Química - Resumo sobre Combustíveis Fósseis

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ESCOLA ISAAC NEWTON – UNIDADE ARTUR ALVIM 
 
 2ºA – DISCIPLINA DE QUÍMICA 
 
Beatriz Alves Miranda (04) 
Guilherme Alves Miranda (08) 
Karen Moura Da Silva (15) 
Mariana Dos Santos Ferreira (20) 
 
 
PROJETO DE PESQUISA – COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2015 
 
Guilherme
Realce
Guilherme
Realce
1 
 
ESCOLA ISAAC NEWTON – UNIDADE ARTUR ALVIM 
 
 
 
Beatriz Alves Miranda (04) 
Guilherme Alves Miranda (08) 
Karen Moura Da Silva (15) 
Mariana Dos Santos Ferreira (20) 
 
 
PROJETO DE PESQUISA – COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS 
 
 
 
 
 
Projeto de pesquisa como disciplina obrigatória 
elaborada junto aos orientadores e professores da 
Escola Isaac Newton – Disciplina de Química 
 
Professor: Eduardo Alves 
 
 
 
 
SÃO PAULO 
2015 
 
 
Guilherme
Realce
Guilherme
Realce
Guilherme
Realce
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RESUMO 
Os combustíveis fósseis são de extrema importância para sustentar os ramos automobilísticos, 
ramos elétricos e diversas indústrias que dependem desse tipo de combustível. Os seus 
derivados (petróleo, carvão, gás natural, etc) abrangem um quantidade significativa da 
economia, cerca de 25% da economia mundial está submetida à compra e venda destes 
recursos naturais; ademais são estes mesmos que fazem com que nossos automóveis possam 
se locomover, que a eletricidade chegue em nossas casas (este meio de produção é mais 
característico da Europa, no Brasil as hidrelétricas cumprem esse papel), que aquecem fogões 
de pizzarias e de fornos industriais, etc. Esta pesquisa tem por objetivo fornecer os dados 
básicos, também medianos, das definições de cada elemento e também a explanação sobre 
processos que estão relacionados aos combustíveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
Figura 1- Petróleo em forma líquida.................................................................................... 05 
Figura 2 - Carvão mineral .................................................................................................... 05 
Figura 3 - Gás natural sendo inflamado............................................................................... 05 
Figura 4 - Localização do petróleo ...................................................................................... 06 
Figura 5 - Destilação fracionada e os produtos deste processo. .......................................... 07 
Figura 6 - Destilação atmosférica resumida. ....................................................................... 08 
Figura 7 - Destilação a vácuo sintetizada ........................................................................... 08 
Figura 8 - Esquema do funcionamento de um motor a explosão de quatro tempos ............ 10 
Figura 9 - Plataforma petrolífera da PETROBRAS. ........................................................... 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................... 5 
1.1 Objetivo Geral ............................................................................................................................... 5 
2. COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS ...................................................................................................................... 5 
3. PETRÓLEO ............................................................................................................................................ 5 
3.1 Usos e derivados ........................................................................................................................... 6 
3.2 Decantação e Filtração .................................................................................................................. 6 
3.3 Refino de petróleo ........................................................................................................................ 7 
a) Destilação Atmosférica ............................................................................................................... 7 
b) Destilação a vácuo ...................................................................................................................... 8 
c) Resumo do refino de petróleo .................................................................................................... 9 
4. CRAQUEAMENTO ................................................................................................................................ 9 
5. OCTANAGEM ....................................................................................................................................... 9 
6. REFORMA CATALÍTICA ....................................................................................................................... 10 
7. GÁS NATURAL .................................................................................................................................... 10 
8. PETRÓLEO E O BRASIL ....................................................................................................................... 11 
9. CARVÃO MINERAL ............................................................................................................................. 11 
9.1 Composição ................................................................................................................................. 12 
a) Turfa .......................................................................................................................................... 12 
b) Linhito ....................................................................................................................................... 12 
c) Hulha ......................................................................................................................................... 12 
d) Antracito ................................................................................................................................... 12 
10. DESTILAÇÃO SECA ........................................................................................................................... 12 
11. GASEIFICAÇÃO DO CARVÃO ............................................................................................................ 13 
12. LIQUEIFICAÇÃO DO CARVÃO ........................................................................................................... 13 
CONCLUSÃO .......................................................................................................................................... 14 
BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................... 15 
ANEXO (A).............................................................................................................................................. 16 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
Os combustíveis fósseis contêm alta quantidade de carbono, usados para alimentar a 
combustão. São usados como combustíveis, comumente vistos em motores de automóveis e 
veículos aéreos. 
1.1 Objetivo Geral 
Descrever e informar o que são combustíveis fósseis, mostrar sua finalidade, descrever os 
processos envolvidos. 
2. COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS 
Os combustíveis fósseis são substâncias de origem mineral, formados pelos compostos de 
carbono. São originados pela decomposição de resíduos orgânicos e considerados recursos 
naturais não renováveis. Os combustíveis fósseis são classificados como os mais usados nomundo para gerar energia elétrica e movimentar veículos. Uma observação a se fazer é que 
eles são “possivelmente” formados pela decomposição de matéria orgânica, através de um 
processo que leva milhares de anos. E por este motivo, não são renováveis ao longo da escala 
de tempo humana. 
São usados como combustíveis: o petróleo, carvão mineral e gás natural. 
 
3. PETRÓLEO 
O petróleo é, em sua forma mais, simples, um óleo escuro. Ao estudá-lo sabemos que o 
petróleo é uma mistura de hidrocarbonetos (moléculas de carbono e hidrogênio, com alguma 
Figura 1 – Petróleo em forma 
líquida. 
Figura 2 – Carvão mineral. Figura 3 – Gás natural sendo 
inflamado. 
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impureza), contendo também enxofre, oxigênio e nitrogênio, que tem origem na 
decomposição de matéria orgânica. 
Acredita-se que esse combustível tem origem fóssil, proveniente de restos de animais e 
vegetal morto que foram soterrados por sedimentos trazidos pelos mares. Submetidos a altas 
pressões e temperaturas, em uma atmosfera pobre em O2, esses restos foram sendo 
quimicamente transformados. Leva-se em conta que frequentemente o petróleo está 
impregnado em rochas sedimentares. 
 
Figura 4 – Localização do petróleo. 
3.1 Usos e derivados 
Além de gerar a gasolina, que serve de combustível para grande parte dos automóveis que 
circulam no mundo, vários produtos são derivados do petróleo como, por exemplo, a parafina, 
gás natural, GLP, produtos asfálticos, nafta petroquímica, querosene, solventes, óleos 
combustíveis, óleos lubrificantes, óleo diesel e combustível de aviação. Vamos compreender 
como ocorre essa separação de produtos derivados do petróleo. 
3.2 Decantação e Filtração 
Após a extração do petróleo no subsolo, há a ocorrência de duas etapas: 
 Decantação: Processo que, basicamente, separa o petróleo da água salgada. 
 Filtração: Processo que elimina impurezas sólidas, por exemplo: areia, minérios, etc. 
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Depois de passar por estes processos, tem-se como destino final o óleo cru (Petróleo em seu 
estado natural, não processado). Este óleo cru é submetido à destilação fracionada. 
(Observação: Como o petróleo é constituído de moléculas de hidrocarbonetos dos mais 
variados tamanhos e massas, é possível separá-los por essa técnica). 
3.3 Refino de petróleo 
O refino é constituído por uma série de operações de beneficiamento, às quais o óleo cru é 
submetido, para a obtenção de produtos específicos. Refinar petróleo, portanto, é separar as 
frações desejadas, processá-las e transformá-las em produtos vendáveis. 
A primeira etapa do processo de refino é a destilação atmosférica. Nela, são extraídas do 
petróleo as principais frações, que dão origem à gasolina, óleo diesel, nafta, solventes e 
querosenes (de iluminação e de aviação), além de parte do GLP (gás de cozinha). 
a) Destilação Atmosférica 
É assim chamada, pois é realizada na pressão atmosférica habitual. O petróleo é aquecido em 
um forno a ± 370ºC e levado a uma torre, sob forma de gás e líquido, onde seus subprodutos 
são separados. A torre de destilação ou fracionamento atmosférica é composta por uma série 
de bandejas (ou pratos) onde existem as válvulas de aborbulhamento. 
 
Figura 5 – Destilação fracionada e os produtos deste processo. 
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Figura 6 – Destilação atmosférica resumida. 
b) Destilação a vácuo 
É assim chamada por também trabalhar numa pressão atmosférica reduzida. 
Realizada sob pressão atmosférica reduzida. Como a temperatura de ebulição de um líquido é 
atingida quando a pressão de vapor se iguala à pressão externa, ao se diminuir artificialmente 
a pressão sobre o líquido consegue-se realizar a destilação a uma temperatura inferior ao 
ponto de ebulição normal. 
A vantagem é poder purificar líquidos que se decompõem antes mesmo de entrarem em 
ebulição ou que precisam de elevadas temperaturas para serem destilados. 
 
Figura 7 – Destilação a vácuo sintetizada. 
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c) Resumo do refino de petróleo 
A primeira etapa do processo de refino é a destilação atmosférica. Nela, são extraídas do 
petróleo as principais frações, que dão origem à gasolina, óleo diesel, nafta, solventes e 
querosenes (de iluminação e de aviação), além de parte do GLP (gás de cozinha). 
A segunda etapa do processo de refino é a destilação a vácuo. Na qual é extraída do petróleo e 
mais uma parcela de diesel, além de frações de um produto pesado chamado gasóleo, 
destinado à produção de lubrificantes ou a processos mais sofisticados, como o craqueamento 
catalítico, onde o gasóleo é transformado em GLP, gasolina e óleo diesel. O resíduo da 
destilação a vácuo pode ser usado como asfalto ou na produção de óleo combustível. Uma 
série de outras unidades de processo transformam frações pesadas do petróleo em produtos 
mais leves e colocam as frações destiladas nas especificações para consumo. 
4. CRAQUEAMENTO 
Visto que há uma pequena diferença na estrutura molecular dos derivados do petróleo, surgiu 
um processo químico, que submetem as frações de petróleo a uma redução de “tamanho”. 
Esse processo é chamado de craqueamento e é conhecido também como cracking. 
A palavra “craqueamento” vem do inglês “to crack”, que significa “quebrar”. Por exemplo: a 
gasolina, que é líquida, possui moléculas com 6 até 10 átomos de carbono. O óleo diesel 
possui de 15 a 18 carbonos. Como há uma pequena diferença na estrutura molecular é usado o 
processo de craqueamento, para reduzir o “tamanho” do óleo diesel a fim de transformá-lo na 
mesma estrutura da gasolina. 
5. OCTANAGEM 
A octanagem mede a capacidade da gasolina de resistir à detonação, ou a sua capacidade de 
resistir às exigências do motor sem entrar em autoignição antes do momento programado. A 
detonação, também conhecida como “batida de pino”, leva à perda de potência e pode causar 
sérios danos ao motor, dependendo de sua intensidade e persistência. 
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Figura 8 – Esquema do funcionamento de um motor a explosão de quatro tempos. 
6. REFORMA CATALÍTICA 
Reformação catalítica é um método de produzir hidrogênio a partir de hidrocarbonetos. 
Também denominado como 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. 
7. GÁS NATURAL 
De modo similar a petróleo o gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos gasosos, 
originados das decomposições de matéria orgânica fossilizada. O gás natural é, 
principalmente, formado por metano CH4. Usada bastante como combustível caseiro, 
industrial e veicular (GNV). 
 
 
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8. PETRÓLEO E O BRASIL 
A mais importante fonte de energia para o Brasil ainda é o petróleo, que é responsável por 
cerca de 42% do consumo nacional de energia. O petróleo, que até recentemente era 
importado, hoje é quase todo produzido internamente. O consumo diário de petróleo no Brasil 
entre 2000 e 2008 foi em média, de 2,1 milhões de barris por dia. 
Foram descobertas recentemente imensas reservas de petróleo leve (do tipo light, o mais 
valorizado) na camada de pré-sal no fundo do mar, localizadas principalmente na bacia de 
Santos (SP) e Campos (RJ). A exploração dessas reservas poderá tornar o Brasil não apenas 
autossuficiente, mas também exportador de petróleo, tanto que o governo já fala em ingressas 
na Organização dos Países Exportadores de Petróleo (Opep) por acreditar que a quantidade de 
petróleo é enorme. 
Os futurosrecursos financeiros oriundos dessa riqueza natural já são bem disputados por 
vários setores: governo federal, estados e municípios que são ou serão produtores ou que 
sofrerão impactos ambientais e sociais por causa dessa exploração. 
 
Figura 9 – Plataforma petrolífera da PETROBRAS. 
9. CARVÃO MINERAL 
O carvão mineral é formado por troncos, raízes, galhos e folhas de árvores gigantes que 
cresceram há 250 milhões de anos em pântanos rasos. Essas partes vegetais, após morrerem, 
depositaram-se no fundo lodoso e ficaram encobertas. O tempo e a pressão da terra que foi se 
acumulando sobre o material transformaram-no em uma massa negra homogênea (as jazidas 
de carvão). 
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9.1 Composição 
Grande parte do carvão mineral é composta por carbono, contendo também oxigênio, 
hidrogênio, enxofre e cinzas. Existem ainda vários tipos de carvão, nos tópicos a seguir serão 
definidos os tipos de carvão. 
a) Turfa 
A turfa é um material de origem vegetal, parcialmente decomposto, encontrado em camadas, 
geralmente em regiões pantanosas e também sob montanhas. 
b) Linhito 
Linhito é uma rocha sedimentar macia, marrom e combustível formado pela compressão de 
turfa. É considerado um carvão baixo devido a seu baixo poder calórico. Os linhitos podem 
ser de dois tipos, marrom ou preto, cada um deles com várias outras denominações. 
c) Hulha 
A hulha ou carvão betuminoso é um tipo de carvão mineral que contém betume. É assim 
denominado quando o teor de carbono é entre 60 e 80%. A hulha tem dois usos principais e 
com base neles é dividida em carvão-vapor ou carvão energético. 
d) Antracito 
A antracito ou o antracito é uma variedade compacta e dura do mineral carvão que possui 
elevado lustre. O antracito é usado como combustível, com a grande vantagem sobre os 
demais de emitir muita pouca fuligem. Queima facilmente, mas devagar e com chama quase 
invisível, sendo o mais indicado para uso doméstico. É usado também para fabricação de 
filtros de água. 
10. DESTILAÇÃO SECA 
É um processo químico onde o carvão é aquecido em equipamentos de laboratório, a cerca de 
1000 °C, na ausência do oxigênio para não haver combustão. A destilação é o processo de 
separação baseado no fenômeno de equilíbrio líquido-vapor de misturas. Em termos práticos, 
quando temos duas ou mais substâncias formando uma mistura líquida, a destilação pode ser 
um método para separá-las. 
 
 
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11. GASEIFICAÇÃO DO CARVÃO 
A gaseificação do carvão tem a finalidade de converter o carvão mineral em combustível 
sintético de aplicação direta na produção de energia. A gaseificação é um processo onde 
existe um combustível (carvão mineral) e dois agentes gaseificastes (ar ou oxigênio) e vapor 
d'água. O processo ocorre em temperaturas que variam de 800 a 1200°C. O produto principal 
da reação é chamado de gás de síntese e tem como principais componentes hidrogênio e 
monóxido de carbono. 
12. LIQUEIFICAÇÃO DO CARVÃO 
O processo de liquefação do carvão é bastante recente e visa transformar o carvão, que é 
encontrado em estado sólido na natureza, em combustível líquido. Liquefação ou condensação 
é a passagem de uma substância do estado gasoso para o estado líquido, pelo resfriamento das 
moléculas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
CONCLUSÃO 
O grupo concluiu que seria inviável um mundo que não coexistisse os combustíveis fósseis, 
estes foram os pioneiros para a utilização de diversas coisas, como para a locomoção de 
automóveis, aquecimento de fornos, geração de energia elétrica e principalmente nos motores 
e acionamentos de máquinas. Os processos que foram surgindo ao longo dos anos possibilitou 
ao homem aumentar a eficiência desses minérios, gerando produtos que ampliaram a 
utilização dos mesmos, por exemplo, a destilação fracionada que transforma o petróleo cru em 
frações grandes ou pequenas, dimensionando o tamanho de suas moléculas, para gerar outros 
produtos com destinos diferentes, como por exemplo: asfalto, gasolina, querosene, nafta ou 
até mesmo em forma de gás. Mas, também assim como todo processo novo, surgiram efeitos 
negativos na natureza, o aquecimento destes recursos, ou extração, gera um efeito estufa mais 
concentrado, até mesmo liberam outras impurezas em seu meio, por exemplo, o enxofre no 
carvão, que causa o aquecimento global e aumenta o índice de poluição. Além de poluentes 
estes recursos também não são renováveis, ou seja, um dia eles irão se esgotar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
BIBLIOGRAFIA 
Brasil Escola. (s.d.). Brasil Escola. Acesso em 10 de Outubro de 2015, disponível em 
Brasilescola/química/: http://www.brasilescola.com/quimica/ 
Brasil, B. T. (s.d.). Testo Brasil. Acesso em 10 de Outubro de 2015, disponível em Testo Brasil. Blog: 
http://testobrasil.com.br 
Dutra, C. (s.d.). WORPRESS. Acesso em 24 de Outubro de 2015, disponível em Fileswordpress: 
https://kaiohdutra.files.wordpress.com 
Edison, C. (s.d.). Blogspot - Carlos Edison. Acesso em 18 de Outubro de 2015, disponível em 
Carlosedisonblog.spot: http://carlosedison.blogspot.com.br 
Gase Energia. (s.d.). Turma pretroqui. Acesso em 10 de Outubro de 2015, disponível em Petroquimica 
Pesquisas: http://turma4petroquixadatarde.com.br 
Governo Rs. (s.d.). Acesso em 10 de Outubro de 2015, disponível em CRM RS GOV: 
http://www.crm.rs.gov 
Vistalmar. (2015). Acesso em 10 de Outubro de 2015, disponível em Vista almar: 
http://www.vistaalmar.com 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXO (A) 
ATIVIDADE COMPLEMENTAR – PARA CONSTRUIR – LIVRO “Ser” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
PÁGINA 7 – Química – Combustíveis Fósseis 
1) Alternativa A 
A: Destilação Fracionada 
PÁGINA 8 – Química – Combustíveis Fósseis 
2) Resposta: 4 + 32 = 36 
(4) O óleo diesel sai da torre num nível mais baixo que o da gasolina. 
(32) Propano e butano, gases do petróleo, são hidrocarbonetos saturados. 
3) Alternativa E 
E: Aumenta o rendimento em frações leves 
4) Alternativa E 
5) Resposta: 
a) Destilação fracionada. Porque há uma mistura de componentes com pontos de ebulição 
quase idênticos, assim a mistura é vaporizada e condensada diversas vezes, e esses 
vapores sobem pelas prateleiras da estação de fracionamento, quanto mais voláteis forem, 
estarão localizados nos pontos mais acima da estação. 
a) Seria adequado utilizar-se a decantação. Pois esse processo visa a separação de óleo e 
água salgada. 
PÁGINA 11 – Química – Combustíveis Fósseis 
6) Não, ele pode ser utilizado também no aquecimento de fornos de siderúrgicas, na 
produção de corante, na produção de explosivos, inseticida, plásticos, medicamentos, 
fertilizantes etc. 
7) Alternativa C (vegetal – alcatrão – carvão). 
8) Alternativo B (benzeno).