH2-)n

A ampla utilização do polietileno é devido a seu baixo custo, características físicas, químicas e eléctricas.

TIPOS DE POLIETILENOS

TIPOS DE POLIETILENOS

O polietileno é um polímero plástico obtido através de um processo de polimerização em baixa ou alta pressão, sendo classificado de acordo com a sua densidade (baixa e alta) que produzem o PEAD (polietileno de alta densidade) ou PEBD (polietileno de baixa densidade).

POLIETILENO DE BAIXA DENSIDADE

Considerada uma das principais variação do polietileno o PEBD tem papel central dentre todos os polímeros plásticos existentes.

O polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de baixa densidade linear (PEBL) são flexíveis, leves, transparentes e impermeáveis o polietileno de baixa densidade é utilizado principalmente na produção de filmes termo controláveis, como caixas para garrafas de refrigerante, fios e cabos para televisão e telefone, sacaria industrial, filmes de uso geral, tubos de irrigação, mangueiras, embalagens flexíveis, impermeabilização de papel (embalagens tetrapak), entre outros.

POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE

POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE

O polietileno de alta densidade (PEAD) é um polietileno cuja as principais características físicas e químicas o qualificam como o melhor material para o contacto direto com alimentos na natureza e industrializados. O PEAD é utilizado em diferentes segmentos da indústria de transformação de plásticos. Pelo processo de injeção, o PEAD é utilizado para a confeção de baldes e bacias, bandejas para pintura, banheiras infantis, brinquedos, conta-gotas para bebidas, jarros de água, potes para alimentos, assentos sanitários, entre outros.

O PEAD e o PEBD têm muitas aplicações em comum, mas em geral, o PEAD é mais duro e resistente e o PEBD é mais flexível e transparente. Um exemplo da relação de dureza e flexibilidade está no facto de que o PEAD é utilizado na fabricação de tampas com rosca (rígidas) e o PEBD na de tampas sem rosca (flexíveis).

CONCLUSÃO

CONCLUSÃO

Durante as pesquisas feitas chegou-se a conclusão que o petróleo é uma mistura de compostos orgânicos contendo outras substâncias em pequenas proporções conhecidas como contaminantes, estes contaminantes devem ser removidos por envenenarem os catalisadores e por produzirem poluentes muito tóxicos. Também é importante conhecer a classificação do petróleo para que possamos saber o tipo de petróleo a cuidar. O petróleo é destilado porque no seu estado bruto tem poucas utilidades, e na sua destilação pela torre de destilação atmosférica obtém-se as diversas frações, dentre elas a frações gasosas do petróleo.

Dentre as frações gasosas do petróleo o etano é o mais utilizado na industria petroquímica.

O etano pode ser transformado em etileno pela reação de desidrogenação, e este quando polimerizado pode ser utilizado para fabricação de diversos plásticos, filmes Termo controláveis e filmes de uso geral.

A TODOS E PRINCIPALMENTE AO SENHOR O MEU MUITO OBRIGADO

A TODOS E PRINCIPALMENTE AO SENHOR O MEU MUITO OBRIGADO

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