MODULO DE QUIMICA TECNICA 2

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Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
1.Introdução 
 
Prezado Estudantes de Química Técnica! 
Esta cadeira tem como objectivo: conduzi-lo à construção de bases teóricas referentes aos 
processos químicos (mudanças) que correm na ciência tecnológica. Essas mudanças 
estabelecem ligações entre ciências naturais e economia 
Todos os dias, em todo o mundo, as actividades humanas industriais e fabris são realizadas 
em grande dimensões proporcionando a vida sadia do homem e a poluição ambiental, quer 
dizer, são produzidos os bens de consumo e o meio a ambiente é poluído através dessa 
actividade antropológica. 
Actualmente, a questão da indústria tecnológica permite a transformação das sociedades, 
viabilizando o desenvolvimento de uma nova ética distinta, daquela norteadora de uma 
sociedade de consumo. A Química Técnica tem trabalhado de forma integrada, contínua e 
permanente em todos os níveis e modalidades de ensino, como previsto nos Parâmetros 
Curriculares académicos da Universidade pedagógica (UP) os quais servem como subsídios 
para a prática pedagógica no conhecimento dos aspectos dos processos industriais. 
Caros futuros professores, essa cadeira vai ajudar no processo de ensino aprendizagem ao 
estabelecer os alunos como são realizados os processos químicos indústrias, conteúdos 
ligados as reacções químicas (obtenções laboratoriais e industriais). 
 
Bons estudos! 
 
Almoço João sardinha Cansamala 
 
Almoço João sardinha Cansamala 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Visão Geral da Cadeira 
A medida que se aumentam as preocupações com manutenções e a melhoria da qualidade dos 
produtos fabricados para serem úteis ao homem, a instituição de ensino como a Universidade 
Pedagógicas (UP) e outras organizações de todo o tamanho vêm crescendo voltando suas 
atenções para impactos ambientais provados pelas potências das suas actividades, produtos ou 
serviços. O objectivo desta cadeira é fornecer subsídios de conhecimento sobre a tecnologia 
química. 
Neste sentido, existe conteúdos que possam ajudar a fazer reflexão os quais estão arrolados na 
tabela a baixo. 
 
 Tabela 1: Conteúdos da cadeira 
 
N
o 
Tema 
 
Temas 
Horas 
Contacto Estudo 
1 Processo Tecnológico Fundamentais 6 5 
2 Princípios de Trabalho Tecnológico 4 4 
3 Industria Química 4 4 
4 Tratamento do Carvão, Gás natural Petróleo Bruto 8 8 
5 Substâncias inorgânicas Fundamentais 4 6 
6 Fibras Sintéticas, Plástico e elásticos 8 8 
7 Metais Importância para indústria 4 4 
8 Cimento, Cerâmica, Porcelana e vidro 6 8 
9 Excursões 4 4 
Total 48 52 
 
 
 
 
 
 
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UNIDADE 1 
1.Introdução de Química Técnica: Processos Tecnológicos Fundamentais 
1.1. Objectivos Específicos 
Os estudantes depois desta unidade devem conhecer 
 Conceito de Química Técnica 
 Objectivo e o objecto de estudo da Química Técnica 
 Tecnologia Química e meio ambiente 
 Tarefas de Química Técnica 
 Industria Química 
 
1.2. Conceito de Química Técnica 
 
Química Técnica ocupa um lugar muito importante no sistema de ciências naturais, por isso, 
ela é uma ciência tecnológica e estabelece ligações entre outras ciências naturais e na 
economia. É uma ciência que estuda aspectos das substâncias, as leis das transformações de 
substâncias iniciais em produtos finais desejados, as leis de combinações fundamentais nos 
processos químicos técnicos e as leis que regem o desenvolvimento das forças produtivas. E a 
química tecnológica é parte da química que se ocupa no processo da transformação em 
determinados produtos e das condições que acompanham esses processos, enquanto a 
tecnologia química procura industrializar as descobertas da ciência química, de modo fabricar 
bens acessíveis a um grande número de pessoas. 
 
A tecnologia no ponto de vista de perfeição passa a exigir da ciência química novas pesquisas 
a fim de elevar o conforto em várias vidas diárias da humanidade. 
 
1.3. Objectivo e Objecto de Estudo de Química Técnica 
 
O objectivo do estudo da cadeira é investigação do processo na indústria e reside no processo 
técnico que é uma parte de processo de produção quer que seja em pequena escala ou de 
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grande escala. Enquanto objecto do estudo seria o desenvolvimento dos processos industriais 
de obtenção de substancias ( na engenharia ou na industria química), quer dizer, descreve os 
procedimentos industriais de obtenção das substâncias, tanto no que diz respeito as operações 
gerais dos mesmos processos ou processos unitários (engenharia química), como os diz 
respeito a cada indústria em particular (Química Industrial). 
Procedimentos industriais de obtenção das substâncias / procedimento de transformação são o 
conjunto de todas as operações as quais se submete a matéria-prima para obter um produto. 
 
1.4. Tarefas de química técnica 
 
Química técnica sendo uma ciência que se preocupa nas transformações de substâncias, tem 
as seguintes tarefas: 
 Investigar sobre características das substâncias (matérias primas e produtos); 
 Investigar sobre aspectos económicos, optimização (elevado rendimento das 
substancias e uso mínimo de energia e matéria prima, existência ou não de produto 
secundário, categorias das maquinas); 
 Investigação de leis que regem a transformação das substancias; 
 Analisar a composição dos alimentos fármacos e outros produtos e fazer o seu 
controlo de qualidade; 
 Explorar propriedades de certos materiais para aplicar em novas tecnologias e na 
medicina 
 Aperfeiçoar e melhorar os meios de comunicação. 
 
1.4 Processos tecnológicos fundamentais 
1.4.1 Vários processos de transformação 
 
As reacções químicas fazem parte das etapas de um processo químico – técnico, estas 
reacções realizam-se por transformações das substâncias nos reactores, nisto, existe massa de 
reacção que é quantidade total de componente que participa numa reacção química, num 
reactor. O espaço ocupado pela massa de reacção denomina-se espaço de reacção e volume 
de reacção quando a massa for gasosa. 
 
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O ponto principal na tecnologia química é a consideração das condições físico-químicas das 
reacções. E para a realização de uma reacção química existem duas condições necessárias: 
Energia de activação (para superar as retardaçoes das reacções químicas) e Garantir certas 
condições (para um discurso optimal da reacção). Para tal existem vários processos de 
transformações como por exemplo: 
 
a) Processo térmico - São reacções que decorre na adição térmica, o fornecimento de 
energia, as reacções de calcinação, cozedura e de forno; 
b) Processo electroquímico – São reacções que decorre sob forma de energia eléctrica, 
a passagem da corrente eléctrica está ligada a decomposição electrolítica. 
Os electrólitos de fusão em sistema aquosa: produção de cloro, hidróxido sódio, 
Hidrogenio, certos meta (AL, Cu e Pb), Permanganato de potássio e cloratos. 
Electrólise de sínteses orgânicas (reactores de célula electrólito) 
c) Processo Bioquímico – neste processo há transformação dos reagentes através de 
microrganismo, é aplica-se entre outros na produção de alimentos e produtos 
farmacêuticos: Queijo, álcool etílico, antibiótico e vitaminas. Ele decorre lentamente, 
de modo que se aplique caldeiras de agitação com reactores que trabalham 
continuamente. 
d) Temperatura de reacção – Cada reacção química está ligada a transformação de 
energia, forma-se calor (exotérmica) ou é consumido (endótermica). Por consequência 
os reactores deve se instalados para aquecimentos ou arrefecimento. 
e) Condução das substâncias– Uma reacção química pode ser realizada de duas 
maneiras: Carga ou descarga, por exemplo: caldeiras de agitação o processo é 
descontinuo porque o processo de reacção é muito longo enquanto as reacções que 
decorre rapidamente aplica-se procedimentos continuo. 
f) Estado de agregação – A construção de reactores é determinado pelo estado 
agravativo dos reagentes, os gases precisam reactores diferentes dos sólidos e dos 
líquidos 
g) As reacções mecânicas – decorrem através da energia mecânica enquanto rádio 
química baseia-se na ionizaçao de átomos e moléculas, primeiramente por radiação 
h) Sistemas de reacção – Numa reacção participam pelo menos dois reagentes. Num 
sistema de reacção homogénea, as substancias têm o mesmo estado agregativo 
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(gás/gás). Num sistema de reacção heterogénea, os componetes têm estado agreativo 
diferentes (gás/sólidos ou liquido/gás ou liquido/sólido). 
 
1.4.2.Aparelhos de Reacção - Reactores Químicos 
 
Os reactores são aparelhos aonde se realiza a reacção química na indústria, fazem parte de 
uma instalação química. Se chama reactor químico (câmara de reacção) o aparelho das 
reacções químicas em que se levam a cabo os processos químicos – tecnológicos que 
conjugam as reacções químicas com a transferência de massa (difusão). 
Ex.: estufas industriais, os aparelhos de contacto, colunas de síntese, etc. 
 
Para garantir um bom rendimento e uma alta velocidade de reacção é necessário que se faça 
um controle de produção. E durante o controle são analisados os seguintes factores; 
temperatura, pressão, concentração, tamanho de contacto e grau de mistura dos reagentes. 
 
Muitas vezes, uns catalisadores são necessários para uma reacção favorável. A construção do 
aparelho de reacção bem como a corrente das substâncias têm também grande influência 
 
1.4.2.1. Classificação dos Reactores Químicos 
1.4.2.2 Segundo as condições s de reacções 
 
A classificação dos reactores baseia-se principalmente nas condições de reacção: 
 Reactores que trabalham descontinuamente; 
 Reactores que trabalham continuamente 
 Fornos de reacção superior a 400º C. 
 Reactores da alta pressão e 
 Aparelhos electrolíticos (células electrónicas). 
 
1.4.2.3. Reactores que trabalham descontinuamente 
 
Estes reactores são muitas vezes caldeiras de agitação, consistem em grandes recipientes de 
aço com um agitador e uma camisa de aquecimento. Na caldeira de agitação são realizadas 
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reacções descontínuas com pressões e temperaturas elevadas. Dependendo das condições, as 
caldeiras podem ser construídas por ligas de aço ou chapas esmaltadas ou cauchutadas. As 
reacções preferencialmente em fase liquida e duram muito tempo e as cargas são pequenas 
geralmente 
1.4.2.4. Reactores que Trabalham Continuamente 
 
Nestes reactores são realizados reacções de curto tempo e grandes cargas. Os aparelhos 
contínuos mais usados são: reactores de circulação, reactores de tubulares, colunas com fundo 
(pratos), colunas de enchimentos, reactores de gases e reactores de camada de remoinho 
 Na reacção de circulação, a corrente de substâncias é conduzida em circulação. Com 
isso, aumenta-se o tempo de reacção no reactor. Alem disso, esta circulação causa uma 
mistura contínua com novos reagentes para acelerar a reacção inicial, normalmente 
são as reacções de gás /gás e líquido/líquido. 
 Na reacção de tubo consiste no tubo torcido, carregado de corpúsculos ou um 
catalisador granulado para garantir uma grande superfície de reacção. Os reactores são 
encaixados num forno. Realizam-se reacções gás/gás com ajuda de um catalisador. O 
tempo de reacção é relativamente curto. 
 As torres de reacção, também designadas como colunas de reacção, consistem num 
tubo vertical com montagem interior de pratos (fundos) ou carga de enchimentos que 
aumentam a superfície de contacto. As torres de reacção denominam-se segundo o tipo 
de montagem interior ou segundo as condições das correntes, por exemplo, coluna de 
campânulas ou reactor de bolhas de gás e nesse reactor realizam-se reacções de 
gás/liquido. 
 A coluna de campânulas tem a mesma constituição como na função de separação de 
por reactivação. A diferença é sua finalidade – a realização de reacção. Na coluna de 
enchimento conte uma carga de enchimento que aumenta essencialmente a superfície 
para a reacção. O líquido, que cai através dos chuveiros, distribui-se nesta grande 
superfície de corpúsculos e reage com o gás que sobe em contracorrente. 
 De bolhas de gás é totalmente enchido com líquido. O gás entra por baixo pelos 
injectores de distribuição e borbulha pelo líquido, permitindo assim que a superfície de 
reacção e a quantidade de substâncias em reacção seja muito grande. Desde modo, há 
possibilidade de muita transformação num reactor relativamente pequena. 
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1.4.2.5. Forno de Reacção 
 
Os reactores para temperatura superior ao 400º c denominam-se fornos. Os fornos mais 
importantes são reactores de camada de remoinho, forno de cuba, forno de andares, forno 
tubulares rotativos e fornos de tina. 
 
 Reactor de camada de remoinho a carga sólida de grão fino é remoída pelo gás de 
reacção, e forma uma camada de remoinho. Esta camada possui muito espaço entre a s 
partículas sólidas para a passagem do gás. A carga granulada em muitas vezes, um 
catalisador que possibilita a reacção entre gases. 
 Forno de cuba (poço) tem uma forma cilíndrica mais ou menos bojuda: O sólido é 
introduzido em cargas por cima e desce passo a passo. O produto sólido ou líquido é 
retirado de baixo por sangria. O gás da reacção, que entra lateralmente, reage com o 
sólido e escapa-se. Exemplo, o alto-forno para a produção de ferro bruto. O calor de 
aquecimento é muitas vezes fornecido pela própria reacção (calor de reacção) 
 Fornos de andares, as cargas sólidas granuados reagem com um gás. O forno é um 
cilindro vertical com andares. O gás que é introduzido sobe em contracorrente com a 
carga sólida. O calor de reacção aquece o forno a temperatura necessária para a 
reacção. 
 Forno tubular rotativo é um tambor inclinado em rotação lenta. Nele realiza-se as 
reacções gás/ sólido. Introduz-se o sólido por cima, este é revolvido no tambor rotativo 
continuamente, para que o novo sólido possa reagir imediatamente. No movimento, o 
sólido reage com o ar aquecido pela combustão. 
 Fornos tubulares de pressão são realizados processos contínuos. Na maioria dos 
casos da aplicação, o espaço da reacção é preenchido por carga de um catalisador 
granulado, acelerando assim a reacção. O tempo de passagem é curto para os 
reagentes. Por isso, só são possíveis reacções rápidas. 
 Forno de contacto tubular é usado nas reacções de longa duração, o processo é 
contínuo. Este processo é realizado por aquecimento preliminar do gás inicial e três 
contacto com catalisador. O gás por reagir entra e sobe no reactor ao longo dos tubos 
quentes e é aquecido, passa pela primeira camada do catalisador, é desviado e chega 
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depois aos tubos carregados com catalisadores, ocorrendo assim a reacção principal. A 
reacção aquece os tubos. Finalmente, mais uma vez, o gás passa pelo catalisador, 
fazendo reagir os restos do gás inicial. 
1.4.2.6. Reactores electrolíticos 
Os reactores nos quais realizam-se reacções electrolíticas são denominados células 
electrolíticas. Estes reactores consistem numa tina (Banheira) e eléctrodos que estão 
mergulhados nesta. O fundo da tina consiste em material condutor, é um pólo. Os eléctrodos 
formam outro pólo. Dentro da tina encontra-se o electrólito, um líquido ou massa fundida 
condutora, quereage electroquimicamente até a formação do produto final. Muitas vezes, 
forma-se nestas reacções produtos de mercúrio no processo de amálgama. O fundo da tina é 
ligeiramente inclinado permitindo escorrer os produtos. Os produtos gasosos são retirados por 
cima do reactores. 
1.4.3. Segundo o regime de temperatura 
 Reactores diabéticos: funcionam sem fornecimento nem evacuação do calor para o 
meio ambiente através das paredes do reactor ou com ajuda dos elementos 
permutadores de calor. 
 Reactores isotérmicos: aqui o processo ocorre a uma temperatura constante em todo 
o volume do reactor. 
 Reactores politérmicos: se caracterizam por uma evacuação parcial do calor de 
reacção. 
1.4.4. Requisitos principais que devem satisfazer os reactores industriais 
 
 Produtividade e intensidade máxima do trabalho; 
 Alto rendimento de produto e a selectividade máxima do processo; 
 Gastos energéticos mínimos para agitar os materiais e transportá-los através do 
reactor, assim como a melhor utilização do calor das reacções exotérmicas ou do calor 
fornecido ao reactor para aquecer as substâncias reaccionantes até alcançar as 
temperaturas óptimas; 
 Manejo fácil, estabilidade do regime e segurança do trabalho; 
 Baixo custo de fabricação do reactor e de sua reparação 
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1.4.5. Preparação do material 
 
Objectivo: permitir com que o processo químico decorra optimamente e tenha maiores 
rendimentos. 
E a materialização deste objectivo é necessário que se realize muitas operações 
fundamentais (processos que alteram a composição qualitativa e quantitativa, o grau de 
distribuição e o conteúdo de energia do material por processos físicos). 
 Factor importante de um processo físico: superfície de contacto. 
1.4.5.1. Processos que permitem o aumento da superfície de contacto 
 
a) Trituração 
Objectivos: 
 Acelerar a velocidade da reacção; 
 Melhorar o tratamento da matéria-prima (certos grão desejados); 
 Formação (configuração) de um produto final (granulados, por exemplo) 
Esforços aplicados na trituração: Pressão, Golpe, Choque, Fricção, Cisalhamento, Corte. 
b) Distribuição dos líquidos 
Para o sucesso do método: 
 Distribuição dos líquidos em jacto, gotas ou camadas finas. 
Os métodos usados: 
 Rega (irrigação); 
 Pulverização. 
1.4.5. 2. Processos de junção de materiais 
 Mistura 
 Distribuição 
1.5 Auto – Avaliação 
a. Dê conceito de Química Técnica, 
b. Qual o objectivo de estudo de Química 
c. Qual o objecto de estudo de Química Técnica 
d. Quais as tarefas de Química Técnica 
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e. Explique a relação que existe entre a Tecnologia Química e meio ambiente 
f. Quais são vários processos de transformação industrial 
g. Dê conceito de reactores químicos 
h. Classifique os reactores quanto as condições de reacção 
i. Faça o esquema e legenda dos seguintes reactores: caldeira de agitação, camada de 
remoinho, forno de cuba,autoclave de agitação, forno tubular de pressão e célula 
electrolítica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIDADE 2 
2. Princípios de trabalho tecnológico 
2.1 Objectivo específico 
 
Os estudantes depois desta unidade devem capaz de: 
 Identificar as tendências e métodos de trabalho tecnológico 
 Indicar as formas de transmissão calorífica 
 Explicar a lei de condução térmica 
 
2.2. Tendências e métodos 
 Tendências 
 Aplicação máxima do princípio de continuidade de processo; 
 Aumento de rendimento das substâncias e o efeito útil energético; 
 Decurso tecnológico mais curto; 
 Dispêndio técnico mínimo; 
 Transformação do material com alta intensidade; 
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 Obter produtos com a mesma qualidade definida; 
 Aproveitamento óptimo das propriedades de substâncias para alcançar altas 
propriedades de consumo; 
 Dominância total do processo químico-tecnológico; 
 Eficiência e capacidade óptima da instalação. 
A produtividade e a intensidade do trabalho dos aparelhos é a tendência (direcção) mais 
importante do desenvolvimento da técnica 
A produtividade é a característica principal do trabalho das máquinas, aparelhos e fábricas. 
Produtividade (Π): a quantidade de produto fabricado G ou da matéria-prima transformada 
por unidade de tempo τ (Kg/h ou t/h). 
 Π= G/ τ 
A elevação da produtividade do trabalho do aparelho se pode alcançar aumentando suas 
dimensões ou a intensidade do trabalho. 
E a intensificação do trabalho pode se alcançar por duas vias: 
 Melhorando as estruturas das máquinas ou aparelhos; 
 Aperfeiçoando os processos tecnológicos dos aparelhos deste tipo. 
Os métodos tecnológicos principais da intensificação do trabalho dos aparelhos deste tipo 
dado são o aumento da temperatura, pressão e concentração das substâncias reaccionantes em 
combinação com o emprego de catalisadores e a agitação das massas reaccionantes. 
 
2.3.Métodos de trabalho 
 
 Substituição do trabalho descontínuo por contínuo 
 Conduta de material e de energia em corrente contínua, contracorrente, corrente 
cruzada e em circulação; 
 Redução das etapas de um processo; 
 Realização da reacção tecnológica na camada de remoinho em vez da camada a 
granel, se possível. 
2.4. Modos de trabalho 
 
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 Contínuo – é um modo de trabalho em que as etpas de produção estão ligadas uma à 
outra sem interrupção. O aparelho é carregado e realizado subcertas condições e 
finalmente o material é descarregado do aparelho, a temperatura, pressão e 
concentração mantém-se constante, não há repouso. As suas vantagens são: A perca de 
energia é muito reduzida, o aproveitamento de aparelho é muito eficaz, garante 
dispendioso mínimo de mão-de-obra. 
 Descontínuo – no modo de trabalho, o aparelho é carregado com uma carga limitada 
do material, o processo iniciado e interrompido depois de um certo tempo. Durante 
este tempo altera-se a temperatura, a concentração, a pressão e velocidade da reacção. 
O produto é retirado, posteriormente é tratado. A desvantagem desse processo base-se 
no carregamento e descarregamento e perca de muito tempo. 
2.5. Transmissão de calor 
 
Objectivos da adição ou subtracção do calor: 
 Garantir e alterar, respectivamente, as temperaturas pretendidas para as propriedades 
determinadas (por ex., a viscosidade) ou para as condições de reacções favoráveis (por 
ex., reacções catalíticas de gases); 
 Alterar o estado agregativo das substâncias como forma de incentivar a evaporação, a 
condensação, a fusão, etc; 
 Alterar parcialmente o estado agregativo para separar misturas por destilação, 
rectificação, cristalização 
2.6. Formas de transmissão de calor: 
 
 Por condução de calor dentro de um corpo ou entre corpos em contacto directo. 
Ocorre entre as partículas, que transmitem a energia umas às outras. 
Exemplos de bons condutores: os metais. 
 Exemplos de isolantes térmicos: ar, madeira, lã, algodão, etc. 
Nos líquidos e nos gases, a condução térmica é baixa. Por esse motivo é que os gases são 
utilizados como isolantes térmicos. 
 
Lei de condução térmica (Lei de Fourier) 
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Expressão matemática: Φ = Φ =
 
e
KA 12   onde KA – coeficiente de condutibilidade 
térmica 
 Por radiação de calor entre corpos que não se contactam, por falta de qualquer 
meio medianeiro (raios solares). Dá-se em forma de raios de calor que se 
realiza num espaço vazio. 
 Por convecção de calor entre corpos que têm um meio medianeiro (ar). A 
causa desta forma de transmissãoé as moléculas de ar, por ex., que são 
aquecidas. 
Na indústria química o calor é transmitido através de uma parede, na maioria dos casos. 
Ex.: o arrefecimento de um líquido num permutador de calor denomina-se a transmissão 
térmica. Neste caso, o calor é transmitido do corpo 1 pela parede para o corpo 2. 
O calor transmitido Q calcula-se segundo a equação: 
Q = AK∆Tm 
K- constante de transmissão térmica 
A – superfície de troca de calor S 
∆Tm – diferença média entre os corpos 1 e 2 
 
2.7. Correntes de materiais e troca de calor 
 
a) Corrente contínua: as substâncias movem-se na mesma direcção ao longo da parede 
divisória. Na entrada num permutador a ∆Te é maior. A substância mais quente, que 
fornece calor entra em contacto com a substância fria, que absorve calor. Durante a 
passagem no permutador, o calor é transmitido e a diferença reduz-se. Na saída esta 
diferença é menor. 
Em regime estacionário, o fluxo de calor por condução num material 
homogéneo é directamente proporcional à área da secção transversal 
(A) atravessada e à diferença de temperatura entre os extremos, e 
inversamente proporcional à espessura (e) da camada considerada. 
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b) Contracorrente: as substâncias movem-se em direcções contrárias. Na entrada no 
permutador, a substância que fornece calor entra em contacto com a substância que 
absorve calor, mas já pré – aquecida (∆Te). A diferença da temperatura é maior de 
contracorrente. 
 
A diferença média da temperatura calcula-se pela fórmula: 
Ts
Te
TsTe
Tm




ln
)(
 
 
c) Corrente cruzada: os fluidos não se misturam. 
 
2.8. Permutador de calor 
 
Permutadores de calor são aparelhos que permitem a transmissão de calor. O calor é trocado 
através da parede divisória. O caso em que a parede não existe justifica-se pela imiscibilidade 
dos fluidos e chamam-se “de contacto directo”. 
Os permutadores podem ser classificados em: 
 
 Permutador de tubos: consiste num feixe de tubos. Uma das substâncias circula 
dentro do feixe e a outra fora deste, transversalmente, sendo desviado por chicanas 
(chapas de desvio). Através de permutador de tubos as substâncias podem ser movidas 
em contracorrente e corrente cruzada. Estes aparelhos têm um bom rendimento de 
permuta. 
 Permutadores de placa: consiste em várias placas rectangulares, montadas num 
quadro com juntas. As lacunas entre as placas estão ligadas de modo que a substância 
por arrefecer corra ao lado da substância que fornece calor. 
 
2.9. Aplicação de permutadores de calor 
 
Os permutadores de calor aplicam-se em: 
 Ar condicionado e Refrigeração; 
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 Centrais térmicas e Indústria química; 
 Indústria automóvel e Energia solar; 
2.10. Auto avaliação 
a. Indique as formas de transmissão do calor 
b. Identifique as tendências e métodos de trabalho tecnológico 
c. Quais os modo e métodos de trabalhos? 
d. Como consiste a lei de condução térmica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIDADE 3 
3.Indústria Química 
3.1. Objectivo Específicos 
 
Os estudantes depois desta unidade devem saber: 
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 Processo de produção industrial 
 Importância da indústria química 
 Diferenciar laboratório, fábrica e Industria 
 Os principais produtos da indústria química 
 A característica da indústria 
 Matéria prima 
 
3.2.Processo de Produção Industrial 
 
O processo industrial compreende: 
Fase de transformação, aparelhos ligados entre si, bombas, compressores e tubagem 
(instalação de produção ou aparelhagem) e consistem em: 
 Pré – fase ou 1ª fase ou preparação da substância – é uma fase que tem como 
objectivo prepara a transformação da matéria-prima, alteração da propriedade física 
como o caso de britagem, extracção, secagem e trituração. 
 Fase principal ou 2ª fase ou transformação da substância – Esta fase constem na 
transformação dos reagentes em produtos de reacção, alteração das substancias pelas 
reacção químicas processos químicos 
 Fase final ou etapa final ou junção de substância –É a fase em que o produto esta 
acabado é a preparação de uma mistura a partir dos seus componentes ( misturas, 
cortar, embalar) predomina o processo físico.. 
 
3.3. Importância da indústria química 
 
Historicamente, a indústria química desenvolveu-se na Alemanha, na base de produção de 
tintas, a partir do alcatrão, cerca do ano 1860. 
No início do séc. XX havia um desenvolvimento muito forte da indústria química, garante a 
energia necessária nos processos de produção e contribui tanto no aumento de produção 
agrícola e, é a base da extensão qualitativa e quantitativa da matéria-prima. 
Fornece a economia nacional milhões de produtos sem os quais seria impossível a vida da 
sociedade moderna. 
 
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Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
A transformação química dos combustíveis fósseis, isto é, hulha, petróleo, gás natural, etc, 
permite obter coque, combustível para motores, azeites lubrificantes, gases combustíveis e 
grande quantidade de substâncias orgânicas. E as características da indústria química são 
Síntese de variedades produtos a partir de matéria-prima e Dominância do processo de 
transformação de matéria-prima 
3.4.Particularidades da indústria química 
 
 Uso da matéria-prima para a produção de um produto químico; 
Ex.: para a produção de gás de síntese, é importante escolher entre coque, petróleo ou 
gás natural, além da água. 
 Aplicação de processos químicos diferentes; 
Ex.: transformação de cloretos alcalinos (NaCl) em NaOH, Cl2 e H2 com o processo 
de diagrama ou mercúrio, e outros. 
 Produção de produtos finais a partir de um produto inicial; 
Ex.: produção de haletos alquilados, nitroalcanos, etc, a partir de alcanos. 
 Um alto grau de tratamento; 
 Um dispêndio diminuído do trabalho vivo; 
 Uma alta concentração e especialização da produção. 
3.5 Principais produtos da Industria Química 
 Substancia básica inorgânica: H2SO4 , NH3, Na2CO3, Cl2 e adubos minerais. 
 Oleo minerais e produtos de petróleo 
 Substancias básicas orgânicas: Acetileno, olefina, parafina, composto aromático, gás 
de síntese (CO), álcool, esteres, solventes, corantes e tintas orgânicas. 
 Produtos especiais de química técnica: Óleos técnicos, perfumes, detergentes 
 Produtos plásticos PVC, poliolefinas, PAN, penoplasticos, Ps PUR, Silica, 
aminoplastico 
 Fibras químicas: Poliaminol e poliéster fibras PAN 
 Borracha 
 Produtos farmacêuticos 
 
3.6. Matéria-prima 
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Se chama matéria-prima a materiais naturais ou não que sirva de entrada para um sistema de 
produção qualquer na indústria, engloba desde o material concerto para a produção de um 
objecto, quer dizer, é a matéria natural ou não que se utiliza na fabricação de produtos 
industriais. Por exemplo: Para a produção de uma tinta o artista precisa da tinta proveniente 
de corantes. Na área farmacêutica, as matérias-primas são materiais animais, vegetais ou 
minerais com alguma propriedade farmacológico com interesse para prevenir ou curar 
doenças 
 
3.6.1.Classificação da matéria-prima 
 
a) Segundo a sua origem 
 Mineral; 
 Vegetal (ex.: Madeira, algodão, etc) 
 Animal (ex.: leite, etc) 
b) Segundo o estado de agregação 
 Sólidas; 
 Líquidas ( petróleo) e 
 Gasosas (ar, gás natural) 
c) Segundo a sua composição 
 Orgânica e 
 Inorgânica. 
3.6.2.Classificação da matéria-prima na indústria química 
 
a) Orgânica: Petróleo bruto, gás natural, carvão e biomassa. 
b) Inorgânica: Ar, água, sais minerais, e minérios 
A maior matéria-prima orgânica na maior parte são fornecidos de energia primaria.Na indústria química existe uma estreita relação entre a energia a base material (sendo as 
meterias primas e os materiais auxiliares (solvente e catalisadores) 
 
3.6.3 Matéria-prima secundária 
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Elaborado por MCs Sardinha 2019 
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No campo de produção de qualquer produto pode englobar o material produzido servindo de 
matéria-prima com uma classificação secundária ou ateria reciclada 
 
A produção de bens de consumo utilizando matéria-prima secundária é mais económico do 
que a partir da matéria-prima primaria sendo isso proporcionado pelo processo de reciclagem. 
Isso acontece porque a produção com matéria-prima secundária economiza energia, ateria 
prima, recursos hídricos, além de reduzir os custos de controlo ambiental e de disposição final 
dos resíduos. 
 
Exemplo: Na reciclagem de uma tonelada de papel economiza 71% de energia em relação de 
produção de uma tonelada de papel a cerca de 20 árvores de eucaliptos e outro exemplo é a 
reciclagem de plásticos, proporciona, ainda, economia de petróleo, pois utiliza metade de 
necessidade para a produção. 
 
3.6.4 Substância auxiliar 
 
É matéria - prima que ajuda o processo de produção exemplo: Água, ar, ido sulfúrico 
Água é matéria-prima principal para obtenção de hidrogénio e oxigénio pela corrente 
eléctrica, e é como substancia auxiliar quando participa na dissolução, aquecimento e 
arrefecimento das substâncias. 
Catalisadores são substâncias apesar a sua participação sejam insignificante, aceleram ou 
retardam o processo de produção consoante o objectivo a atingir. 
Ar outra substância química que ajuda o processo de produção participando em grande escala 
na produção de ferro e Amoníaco, cimento, cerveja. 
Ácido sulfúrico maiores processos industrias precisa auxílio de ácido sulfúrico, mesmo na 
produção do ácido sulfúrico 
 
 
3.7. Princípios de enriquecimento da matéria prima 
 Separação gravimétrica 
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 Separação electromagnética e electrostática 
 Flotação 
3.8. Energia na indústria química 
Na indústria química têm lugar variados processos ligados com o desprendimento de energia 
ou o seu consumo, ou bem com transformações mútuas da mesma. 
As formas principais de energia: 
 Energia eléctrica; 
 Energia térmica; 
 Energia luminosa; 
 3.9. Desenvolvimento de um processo de produção na indústria 
 
Antes da fabricação de um produto químico numa instalação química, através de um 
laboratório, deve-se fazer: 
 Muitas investigações, 
 Testes e 
 Trabalhos preliminares 
3.10. Auto Avaliação 
a. Química é uma parte integrante de muitos ramos, nisto, faça o esquema que aparece na 
página 1 do manual de química técnica em sua posse, que mostra correlação da 
indústria química com os outros ramos industriais. 
b. Explique os motivos de ante mão das fábricas antes da produção do produto deve-se 
fazer uma instalação, teste e trabalho preliminar 
c. Qual a diferença que existem entre Laboratório, fabrica e industria 
d. Quais as fases de transformação nos processo industrial? E discuta cada uma das fases 
e. Identifique as principais substâncias industriais 
f. Dê conceito de matéria-prima 
g. Qual a diferença que existe entre matéria-prima principal, secundaria e auxiliar. E dê 
os respectivos exemplos de cada tipo de matéria-prima e discute a sua origem, 
composição e agregação. 
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UNIDADE 4 
4.1. Estudo do Carvão 
4.2.Conceito do Carvão 
 
 O carvão é uma substância combustível, sólida, poroso, de coloração negra e de firme 
consistência, resultante da combustão incompleta de materiais orgânicos, produzido pela 
queima de madeira ou por um processo natural a partir de substâncias vegetais submetidas a 
temperaturas terrestres no decurso de cerca de trezentos milhões de anos. 
 
O carvão mineral, que possui cor preta, é um combustível de origem fóssil, formado a partir 
da fossilização de material orgânico, principalmente a Madeira. Ele é encontrado em jazigos 
localizados no subsolo terrestre e extraído pelo sistema de mineração. 
 
Os carvões diferem essencialmente pelas suas propriedades em função da substância a partir 
da qual foram obtidos. Além disso, sempre contém impurezas, que influem sobre as suas 
propriedades. 
 
As alterações climáticas registadas no mundo explicam por que o carvão ocorre em todos os 
continentes, mesmo na Antárctida: Os depósitos carboníferos se formaram de restos de 
plantas acumuladas em pântanos, que se decompuseram, fazendo surgir as camadas de turfa. 
 
As emanações de metano provenientes de falhas geológicas de grande profundidade ou 
transpiração de reservatórios de hidrocarbonetos, alimentam essas regiões pantanosas, 
trazendo metais como níquel, vanádio, mercúrio e outros como também o enxofre, todos eles 
oriundos do manto terrestre, fixando-os junto ao carvão. 
 
As Bactérias retrabalham o metano e outros hidrocarbonetos juntamente com os restos 
vegetais. A elevação do nível das águas do mar ou o rebaixamento da terra provocaram o 
afundamento dessas camadas sob sedimentos marinhos, cujo peso comprimiu a turfa, 
transformando-a, sob elevadas temperaturas, em carvão. 
 
23 
 
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Destacam-se, em geral, dois métodos para determinar a composição dos carvões: a "análise 
elementar", estabelece as percentagens totais dos elementos presentes (carbono, hidrogénio, 
oxigénio, enxofre e nitrogénio); e a "análise aproximada" fornece uma estimativa empírica 
das quantidades de humidade, cinza e materiais voláteis, e de carbono fixo. E carvão pode se 
apresentar de dois tipos: O carvão Natural e carvão Artificial. 
 
4.3.Historial do carvão 
 
A primeira descoberta do carvão mineral, provavelmente ocorreu na idade da pedra lascada. 
Um “homo sappiens” tentou queimar arbustos, folhas secas, e para proteger o fogo, cercou de 
pedras pretas, que se achavam soltas no chão da caverna. 
 
Durante a queima dos arbustos, as pequenas pedras pretas mais próximas do fogo, começaram 
a derreter, soltando fumaça esbranquiçada e depois rolos de fumos marrons alaranjados. Em 
poucos minutos, começaram as grandes chamas desprendendo muito calor, mais forte do que 
o dos arbustos e por período bastante prolongado. 
 
Para surpresa do “homem”, após tanta chama desprendida da pedra, ela própria começou a se 
tornar incandescente, sem pegar fogo, porem desprendidas mais calor do que os arbustos, e 
por muito mais tempo. 
 
4.4. Elemento do Carbono 
 
Esta propriedade, comum a todos os carvões, de produzir, por combustão, dióxido de carbono, 
deve-se à presença de um elemento que é o carbono. A percentagem de carbono nos 
diferentes carvões varia muito de uns para outro. Dentre os carvões naturais o mais rico em 
carbono é o antracite, com 90% a 98%; vêm a seguir a hulha, com 75% a 90%, a lenhite, com 
65% a 75% e a turfa, com 55% a 65%. Nos carvões artificiais encontra-se também 
percentagens variáveis de carbono desde 10% no carvão animal, até cerca de 99% no negro-
de-fumo e carvão de açúcar; no coque anda por 90% e no carvão de madeira, 98%. 
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Nos carvões, o elemento carbono encontra-se em partículas microcristalinas. Por isso a 
estrutura aparente dos carvões é amorfo, isto é, não se mostram em cristais facilmente 
observáveis. Esta a razão por que é corrente chamar-se ainda carvões amorfos. 
 
 O carvão mineral pode ser classificado de acordo com sua concentração de carbono. Quanto 
mais carbono, maior será o nível de pureza e potencial energético. Os tipos de carvão são: 
Turfa (cerca de 50% de carbono), Lenhite (cerca de 70% de carbono), Hulha (cerca de 85% 
de carbono) e Antracite(cerca de 90% de carbono). 
 
O carvão mineral é a principal fonte de geração de electricidade no mundo. O mineral é 
também responsável por cerca de 40% das emissões de CO2 no ar. 
 
O carvão vegetal tem a propriedade de absorver substâncias que, em contacto com bactérias 
intestinais, contribuem para a produção de flatulência. Diante dos resultados de estudos, o uso 
do carvão vegetal é indicado em casos de dores no estômago, mau hálito, aftas, gases 
intestinais, diarreias infecciosas, disenteria hepáticas e intoxicações. 
 
4.5. Origem dos Carvões Naturais 
 
Admite-se que os carvões naturais tiveram como origem uma decomposição lenta, de 
substâncias vegetais que foram ficando submersas nas águas e depois soterrados. Esta 
decomposição foi progressiva, ao longo de milhões de anos, libertando-se vapor de água, 
dióxido de carbono e alguns gases, ao mesmo tempo que as matérias vegetais iam 
enriquecendo em carbono. Por isso, de um modo geral, quanto mais antigo é o carvão, maior é 
a sua percentagem de carbono puro. 
 
A distinção entre os diferentes carvões naturais faz-se pelas suas propriedades já apontada 
atrás. Elas estão em relação com o grau de evolução das matérias originárias. 
 
4.6. Constituição do carvão e suas reservas 
 
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O processo de carbonização criou diferentes tipos de carvão formados sobre o seu tempo. A 
sequência a seguir baseia-se na duração do processo de carbonização: 
Planta → Turfa → Lenhite → Hulha → Antracite (Grafite) 
A turfa é de todos o mais pobre em carbono; é de formação mais recente. Dai o seu poder 
calorífico. Encontra-se, sobretudo, em terrenos pantanosos, formando acumulações 
denominadas turfeiras. E sua composição elementar é: Carbono 60,0%, Hidrogénio 5,5%, 
Oxigénio 32,0% e Outros elementos 2,5%. 
É formado por sphagnum (esfagno, espécie de musgos) e hypnum, mas também de juncos, 
árvores, sob condições geológicas adequadas transforma-se em carvão. 
 
É um produto do primeiro estádio da formação dos carvões fosseis. Ela deposita-se no fundo 
de pântanos a partir das partes atrofiadas dos musgos pantanosos. A imperfeição da turfa 
como combustível é o alto teor de cinzas. Ele aplica-se como combustível local. 
 
Na destilação seca da turfa obtêm-se alguns produtos químicos valiosos, bem como o coque 
de turfa que contém uma pouca quantidade do enxofre, o que permite aplica-lo para fundição 
da gusa de alta qualidade. 
 
 Vêm depois, por ordem crescente de idade e riqueza em carbono, lenhite, a hulha e a 
antracite. Não se podemos esquecer que de num modo geral, pois que numa dada região os 
agentes responsáveis pela transformação dos vegetais (pressão, calor e ausência de ar). Podem 
ter actuado com maior intensidade que em outras e acelerados dessa forma a formação dos 
carvões. 
 
A lenhite é um tipo de carvão com elevado teor de carbono em relação a turfa na sua 
constituição, mas se desgasta rapidamente, pode incendiar-se espontaneamente e tem teor 
calorífico. Tem a cor parda, e é o mais jovem de todos carvões, ele frequentemente conserva 
os vestígios da estrutura de madeira, a partir da qual se formou. A composição elementar é: 
Carbono 65,0% a 75,0%, Hidrogénio 5,0%, Oxigénio 16,0% a 25,0 %, Outros elementos 14 – 
5% .A lenhite difere pela grande higroscopicidade e alto teor de cinzas (7 a 38) e, portanto 
aplica-se somente como o combustível local e como a matéria-prima para a indústria química; 
para a obtenção de combustível líquido, gasolina e o querosene. 
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Hulha é um mineral com cerca de 80% de carbono, encontra-se entre a lenhite e a antracite. 
Esta variedade do carvão mineral tem sido a mola propulsora da indústria desde a revolução 
industrial. De todos os carvões fosseis ele aplica-se mais amplamente. A sua composição 
elementar é: Carbono 80,0% a 85,0 %, Hidrogénio 4,5% a 5,5 %, Oxigénio 12,0% a 21,0 % 
(no carvão sub-betuminoso) e 5,0 a 20,0 % (no carvão betuminoso), Outros elemento 3,5% 
 
A hulha também pode ser classificada em betuminoso e sub betuminoso de acordo com a 
maior ou menor intensidade de carbonização. Sendo o betuminoso depois de lenhite e o sub 
betuminoso antes da antracite. Este é o tipo de carvão que ocorre em Moçambique em 
particular na Província de Tete nas minas de Moatize. 
4.6.1. Pirólise da hulha 
 
A pirólise (destilação) da hulha é feita sob aquecimento de, aproximadamente, 1000º C e na 
presença de corrente de ar. Obtém-se quatro fracções, sendo uma gasosa, duas líquidas e uma 
sólida. 
a) Fracção gasosa: gás de rua ou gás de iluminação (já serviu para iluminar as ruas e hoje 
é utilizada na indústria e como combustível doméstico). 
Composição química: H2 (gás hidrogénio) 50%, CH4 (gás metano) 30% outros 
gases: CO (monóxido de carbono), N2 (nitrogénio), etc. 
 
b) Fracção líquida clara ou águas amoniacais: predomina NH3 (amónia ou gás 
amoníaco). É empregada na preparação de fertilizantes (adubos), ácido nítrico, etc. 
 
c) Fracção líquida escura ou alcatrão da hulha: mais densa que a fracção líquida clara - 
águas amoniacais. 
 
Composição química do alcatrão da hulha, depois de sofrer um novo processo de destilação: 
 Óleos leves: até 150°C, Benzeno, tolueno, Xileno, etc. 
 Óleos médios: de 150°C a 220°C, Fenol, naftaleno, xilenos, etc. 
 Óleos pesados: de 220°C a 270°C, Cresóis, Anilina, naftaleno, fenóis, etc. 
 Óleos verdes ou de antraceno: 270°C a 400°C, antraceno, fenantreno, etc. 
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A finalidade da destilação do alcatrão da hulha é de se obter hidrocarbonetos aromáticos 
(benzeno, tolueno, naftaleno, antraceno, fenantreno, etc.). 
 
d) Fracção sólida: coque (tipo de carvão poroso) que actua como agente redutor na 
produção do ferro na indústria siderúrgica e na produção de gasolina sintética. 
Observação: nas paredes da retorta fica um depósito de carvão utilizado na fabricação de 
eléctrodos, denominado de carvão de retorta. 
Antracite É uma variedade compacta e dura do mineral que possui elevado lustro (Brilho ou 
polimento que se dá a um objecto ou que ele reflecte naturalmente). Difere do carvão 
betuminoso por conter pouco ou nenhum betume (mistura líquida, sólida ou semi-sólida de 
hidrocarbonetos, solúvel em solventes orgânicos, natural ou obtida em processo de destilação) 
e que faz com que arda com uma chama quase invisível. A sua composição elementar é: 
Carbono 90,0%, Hidrogénio 3,0% a 4,0%, Oxigénio 4,0% a 5,0%, Outros elementos, 3% a 
1%. A antracite, criada por metamorfismo e está associada as rochas metamórficas de mesmo 
modo, o carvão betuminoso está associada as rochas sedimentares. 
 
4.7.Carvão Artificial 
 
A transformação da madeira ou qualquer material orgânico em carvão consiste principalmente 
em eliminar toda a água presente nos tecidos da madeira. Para o conseguir, é preciso queimar 
a madeira, limitando a entrada de ar de modo a obter uma combustão muito lenta. Pouco a 
pouco, a água evapora-se e obtêm-se uma matéria negra, dura, frágil e leve. É o carvão que 
sofre acção do homem: carvão de madeira (carvão Vegetal), carvão de animais, negro de 
fumo e coque. 
 
4.7.1.Carvão Vegetal 
 
É obtido no aquecimento da madeira sem acesso do ar. Simultaneamente são captados os 
produtos valiosos da destilação seca (álcool metílico, acido acético e outros). É empregado na 
siderurgia e na forjadura. 
 
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Devido á sua estrutura porosa, o carvão da madeira possui uma alta capacidade adsortiva. 
O carvão vegetal é considerado um fitoterápico, para uso medicinal (carvão activado). Ela 
provém de certas madeiras moles e não resinosas (extraído de partes lenhosas, cascas eserragens), obtidos por combustão incompleta, o que lhe confere a capacidade adsorvente. 
 
O carvão vegetal tem a propriedade de adsorver substâncias que, em contacto com bactérias 
intestinais, contribuem para a produção de flatulência (acúmulo de gases no tubo digestivo). 
Diante dos resultados de estudos, o uso do carvão vegetal é indicado em casos de dores no 
estômago, mau hálito, aftas, gases intestinais, diarreias infecciosas, disenteria hepáticas e 
intoxicações. 
 
Carvão Activado é um material de carbono com uma porosidade bastante desenvolvida. Com 
o recurso a técnicas de absorção de azoto a 77K, pode-se verificar que contém essencialmente 
microporos. 
 
O carvão activado tem a capacidade de colectar selectivamente gases, líquidos ou impurezas 
no interior dos seus poros, apresentando portanto um excelente poder de clarificação, 
desodorização e purificação de líquidos ou gases. 
 
Este tipo de carvão é obtido a partir da queima controlada com baixo teor de oxigénio de 
certas madeiras, a uma temperatura de 800°C a 1000°C, tomando-se o cuidado de evitar que 
ocorra a queima total do material de forma a manter sua porosidade. 
 
Os usos mais comuns para o carvão activado são a absorção de gases (na forma de filtros) e 
no tratamento de águas, onde o carvão se destaca por reter nos seus poros impurezas e 
elementos poluentes. É utilizado em diversos ramos das indústrias química, alimentícia e 
farmacêutica, da medicina e em sistemas de filtragem, bem como no tratamento de efluentes e 
gases tóxicos resultantes de processos industriais. 
 
Devido a sua rapidez de acção, o carvão vegetal é considerado ainda um agente útil no 
tratamento de envenenamentos. O carvão activado liga-se ao tóxico residual no lúmen do trato 
gastrointestinal e reduz rapidamente a absorção deste. 
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Carvão animal ou de ossos - obtêm-se pela calcinação dos ossos sem gordura, possui cerca 
de 7 a 11% de carbono, e cerca 70 a 80 de fosfato de cálcio e de outros sais, difere pela sua 
capacidade adsortiva muito alta, especialmente relativamente aos corantes orgânicos e serve 
de agente descorante nas produções. 
 
Negro de fumo representa o carvão amorfo com uma percentagem de impurezas muito 
reduzidas. Na indústria, obtém-se pela decomposição térmica do metano, bem como pela 
combustão do alcatrão, aguarrás e outras substâncias ricas em carbono com uma falta de ar. É 
usado como pigmento em tintas de impressão, graxas, vernizes negros, pinturas e igualmente 
na produção da borracha, representando sua parte integrante. 
 
Coque é um combustível líquido ou gasoso, que se obtém na destilação seca da hulha. Aplica-
se principalmente na metalurgia para a fundição dos metais a partir dos minérios e é usado 
como redutor na indústria de extracção de ferro e como combustível. 
 
 
4.8.Transformação do carvão 
 
Existem diferentes processos de transformação dependendo da sua estrutura: 
 Carvão sobre acção de CaC2 → Etino (Acetileno) 
 A coqueificação do carvão → Coque, hidrocarbonetos líquidos e gasosos 
 Hidrogenação do carvão → hidrocarbonetos líquidos e gasosos 

 Gaseificação do carvão → Metano, mistura de CO/ H2 
 
4.8.1.Síntese de carbite (Carvão sobre acção de CaC2) 
 
O acetileno foi até aos anos 60 uma das substancie usada na industria química. Através de um 
processo electrotérmico produz-se CaC2. 
CaO + 3C → CaC2 + CO ∆H=+463,00 Kj/mol 
O carbite de cálcio ao reagir com a água forma o acetileno: 
CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2 
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4.8.1.Coqueificação 
 
 A coquedificação ou destilação seca é um processo de aquecimento do carvão, ao abrigo do 
ar. As temperaturas podem variar entre 450 -1400ºC. os produtos são: 
 Gases; 
 Hidrocarbonetos (pez, alcatrão, óleo); 
 Água de decomposição; 
 Resíduos sólidos (o coque). 
 
O coque é o produto principal que é aplicado predominantemente na produção de aço. Além 
do coque tem importância os compostos aromáticos, tais como: Benzeno, Naftaleno, e 
Antraceno, obtidos do alcatrão do carvão. 
1000t de carvão formam: 790t de coque; 10t de (NH4)2SO4; 10t de benzeno; 2t de H2SO4. 
 
 
 
 
 
O processo realizado numa fábrica de coque é esquematizado abaixo: 
 
 Gases H2SO4 Gás de fabrica de coque 
Carvão Forno 
 
 Refrige-
rador 
 Lavagem 
de NH3 
 Refrig
erador 
 Dessu
lfição 
59% de H2 
23% de CH4 
 6% de CO 
 10% de N2 
 Coque Alcatrão (NH4)2SO4 Benzeno H2S 2% de CO2 
 
A coqueificação realiza-se em fornos de câmaras horizontais, retirando as componentes 
voláteis a temperatura entre 1100 – 1400º C. O forno com 0,5 metros de largura, 4 – 6 metros 
de altura e 12 – 14 metros de comprimento. Na sua parte frontal, o forno consiste em portas. 
O aquecimento ocorre na parte lateral. 
31 
 
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São ligados 30 – 40 fornos em baterias, os fornos são carregados pela parte superior de carvão 
em pó. Este processo é descontínuo e demora de 14 – 16 horas. Depois as portas são abertas e 
o coque é retirado. 
 
Os produtos gasosos da coqueificação são retirados das câmaras e arrefecidos. Neste 
arrefecimento, separam-se alcatrão e água, o gás restante é lavado com uma solução de 
H2SO4, transformando o NH3 em (NH4)2SO4, subsequentemente, ocorre a separação de 
benzeno num outro refrigerador. Depois da dessulfitação, o gás pode ser canalizado numa 
rede urbana; o alcatrão é recolhido e tratado através da destilação (rectificação). 
 
4.8.2Gaseificação do Carvão 
 
É o processo técnico mais desenvolvido. O beneficiamento do carvão, para obter produtos 
químicos, ocorre sobre esta transformação. 
 
a) Princípio de reacção: 
O princípio de gaseificação é transformação do carvão com oxigénio (ar) e água: 
Carvão 
 
 – 
 
 
Pela variação da pressão e temperatura, podem ser produzidas diferentes misturas gasosas. 
Uma parte do carvão, é usada para a produção de calor necessário (combustão). As reacções 
químicas do processo são as seguintes: 
 
Oxidação: C + O2 → CO2 ∆H=-30 kj/mol 
 C + 1/2O2 → CO ∆H = -111 kj/mol 
 CO + 1/2O2 → CO2 ∆H= -284 kj/mol 
 2H2 + O2 → 2H2O ∆H= -483 kj/mol 
Conversão: CO + H2O → CO2 + H2 ∆H= -42kj/mol 
Hidrogenação: C + 2H2 → CH4 ∆H= -83 kj/mol 
 CO + 3H2 → CH4 + H2O ∆H= -205 kj/mol 
Equilíbrio de BOUDOUARD: C + CO2 → 2CO ∆H= +159 kj/mol 
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Formação de gás de água: C + H2O → CO + H2 ∆H= +118 kj/mol 
 C + 2H2O → CO2 + 2H2 ∆H= +162 kj/mol 
 
Os processos cinéticos na gasificação do carvão são mais complexos. As reacções 
exotérmicas e endotérmicas decorrem simultaneamente. As temperaturas e pressão 
influenciam consideravelmente na decomposição do gás. Por exemplo, o aumento da 
percentagem do metano, deve-se aumentar a pressão para favorecer os equilíbrios da 
hidrogenação de C e CO. 
O aumento da temperatura favorece a formação de CO e H2, em quanto que a formação do 
CH4 é reduzida, assim como é reduzido o teor de hidrocarbonetos elevado, tais como, 
alcatrão, fenol, etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Realização do processo 
Conforme as condiçõesde reacção (temperatura e pressão) e o tipo de gaseificação (aplicação 
do ar, ’agua e oxigénio puro) resultam diferentes misturas gasosas. 
 
Tabela 2: Gaseificação 
Gaseificação Tipo de gás Componentes Aplicação 
Ar/ vapor Combustível (gás de 
gerador) 
CO, H2 e N2 (pouco 
CH4) 
Gás combustível 
Ar/vapor/pressão Gás combustível CO2, H2 e N2 (mais 
CH4) 
Gás combustível 
33 
 
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Oxigénio/vapor Gás de síntese CO2 H2 Síntese química 
Oxigénio/vapor/pressão Gás doméstico H2, CO, CH4, CO2 Gás combustível 
 SNG (gás 
sintético natural) 
CH4(CO2) Substituinte do gás 
natural 
 
Caso, o produto desejado seja gás de síntese, a relação CO: H2 tem de ser exacta, a realização 
deste processo é determinada em grande parte pela aplicação que se segue. A gaseificação 
realizada no reactor consume calor através da combustão de 1/3 de carvão com a inclusão de 
oxigénio. Este processo é denominado auto – térmico. A gaseificação pode ser realizada em 
três variantes, que são: 
 Em camada a granel; 
 Em canada de remoinho e; 
 Em nuvem de pó movediço. 
 
Gerador de gás na gaseificação do carvão 
 Gás bruto 
 
 
 
 Carvão → 
 Vapor + O2 → 
 
 
 
 
4.8.3.Gaseificação segundo LURGI (de pressão) 
 
Num reactor com camada a granel, de um diâmetro de alguns metros, o carvão em pedaços é 
gaseificado sob pressão com uma mistura de vapor de água e oxigénio. O carvão é 
introduzido pela represa e passa para a parte baixa do reactor. O meio de gaseificação, o 
oxigénio, é introduzido em contra corrente com um bom aproveitamento de calor. Forma-se 
34 
 
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um gás de síntese, contem cerca de 10% de CH4. É necessário um tratamento intensivo do 
gás, sendo o gás útil para a substituição do gás natural (SNG). 
 
4.8.4.Gasificação segundo WINKLER 
 
Trata-se de um processo com corrente contínua, o qual se realiza a temperaturas inferiores ao 
ponto de fusão da cinza. Por causa da corrente, o processo é energeticamente desfavorável. 
Sob pressão atmosférica, somente pode gasificar-se a Lenhite. Geradores deste tipo são 
aplicados em países em desenvolvimento, para a obtenção do gás de síntese na produção de 
adubos e minerais. 
 
4.8.5.Gaseificação segundo KOPPERS – TOTZEK 
 
O meio de gasificação é o carvão pulverizado e são conduzidos em corrente contínua. A 
transformação realiza-se a temperaturas altas com alta velocidade de reacção. A vantagem 
deste processo, é a possibilidade de transformar todos os tipos de carvão, e a desvantagem é o 
alto consumo de energia. Também se produz o gás de síntese para adubos. 
 
Tabela 3: Composição do gás bruto nos diferentes processos 
Composição em % LURGI WINKLER KOPPERS –TOTZEK 
H2 37-39 35-46 29-32 
CO 20-23 30-40 55-58 
CO2 27-30 23-25 10-12 
CH4 20-12 1-2 0,1 
 
a) Química do gás de síntese 
Existem muitas possibilidades de aplicação de gás de síntese, actualmente, é obtido na sua 
maioria, em bases petrolíferas, mas sempre seria possível a substituição pelo carvão 
 
 
Hidrogénio Amoníaco 
 
Carvão Petróleo bruto/gás natural 
35 
 
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Ácido acético CO/H2 Metanol 
 
Redução de minérios Óxi – síntese 
 
CO (puro) 
 
Com pressuposto futuro de um gás de síntese, produzido a partir do carvão que é abundante e 
oportuno no preço, ganharão importância novos métodos na produção de compostos químicos 
básicos. Os compostos básicos intermediários alifaticos, podem ser obtidos a partir do carvão, 
através da síntese de FISCHER – TROPSCH. As condições da reacção, são: 180-250º C e 1-
30 bar. CO, H2 cat parafinas + H2O 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.9. Substituição possível do petróleo bruto pelo carvão 
 
Existem diferentes possibilidades para a substituição do petróleo bruto pelo carvão. 
 
36 
 
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Gás de síntese 
(compostos oxigenados, 
metanol) 
 
 Gaseificacão 
 
Acetileno Carbite 
 
Petróleo 
bruto 
 Carvão 
 
 
 
 
 
 
As possibilidades 
técnicas de uma substituicao devem ser sujeita ao ponto de vista económico e ecológico. 
 
4.10.Transporte de carvão mineral em Moçambique 
 
Há uns anos foram descobertas em Tete grandes jazigos de carvão, metalúrgico e térmico, 
que, segundo peritos, poderão mesmo ser as maiores do mundo. Em 2007, a empresa de 
mineração brasileira Vale, a segunda maior do mundo no sector, instalou-se na região e pouco 
tempo depois veio a Anglo-Australiana Rio Tinto (na altura da chegada chama-se ainda 
Riversdale). Além destas duas, também várias outras empresas mais pequenas estão activas na 
região. Em Tete, quase todo o investimento directo estrangeiro é injectado no sector mineiro. 
 
 
 
 
 
4.11.Importância do carvão 
 
Compostos aromáticos Hidrogenação ou 
Gaseificação (metanol) 
Olefinas Hidrogenação/ 
gaseificação (metanol) 
37 
 
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Apesar de ser conhecido há muito tempo, o carvão mineral assumiu importância mundial a 
partir do século XVIII, com a Revolução Industrial, e se constituiu como uma fonte de energia 
básica até a primeira metade do século XX, quando foi superado pelo petróleo. 
Apesar disso, continua sendo uma das mais importantes fontes de energia da actualidade. 
Também revolucionou a indústria, os transportes (navegação e ferrovia à vapor) e a 
termoeletricidade (usinas termoelétricas). Ainda hoje é empregado nas siderúrgicas (carvão 
coque) e na produção de eletricidade (termoelétricas). 
 
O carvão é bastante utilizado tanto para gerar energia elétrica em usinas termelétricas quanto 
como matéria-prima para produzir aço nas siderúrgicas. 
 
Os altos-fornos dessas indústrias exigem um carvão mineral de alta qualidade, que não 
possuam resíduos: um carvão com alto poder calorífero (que produz muito calor, muita 
energia), com elevada concentração de carbono. 
 
Além desses usos, do carvão mineral pode-se obter gás de uso doméstico (gás de rua). Existe 
o carvão vegetal, produzido pelo homem através da queima de madeira e de uso bem menos 
importante (padarias, restaurantes e residências), mas é o carvão mineral – que também foi 
produzido pela queima de florestas, embora não pelo homem e sim pela natureza, há milhões 
de anos – que possui maior poder calorífero e tem uso industrial intenso. 
 
Esse recurso natural (o carvão mineral) aparece em terrenos sedimentares, especialmente nos 
dos períodos carbonífero e Permiano, da era Paleozóica. 
 
Existem diferentes tipos de carvão, alguns de melhor qualidade como fonte de energia e 
outros de poder calorífero inferior. A hulha, que é o tipo mais abundante e mais consumido 
no mundo (cerca de 80% do total), e o antracite, é o mais puro, mas também o mais raro, 
representando apenas cerca de 5% do consumo mundial. 
 
38 
 
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4.12. Reservas Mundiais 
Praticamente 90% das reservas de carvão mineral, assim como das reservas de petróleo, 
encontram-se localizadas no hemisfério norte, bem como desertos, indicando que havia 
oceanos, onde actualmente quatro países detêm as maiores reservas: 
 
Rússia 56.5% Estados Unidos 19.5% Ásia - China 
9.5% Canadá 7.8% Europa 5.0% África 1.3% Outros 0.4% 
 
4.13. Auto avaliação 
a. Dê conceito de carvão e distingue os carvões quanto a origem e composição química 
b. Quais dos carvões hulha ou antracite é de formaçãoantiga? Justifique 
c. A combustão do coque deixa maior, ou menor resíduo de cinza que a da hulha? 
Justifique 
d. Quais são os três componentes do gás da hulha? E faça uma exposição esquemática 
concisa sobre o processo realizado no fabrico de coque. 
e. Resumidamente explique o processo de gasificação do carvão e Explique como 
funciona o gerador de gás na gasificação do carvão 
f. Identifique os processos de gasificação de LURGI, WINKLER e TOTZEK. E desenhe 
os seus geradores. 
g. Que tipo de analise são feitas para a determinação do tipo de carvão e Quais as 
importâncias dos carvões? 
h. Escreva as estruturas de lenhite e antracite. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
39 
 
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UNIDADE 5 
5. Estudo Gás Natural 
5.1. Conceito Gás e Gás Natural 
Gás é o conjunto de moléculas (ou átomos) em movimentos permanente e aleatório, com 
velocidade que aumenta quanto a temperatura se eleva, também gás pode ser uma substancia 
que se expande espontaneamente para preencher completamente o seu recipiente de forma 
uniforme. 
 
E gás natura, é um combustivel fóssil catalogado como uma das fontes de energias mais 
limpa, segura e útil. Tipicamente está composto por metano (95% ou mais), propano e outros 
componentes mais pesados. Não tem cor e nem , em geral, encontra-se de forma natural com 
outros hidrocarbonetos mais pesados. No momento da sua extracção, o gás natural contém 
impurezas como água, ácido sulfúrico, dióxido de carbono e nitrogénio, que devem ser 
removidas antes ser transportado e comercializado. 
 
Em geral, é uma mistura de hidrocarboneto de cadeia curta, isto é, formada maioritariamente 
por composto de serie dos alcamos até (4) átomos de carbono. E também, se encontram o 
nitrogénio e Hélio em pequena percentagem. 
 
5.2 Origem do gás natural 
 
 Gás natural formou-se a milhares de anos, a maior aparte da terra estava coberta pelo mar, 
que continha uma grande variedade de vida vegetal e animal e quando os animais e plantas 
morreram, os seus restos afundaram-se ao leito marinho e era coberto por lama, areia e 
sedimentos. Essas camadas foram sendo gradualmente comprimidas até formarem rochas 
sedimentares, e os restos dos animais e plantas em decomposição transformaram-se em gás e 
em petróleo por acção do calor e da pressão. 
 
Com o passar do tempo, as camadas rochosas moveram-se e o gás e o petróleo firam retidos 
em camadas de rochas porosas. Acredita-se que o gás natural se formou a partir de 
40 
 
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substâncias orgânicas em decomposição no fundo mar ou da terra associado ou não ao 
petróleo durante a formação de rochas porosas da rocha mãe “crusta terrestre” a 200 milhões 
de anos 
Em Moçambique (Fábrica da Empresa Sasol Petroleum Temane) a origem do gás natural em 
Inhanbane foi devido as estruturas geológicas da crusta terrestre ter ajudado a reter o gás 
natural a partir da decomposição lenta de restos de animais e plantas no interior da terra de 
Temane e Pande 
 
O gás natural da origem da província de Inhambane concretamente na zona de Temane é 
transportado para África do sul através de gasoduto. 
A fábrica de Temane compreende 23 furos, sendo 21 para extracção de gás e dois para 
depósitos de subprodutos. Destes 21 poços apenas 12 poços estão em funcionamento, e dos 12 
poços, 7 são novos enquanto 5 poços existiam há mais de 20 anos, apenas foram desactivados. 
Os poços (T-Temane) T3, T4, T5, T12, T13 e T15 são mais produtivos por serem mais permeáveis 
enquanto os T6, T7, T8 e T16 são menos produtivos por causa de serem menos permeáveis e T9 
e T14 encontram-se localizados ao ocidente do rio Govuro 
 
Para evitar o transporte de partículas sólidas (no caso de areia) durante a extracção do gás 
natural são colocados no fundo filtros, e durante o processo de produção do gás, separam-se 
do gás, água e o condensado
1
, produto secundário, que são depositados nos poços T23 e T22 
respectivamente, situado ao ocidente do rio Govuro. A formação dos poços de Temane e 
Pande obedeceu as novas tecnológicas internacionais. 
 
A composição química do gás de Temane é construída, maioritariamente, por alcanos, átomos 
de carbonos ligados entre si, através de ligação covalente simples com hidrogénio. Cada 
átomo de carbono liga-se ao átomo vizinho formado uma cadeia acíclica, isto é, aberta. E a 
composição do gás natural apesar ser composto por ligações de carbono, depende da região 
aonde é formado e a composição do gás natural de Temane vária de C1 a C14 e, é diferente 
das outras reserva de vários continentes do mundo devido a existência de tipos de vegetações 
e espécie animal diferente. 
 
1 Fracções liquidas de gás natural obtida no processo se separação normal de campos, mantidas na fase liquida nas condições de pressão 
temperaturas de separação (ALADDIN, 1999:25) 
41 
 
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5.3. Exploração do Gás Natural 
A exploração é a etapa inicial dentro da cadeia de gás natural, consistem em duas fases: 
A primeira fase é a pesquisa onde, através de testes sísmicos, verifica-se a existência em 
bacias sedimentares de rochas reservatórios (estruturas propícias ao acúmulo de petróleo e gás 
natural). Caso o resultado das pesquisas seja positivo, inicia-se a segunda fase, e é perfurado 
um poço pioneiro e poços de delimitação para comprovação da existência gás natural ou 
petróleo em nível comercial e mapeamento do reservatório, que será encaminhado para a 
produção. 
 A exploração é feita utilizando poços de perfuração para leva-lo a superfície por meio de 
ductos, na maioria dos poços a pressão do gás natural é suficiente para joga-lo para fora e 
conduzi-lo por tubulações ate ao ponto de colheita. Após de ser processados, o gás natural é 
comprimido e distribuído. 
Os reservatórios de gás natural são constituídos de rochas porosas capazes de reter petróleo e 
gás, em função do teor de petróleo bruto e de gás livre 
 
5.4. Propriedade do Propano e Butano como Componente do Gás da Cozinha 
 
O Gás Natural Liquefeito ou Gás Petróleo Liquefeito GNL e GPL respectivamente, termo 
aplicado ao produto (mais correctamente as fracções) de gás natural e de petróleo que a 
temperatura e pressão ambiental, têm a forma de vapor, mas que pode ser liquefeito por 
ligeira compressão ou por arrefecimento. Estes gases são propano e butano ou misturas de 
ambos que são transformados em líquidos, e o seu volume diminui 600 vezes 
consideravelmente a seu original, requerendo menos espaço. 
 
O seu produto é portanto armazenado e transportado facilmente na sua forma liquida, e para 
facilitar maior detenção, é costume acrescentar uma quantidade mínima de sulfureto de 
dimetilo [ (CH3)2S] para lhe dar um mau cheiro, afim das pessoas se aperceber se houver fuga 
e ficarem alarmada, por isso, é fedorento, incolor não tóxico e ninguém morre por 
envenenamento, mas pode morrer por asfixiamento. 
http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Bacias_sedimentares&action=edit&redlink=1
42 
 
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Quanto a densidade do GNL são mais pesados do que o ar e por isso tendem a concentrar-se 
em locais baixos, fossas, drenos etc., onde a acção dispersivas do vento não se faz sentir com 
grande intensidade. Quando o GNL se escapa aumenta o risco de eventual ignição. Este facto 
de se concentrar nos locais mais baixos, tendência de se espalhar no chão, são aspectos muito 
importante para tomada de medidas de segurança nas residências e áreas armazenados o GNL 
Ponto de ebulição e calor latente duma substância, é quando uma substancia está a mudar de 
fase a sua temperatura não se altera e o calor fornecido é consumido nas rupturas das forças 
atractivasque ligam as moléculas vizinhas. E sendo um fenómeno do GNL que , ao mudar do 
liquido para gás, consome o calor em seu redor, calor esse conhecido como calor latente, 
ponto de ebulição do GNL é muito baixo (-0,6 
0
C para o butano e -42 
0
C para o propano), a 
temperatura do espaço junto de uma fuga ( controlado ou não), pode, na pior das condições, 
baixar para aquela temperatura. O GNL liquido na pele, ao evaporar consome o colar latente 
da pele, resultado no arrefecimento rápido dos músculos e respectiva ulceração (TEIXEIRA, 
1974:108). Por isso o uso de vestuário de protecção (luvas, vioes aventais, botas e óculos etc). 
é importante para manter a segurança durante os serviços de manuseamento uma vez o liquido 
transforma se em função do calor recebido. 
A combustão de diversos tipos de combustivel é geralmente acompanhada de uma chama. 
Uma chama representa gases ou vapores que ardem que se encontram a uma temperatura 
muito elevada. A chama desenvolvida durante a combustão do GNL a partir do fogão da 
cozinha é limpa e durante a combustão, não existe emissão da partícula de carbono devido a 
falta de luminosidade da chama, uma vez que não tem partículas de carbono incandescente, 
proveniente da decomposição dos gases do cone escuro cómoda vela ou lenha. A temperatura 
da zona principal azul pálida da chama é pelo contrário muito elevada ultrapassando 100
 0
C e 
por vezes 1500
0
C dependendo da pressão que a mistura de gás e o ar teórico
2
 que sai da boca 
do fogão. 
5.5. Composição do Gás Natural 
O gás natural é formado por uma cadeia de hidrocarbonetos, compostos químicos formados 
basicamente por átomos de carbono e hidrogénio. O componente principal do gás natural é o 
metano (CH4). O restante de sua composição é formado por pequenas parcelas de etano, 
 
2 Volume de ar quimicamente exacto, necessários para a combustão de uma quantidade especifica de combustivel (TEIXEIRA, 1974:32) 
43 
 
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propano e outros hidrocarbonetos de maior peso molecular. O que faz dele combustível 
menos poluente é o fato de apresentar como produtos de combustão, além de vapor de água e 
dióxido de carbono, baixos índices de óxidos de enxofre e fuligem. 
A composição do gás natural pode variar bastante de campo para campo ou essa composição 
pode variar a partir do reservatório onde o gás é encontrado, O que depende de ele estar 
associado ou não ao óleo e também de ter sido ou não processado em unidades industria 
Normalmente apresenta baixos teores de contaminantes, como nitrogénio, dióxido de carbono, 
água e compostos de enxofre. 
Tabela 4: Composição padrão do gás natural e algumas propriedades físicas. 
 
Nome 
 
Fórmula 
Ponto 
de 
ebulição 
Ponto de 
fusão 
Em % Estado físico 
(condições 
de CNTP) 
 
Metano CH4 -162 -182,5 88.045 Gás 
Etano C2H6 -89 -183,3 6.682 Gás 
Propano C3H8 -42 -189,5 0.288 Gás 
Iso butano C4H10 -0,5 -138,6 0.457 Gás 
Normal butano C4H10 -0,52 -138,4 0.142 Gás 
Iso Pentano C5H12 36,3 129,5 0.114 Liquido 
Normal Pentano C5H12 36,1 129,2 0.140 Liquido 
Hexano e 
superior 
C6H14 e CnHn+1 69 e 126 95,3 0.781 Liquido e 
sólido 
Nitrogenio N -195,8 -210 0.00 Gás 
Oxigenio O -183 -218,3 1.446 Gás 
Dioxido de 
carbono 
CO2 
 
- - Gás 
 
44 
 
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5.6. Produção e economia do gás natural 
Com base nos mapas do reservatório, é definida a curva de produção e a infra-estrutura 
necessárias para a extracção, como boa parte do gás é utilizada pela própria unidade de 
produção é verificada a viabilidade de se comercializar o excedente de gás, caso a 
comercialização do gás não seja viável, normalmente pelo elevado custo na implantação de 
infra-estrutura de transporte de gás, o excedente é queimado. 
As reservas do gás natural no mundo variam entre 400 biliões t unidades de carvão (350000 
biliões de m
3
). Este valor corresponde a ¾ das reservas do petróleo bruto. As maiores reservas 
localizam-se na Rússia 38%, Arábia Saudita 24%, América do Norte 13% e África 9%. O gás 
natural é actualmente um grande fornecedor de energia. Devido a sua pureza (não contem 
lanuagem poeira, muito pouco SO2 na sua combustão) aplica-se como gás de aquecimento 
doméstico e em centrais calorífico para as turbinas de gás. Como formas de melhorar a 
protecção do meio ambiente é aconselhável usar o gás natural em vez do petróleo bruto, 
também do ponto de vista económico. 
5.7. Tratamento do gás natural 
O gás natural quando é capturado por uma plataforma de produção, raramente está em 
condições de ser utilizado imediatamente. 
Apesar do nome gás natural e em tese estar pronto para o consumo, é necessário passar por 
processo de tratamento para a retirada de impurezas, vapor de água, compostos de enxofre e 
45 
 
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etc, O gás natural vindo do campo de produção pode conter contaminantes que são 
classificados em dois tipos básicos: Inertes e Gases Ácidos. 
 
Os inertes estão sempre presentes no gás e são o nitrogénio e o vapor de água. Os gases 
ácidos, assim chamados por formarem soluções ácidas quando na presença de água livre, 
englobam o gás carbónico (CO2) e os compostos de enxofre, a saber, o gás sulfídrico (H2S), 
sulfeto de carbonila (COS) e dissulfeto de carbono (CS2). O tratamento é o conjunto de 
processos aos quais o gás será submetido para remoção ou redução dos teores de 
contaminantes para atender as especificações de mercado, segurança, transporte ou 
processamento posterior. Evitando assim a condensação de fracções mais pesadas no decorrer 
do transporte via gasoduto, e minimizar os efeitos corrosivos nas tubulações. 
5.7.1. Transporte na Fase Gasosa 
O transporte é realizado há altas pressões na temperatura ambiente, Para pequenas 
quantidades e distâncias, o transporte do gás natural no estado gasoso comprimido pode ser 
realizado através de barcaças ou caminhões-feixe e armazenado em feixe tubulações 
comprimido a pressões de cerca de 230 Kgf /cm 
2
, o volume é da ordem de 5000 m 
3
 de gás 
natural por reboque, para o caso do transporte rodoviário. 
No caso de grandes volumes em regime de operação contínua nas mais variadas distâncias o 
transporte por gasodutos a pressões de até 120 Kgf/cm 
2 
se apresenta como meio de transporte 
económico e confiável. 
5.7.2. Transporte na Fase Líquida 
O gás natural para se tornar líquido é refrigerado e mantido à temperatura de -160 graus 
centígrados à pressão próxima da atmosférica, exigindo um complexo sistema de 
armazenamento e transporte específico para operar com o gás natural nessas condições. 
Pode-se dizer que, em média de 600 m
3
 de gás natural quando liquefeitos ocupam l m
3
 razão 
pela qual esta é a forma mais conveniente para ser transportado em navios ou barcaças e 
armazenado no terminal. 
46 
 
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O Transporte marítimo de Gás Natural Liquefeito (GNL) é efectuado em navios com 
capacidade de até 125000 m
3
 de gás natural liquefeito (GNL) e o fluvial através de barcaças 
ou navios de pequeno porte com capacidade variando de 600 à 6000 m
3
 de gás natural 
liquefeito (GNL). 
Normalmente, o terminal marítimo armazena o Gás Natural Liquefeito (GNL) em tanques 
criogênicos e o gás natural é enviado ao sistema de transporte rodoviário com o auxílio de 
bombas centrífugas e vaporizador de Gás Natural Liquefeito (GNL). 
O Transporte terrestre pode ser efectuado através de caminhões - tanque ou vagões - tanque 
com capacidade da ordem de 35 m
3
 de Gás natural liquefeito (GNL). Os tanques são 
fabricados com aço e isolamento térmico especial para manter o gás natural na fase líquida e, 
por este motivo, os custos são muito elevados.5.8. Armazenamento do Gás Natural 
O Gás Natural pode ser armazenado na forma líquida e gasosa para gerar economia e 
equilibrar a demanda durante períodos sazonais. É composto basicamente de metano (70% a 
95%) e outros hidrocarbonetos saturados (Etano, Propano, Butano, etc). Além de conter 
impurezas em pequenas quantidades como água (H2O), Gás carbónico (CO2), Gás sulfídrico 
(H2S). 
O gás natural, como a maioria das outras commodities, pode ser armazenado por um período 
indeterminado de tempo. A exploração, produção e transporte de gás natural leva tempo e, 
como o gás natural nem sempre é necessário imediatamente, pode ser injectado em 
instalações de armazenamento subterrâneo. 
Existem três tipos de armazenamento subterrâneo: Reservatório de gás esgotado, reservatório 
de gás aquífero e caverna de sal. Como reservatórios aquíferos e reservatório de gás 
esgotados, além de cavernas de sal são comummente utilizadas para o armazenamento de gás 
subterrâneo. Nestes casos, a pressão de armazenamento pode atingir cerca de 250 kgf /cm
2
 
47 
 
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possibilitando armazenar cerca de 400 m
3
 (20ºC e 1 atm) de gás natural em l m
3
 de 
reservatório. 
Alem de armazenamento subterrâneo, no entanto, o gás natural pode ser guardado como Gás 
Natural Liquefeito (GNL). O Gás Natural Liquefeito permite que o gás natural seja 
transportado e armazenado em forma liquida, O gás natural torna-se líquido à pressão 
atmosférica quando refrigerado à temperatura da ordem de -160 ºC, exigindo complexos 
sistemas de tratamento retirada de C3+ - H2S, CO2, H2O e outros, Em média, 600 m
3
 (20ºC e 1 
atm) de gás natural quando liquefeitos ocupam o volume de l m
3
, o que torna bastante atraente 
este tipo de armazenamento ou seja ocupa muito menos espaço que o gás natural gasoso. 
Tradicionalmente, o gás natural tem sido um combustível sazonal, ou seja, a demanda por gás 
natural é geralmente mais elevada durante o inverno no hemisfério norte, em parte porque ele 
é usado para o aquecimento em ambientes residências e comercias. Armazenando o gás 
natural desempenha um papel vital na garantia de que qualquer excesso de oferta entregue 
durante os meses de verão estará disponível para atender a crescente demanda do mês de 
inverno. 
 
5.9. Aplicação do Gás Natural 
O gás natural é amplamente utilizado nas Indústrias, Comércio, Residência, Veicula e na 
Geração de Energia Eléctrica. 
 Na Indústria é utilizado como combustível para fornecimento de calor, como matéria-prima 
nos sectores químicos, petroquímico e de fertilizante, como redutor siderúrgico e geração de 
electricidade. 
No Comércio e Serviços o gás natural pode ser usado para climatização de ambientes, 
produção de água quente e cocção, ele substitui como vantagem o GLP e óleo diesel e a lenha 
(em padarias e restaurante). 
48 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
Na Residência O gás natural pode ser usado não só em chuveiros e fogões, mas também em 
saunas, aquecedores de piscina, lavadoras/secadoras de roupa, sistemas de refrigeração, 
lareiras, aquecedores de ambiente e até em churrasqueiras. 
Como combustível veicular o gás natural é utilizado em automóveis, onibus, camiões 
substituído a gasolina, álcool e óleo diesel, o gás natural recebe o nome de "gás natural 
veicular – GNV", oferecendo vantagem no custo por quilómetro rodado. Como é seco, o gás 
natural não provoca resíduos de carbono nas partes internas do motor, aumentando sua vida 
útil e o intervalo de troca de óleo, além de reduzir significativamente os custos de 
manutenção. Do ponto de vista ambiental, o GNV é considerado um combustível ecológico, 
pelo fato de sua queima emitir menos poluentes que os demais concorrentes. 
Estando em expansão com fonte de matéria-prima, assim com de energia o gás fornece hoje 
muito dos valiosos subproduto, antes obtido apenas a partir do carvão e petróleo. 
O Metano, o principal componente do gás natural, quando é feito reagir com vapor do ar, 
produz certas substancia química, muito úteis no fabrico de coisas tão díspares como, corante 
e detergente, medicamento e anticéptico. Outros componentes, o Etano, é separado para 
produzir o etileno. Este é usado para fazer objecto de plástico para fazer objecto de plástico, 
como calçado, oleado e telhas. 
O amoníaco é um importante subproduto do gás natural ao aquecer – se o gás o seu conteúdo 
de carbono é removido, deixando o hidrogénio, este misturado com azoto forma amoníaco. É 
uma importante fonte de material para fibra sintética. Como o nylon, o dracon, e orlon, que 
substituíram em ponte o algodão e a lã. Os polímeros usado em corante e explosivo e no 
fabrico de estufa de borracha, baseiam-se no amoníaco. 
 
5.10. Importância do Gás Natural 
 
Para a maioria das pessoas o gás natural é apenas um meio de cozinhar e de aquecer a casa. 
Contudo, esta fonte vital de energia serve para muito mais. É o combustível de centrais de 
energia, de fábrica e ate de veículo como matéria-prima, o gás tem um papel de relevo no 
49 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
fabrico de cetenas de produtos tais como: adubo, corante, detergente ate proteína essências 
para alimento do mundo de hoje pode ser obtida através de gás natural. 
 
5.11. Auto avaliação 
a. Há milhares de anos, a maior parte da terra estava coberta pelo mar, que continha uma 
grande variedade de vida vegetais e animal e quando as plantas e animais morreram, 
os seus restos fundaram no leito marinhos formaram gás natural e petróleo. 
Fundamente a afirmação e Explique as razões possíveis existência de gás natural junto 
com petróleo no mesmo poço de extracção 
b. A prospecção do gás natural em Moçambique, no ponto de vista, ainda não terminou 
porque pose haver jazigos não descoberto ao nível do oceano Indico. Explique porque 
no oceano Indico. 
c. Indique três aplicações e três importâncias do gás natural 
d. Explique as diferenças que existe entre gás natural associado e não associado 
e. Em Moçambique até na cidade de Quelimane vende-se gás da cozinha para vários 
fins. Explique como é gás se lá na botija contém um liquido 
f. O gás não tem cheiro e explique porque o gás da cozinha tem cheiro 
g. Em Moçambique aonde Há extracção do gás natural e como é transportado 
 
 
 
 
 
 
UNIDADE 6 
6 Estudo do Petróleo Bruto 
6.1. Conceito, Origem e poço do petróleo bruto 
6.2.Conceito do petróleo natural 
O petróleo natural ou óleo mineral é um liquido escuro, acastanhado, espesso, de cheiro 
desagradável, que se extrai de jazigos subterrâneo existentes em muitas regiões do globo 
 
50 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
É combinação complexa de hidrocarboneto, composta na sua maioria de hidrocarbonetos 
liquido e sólido (alifáticos, alicíclicos e aromáticos), podendo conter também quantidade 
pequenas de nitrogénio, oxigénio, composto de enxofre e iões metálicos, principalmente de 
níquel e vanádio. A composição da mistura varia de região para região. 
 
Esta categoria inclui petróleos leves, médios e pesados, assim como os óleos extraídos de 
áreas impregnadas de alcatrão. Materiais hidrocarbonetos que requerem grandes alterações 
químicas para sua recuperação ou conversão em matérias-primas para a refinação do petróleo 
tais como óleos de xisto crus, óleo de xisto enriquecido e combustivel líquidos de hulha não 
são incluem neta definição. 
 
6.2.1. Origem do Petróleo bruto 
 
A origem do Petróleo é bastante controvérsia, várias são as teorias que tentam explicar, 
algumas defendem a origem orgânica e outras inorgânica. As mais curiosas delas são a da 
formação principalmente pela decomposição da matéria orgânica de plâncton marinho, sobre 
tudo o remanescente das plantas marinhas transformando se em sedimentos no momentoda 
decomposição, e a de inversão da atmosfera da terra originalmente composta por gás 
carbónico (CO2), que explicaria o volume de petróleo existente no subsolo da terra. 
 
O petróleo bruto é de origem marítima, formado a milhões de anos pela decomposição de 
resíduos de base vegetal e animal”.. 
A existência de compostos complexos (Metal–Porfinas), esteróides, derivados de isopreno e 
das substâncias opticamente activa comprovam a origem biológica do petróleo bruto. 
 
6.2.2. Poço de petróleo 
 
O petróleo encontra-se a maior ou menor profundidade, impregnando camadas de área ou 
formando bolsas subterrâneas entre as camadas impermeáveis. Na parte inferior há 
geralmente uma camada de água salgada, sobre ela, o petróleo, que menos denso, e acima da 
superfície deste acumulam-se gases comprimidos, dos quais o metano constitui a parte mais 
abundante. A essa mistura gasosa dá-se o nome de gás natural. 
51 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
 
Os hidrocarbonetos, portanto, ocupam espaços porosos nas rochas, seja eles entre grãos ou 
fracturas. São efectuados estudos das potencialidades das estruturas acumuladoras 
(armadilhas ou trapas), principalmente através de sísmica que é o principal método geofísico 
para a pesquisa dos hidrocarbonetos 
 
Durante a perfuração de um poço, as rochas atravessadas são descritas, pesquisando-se a 
ocorrência de indícios de hidrocarbonetos. Logo a pós a perfuração são investigadas as 
propriedades radioactivas, eléctricas, magnéticas e elásticas das rochas da parede do poço 
através de ferramentas especificais (perfilagem) as quais também permitem ler as 
propriedades físicas das rochas, identificar e avaliar a ocorrência de hidrocarbonetos. 
6.3. Exploração do petróleo 
Para se explorar um jazigo de petróleo fazem-se furos de grande largura (furos de sonda), nos 
terrenos suprajacentes, até atingir o liquido. Para a viabilização deste processo, e para facilitar 
a corrente de petróleo para a perfuração, parte-se (dissolve-se a formação geológica na 
vizinhança da sonda por compressão do acido clorídrico em presença de calcário ou acido 
fluorídrico – silicatos). 
 
Estes furos vão, conforme os casos, desde umas dezenas de metros até alguns quilómetros de 
profundidade. O canal aberto, saindo em repuxo se a pressão s gases comprimidos actuam 
sobre o liquido como uma mola e obrigam-no a subir no canal aberto, saindo em repuxo se a 
pressão é suficiente. Não sendo faz-se a extracção por meio de bombas. 
 
Existem 4 formas de exploração do petróleo bruto: 
 
Exploração primária - nesta forma, o petróleo assim como o gás apresenta pressão própria 
do jazigo, e mais tarde aplicam-se as bobas. 
Exploração secundária - é a forma na qual, a pressão do jazigo não suficiente dai que 
flutuasse com água ou reintroduz o gás já explorado. 
Exploração terciária - está se subdivide em três processos térmicos, químicos e misto-
flutuante: 
52 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
 Processo térmico - consiste na diminuição da viscosidade do petróleo bruto por 
aquecimento, introdução de água quente ou vapor de água no jazigo ou ainda causa-se uma 
combustão parcial do petróleo por injecção do ar. 
Processo químico - no que tange ao processo químico, aplica-se a flutuação com tensidas ou 
com polímeros. Neste processo, um polímero é solúvel em água e introduzido no jazigo, 
aumentado a viscosidade da água flutuante cerca de 20 vezes, assim o petróleo bruto é 
deslocado numa linha evitando um transbordo da água na perfuração da exploração. 
Processo misto-flutuante -consiste na introdução dos jazigos meios miscíveis com petróleo, 
por exemplo: dióxido de carbono, propano e butano. 
Apensar da sua crescente importância devido ao melhor grão de separação do óleo, o método 
terciário tem pouca aplicação. 
 
Tabela 6: Grão de eficácia de exploração 
Petróleo bruto explorável Por (%) 
Exploração primaria 30 
Exploração secundaria 10 
Exploração terciária 10 
Outros novos métodos 10 
Explorável 60 
Não explorável 40 
 
6.4. Separação do petróleo 
O petróleo bruto, o gás natural e água chegam a superfície conjuntamente. 
Nos separadores, faz se a separação do gás natural da mistura petroleo-água como pode se 
perceber, o petróleo sai nas águas do mar, assim sendo, contem água salgada, que causa 
corrosão nos aparelhos. 
Para diminuir este risco para o seu transporte nas condutas (pipelide) o petróleo bruto deve ser 
lavado com água doce nuns dessalgadores ate um teor de 2% de água salgada. 
O termo inglês “barrel”, na exploração petrolífera é a medida padrão e é resultante dos 
primeiros anos da exploração petrolífera. Barrel ou barril = 158,8 l, é de referir que no cambio 
53 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
de barrel (bbl) em toneladas métricas deve-se considerar a densidade do petróleo bruto e uma 
tonelada métrica é igual acerca de 7.3bbl de petróleo bruto. 
6.5. Composição do petróleo bruto 
 
 Sendo uma mistura de várias substâncias, é composta por: Parafinas, hidrocarbonetos cíclicos 
saturados e aromáticos, carbono, hidrogénio e mais elementos em baixa concentração que 
influenciam no seu tratamento. 
 
Tabela 6: Elementos e composto no petróleo bruto 
Enxofre Sx R-SH R-S-R
* 
Elementar mercaptanas (tiões) tioéter 
Oxigênio Ácidos nafténicos Quinonas 
 R R 
 (CH2)n – COOH O= =O 
 
Nitrogênio Porfirinas e N-heterociclicos 
Matais Níquel, Vanádio 
 
6.6. Tratamento do petróleo 
O tratamento do petróleo bruto depende da necessidade dos derivados de cada País. E são 
vários os processos de refinação, mais de entre eles destacam-se: 
Destilação ou Refinação - uma vez visto que o petróleo bruto ser uma mistura de vários 
compostos. A destilação é a técnica que consiste na decomposição em “facções de destilação” 
mais não em substâncias. 
A destilação do petróleo bruto é um processo técnico com princípios: 
Princípio de destilação com vapor de água - consiste na separação e reintrodução na coluna 
dos componentes com menor ponto de ebulição que influencia negativamente o inicio da 
ebulição com vapor de água. 
Princípio de adição de calor - insuflação de mais vapor quente directamente na coluna, leva 
adição de mais calor, atingidos ate mais 400
o
 C numa destilação atmosférica. 
54 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
A temperatura mais alta, o resíduo tende para a reacção de craqueamento factor que contribui. 
Para a ocorrência da separação profunda numa destilação em vácuo a 360 – 500
o
 C e 23 – 
30torr (1torr = 132,32 pascal = 1.32.10
-3
atm) deste processo resultam os gasóleos de vácuo, 
com propriedades semelhantes aos produtos das fracções médias. 
6.7. Craqueamento do petróleo 
 
craqueamento é a técnica de divisão de ligações e recombinação de radicais. Subdivide-se em: 
As ciclo-olifinas que transformam- em hidrocarbonetos aromáticos. 
A gasolina obtida por este método incluído a isoparafinas e aromáticos tem um índice de 
octano, mas alto. 
E subdivide se em: craqueamento térmico; craqueamento catalítico e hidrocraqueamento 
 
6.7.1 Craqueamento térmico 
 
É a divisão radical que ocorre a 450 – 600
o 
C em varias etapas tais como: 
a) Iniciação: divisão de uma ligação C-C 
R-CH2-CH2-CH2-R
*
 R-CH2-CH2º + ºCH2-R
*
 
 Radicais primários 
b) Transferências de radical 
R
*
-CH2º + R-CH2-CH2-CH2-R
*
 R
*
-CH3 + R-CH2-CH º-CH2-R
*Parafina Radical secundário 
c) Separação de olefinas 
R-CH2-CH2º Rº + CH2=CH2 
 Eteno 
R-CH2-CHº-CH2-R
*
 Rº + CH2=CH-CH2-R
*
 
 Olefina 
d) Terminação por combinação de radicais 
R-CH2º + Rº R
*
-CH2-R 
Equação bruta resultante: 
R-CH2-CH2-CH2-R
*
 R-CH=CH2 + R
*
-CH3 
 Profinas com 
cadeias curtas 
Alceno
s 
Profinas com 
cadeias longas 
55 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
6.7.1 Craqueamento catalítico 
 
Distingue-se do térmico pelo seu mecanismo iónico, isto é, formação de iões carbónico. 
Partido da equação bruta, isto é, parafinas de cadeias longas, formam-se olofinas parafinas de 
cadeia curta. Estas reacções são catalisadas por alumosilicatos, constituídos por um centro de 
ácidos de Lewis ou acido de Broenstedt. 
 O O O O 
– O – Si – O – Al + RH – O – Si – O – Al
-
 H +R
+
 
 O O O O 
 Acido de Lewis 
 
 O O O O 
– O – Si – O – Al + H – OH – O – Si – O – Al
-
–OH + H
+
 + R – CH=CH2+R-C
+
H-
CH3 
 O O O O 
 
 
Etapas de craquiamento catalítico 
 
a) Iniciação: Formação de iões carbenios 
 
R−CH2−CH2−CH2−R
* 
 
cat
 R−CH2−CH2−CH2 −R
*
+ H
- 
 
b) Isomerizsação da ligação 
 (+) (+) 
 R−CH−CH−CH2−R
* 
 R−CH−CH2−CH2 −R
*
 
 H 
 
 
c) Divisão- (+) (+) 
 R−CH−CH2−CH2−R
* 
 R−CH=CH2+ CH2 −R
*
 
alcano 
axcitad
o 
56 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
 
 
 
 
d) Isomerização da estrutura 
 CH3 (+) (+) 
R−CH−CH2−CH3 
 
 R C CH2 R−C−CH3− R
* 
 
 (+) H CH3 
 
 
e) Ciclização 
 ciclo-olefina aromatico 
 R R R R 
 (+) (+) + R-CH=CH2 -2H2 
 -R
*
-CH2-CH3 
 
 
Acido-olefinas transformam-se em hidrocarbonetos aromáticos. 
A gasolina obtida por este método incluído as as isoparafinas e aromáticos tem um índice de 
octano alto. 
 
6.7.2. Hidrocracking 
 
E a técnica combinada do craqueamento catalítico e hidrogenação, o que pode evitar a 
formação do coque durante o craqueamento. R−CH2−CH2−CH2−R
*
+H2 
cat
 
R−CH2−CH3+R
*
−CH3 
 Parafina de cadeia longa parafina de cadeia curta 
Os catalisadores usados são: bifuncionais isto é, com função acida e de hidrogenação. 
Função acida: Função hidrogenação: 
 Al2O3/SiO2 Ni,W,Mo(em óxidos ou Sulfetes)Pd ou Ni. 
O hidrocraqueamento ocorre a temperaturas de 320-420°C e pressão entre iões 100-200 bar. E 
nela obtêm-se produtos como a gasolina leve e a media. 
57 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
A técnica tem como vantagens a falta de hidrocarbonetos aromáticos, oliofinas e 
hepterocompostos, mas a sua desvantagem e que o grande consumo de hidrogénio exige altas 
despesas na construção e funcionamento das instalações. 
6.7.3.Reformação 
 
E o processo que tem por finalidade de formação dos compostos aromáticos. Melhoria do 
índice de octano da gasolina bruta(“straight-run gasoline”)de 35-65 a 92-101(índice de oct), 
resultando em produtos com um alto conteúdo isoparafinas e compostos aromáticos partido de 
uma nafta com 
n-parafina e naftenos. 
As reações ocorrentes se seguem: 
 
a) Isomerização de n-parafina à isoparafinas 
 Isomerização 
n-heptano Iso-heptano 
 
b) .Ciclização das parafinas à naftenos 
 Ciclização 
 n-heptano CH3 Metilcicloheptano 
 
c) Desidrogenação de naftenos à aromáticos 
 Desidrogenação 
 CH3 CH3 
Metilcicloheptano Tolueno 
 
A reformação e dominada de reacções de desidrogenacão. 
 
Tores de camada a granel, a temperatura entre 300 à 500°C e pressão de hidrogénio de 10 à 
150 bar. 
A nafta (liquido) chuvisca sobre o catalisador (sólido) e entra em contacto com o hidrogénio 
(gás) em contra corrente. 
Os catalisadores mais importantes são formados por Co/Mo/Al2O3 e Ni NO/Al2O3 
58 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
6.7.4. Isomerização 
 
É um processo que garante a melhoria do índice de octanagem nas parafinas lineares e poucos 
ramificados, como um n-hexano com igual a 25 e o 2,2-dimetilbutano seu isómero com índice 
de octano igual a 92. 
As misturas de Al2O3/AlCl3 ou Pt/Al2O3 são os catalisadores mais aplicados. 
Exemplo: Neste processo de n-butano transformando em iso-butano com o uso da platina 
como catalisador, segundo a equação: CH3 
 CH3−CH2−CH2−CH3 Pt CH CH3 
 CH3 
6.7.5.Alquilação 
 
É um processo realizado a baixa temperatura (-10°C) com uso de iso-butano obtido na 
isomerização, obtendo a gasolina alquilada, isto é, de índice de octanagem 0 > 90 (Bom 
combustível). 
Na alquilação os catalisadores empregues são o s ácidos sulfúricos (H2SO4) ou fluoretos de 
hidrogénio (HF), segundo as equações: CH3 
CH3 +CH2=CH2 CH3−CH−CH−CH3 
 CH3 
 CH3 CH3 
CH CH3 +CH2=CH−CH3 CH3−CH−CH2−CH− 
 CH3 
CH3 +CH3−CH=CH−CH3 CH3−C−CH2− 
 CH3 
 
6.7.6. Polimerização 
É o processo de produção da polimero-gasolina apartir de olefinas na presença de 
catalisadores proticos,tais como H2SO4 ou permutadores de ioes ácidos, exemplo: 
polimerização do iso-buteno. 
 
 
59 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
 H CH3 CH3 
CH3−C−CH3 H3PO4 CH3−C−CH2−C=CH2 +H2 CH3−C−CH2−CH−CH3 
 CH3 CH3 CH3 CH3CH3 
 (índice de octano=100) 
 
Tabela 8: Polimerização do Petróleo 
Designação Reacção típica Catalisador T(°C) P(bar) 
Cracking térmico Radical gasoleo parafinas+ 
olefinas 
.................. 450-600 20-40 
Cracking 
catalítico 
Iónica gasoleo
i−parafinas+olefinas 
Alumosilicatos 
amorfos, zeolites + 
Pd, Ni 
450-500 1-3 
Hidrocracking Gasóleo+ H2 parafina Al2O3/SiO2 + Ni, 
W,Mo Zeolites + 
Pd, Ni 
320-420 100-200 
Reforming Nafta aromático.+isoparafinas Pt/Al2O3 
Pt/Re/Al2O3 
450-500 20-50 
Hidrogenação s H2S olefinas parafinas Co/Mo Ni/Pd 300-500 10-150 
Isomerização n-parafinas isoparafinas AlCl3/Al2O3 
Pt/zeolite 
25-500 10-30 
Alquilação Iso-butano+olefinas
isoparafinas 
H2SO4, HF (-
10)ate50 
1-15 
Polimerização Oleofinas dímeros de olefinas H3PO4 
Ni/AlR3 
200-240 20-60 
 
6.8. Principais derivados do Petróleo 
 
O petróleo natural, tal como se extrai dos poços, não é utilizável, tem de ser submetido a 
operação de refinação que tem por fim extrair vários produtos líquidos, uns mais voláteis e 
outros menos, e produto pastoso e sólido. Essa extracção faz-se por destilação fraccionada. Os 
diferentes produtos obtidos são ainda, por ser turno, misturas de vários componentes. 
60 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
 
A fracção mais volátil recolhe-se entre 40º C e 70º C e constitui os éteres de petróleo: 
emprega-se como dissolvente e limpeza a seco; de 70º C a 150º C destilam gasolina e a 
benzina: de 150º C a 300º C, o petróleo luminante ( vulgar),de 300º C a 400º , os óleos 
pesados ou gás-oil utilizados nos motores diesel; vêm a seguir os óleos lubrificantes, mais 
viscosos que aqueles. 
 
A designação das diferentes fracções de destilação do petróleo bruto não é uniforme em todo 
o Pais. Nem sempre os termos gasolina, benzina correspondem exactamente a mesma mistura. 
Os limites de temperaturas indicados também não devem tornar-se como fixos. Considere-se 
por exemplo, que a gasolina para automóvel não pode ter a mesma composição da Goslina de 
avião. 
6.8.1. Combustível (Gasolina) 
 
É uma substância que consiste numa mistura de hidrocarbonetos (parafinas, naftenos e 
aromáticos) a sua zona de ebulição vai ate 200
o
C. O índice de octanagem varia de 0 à 100. O 
n-heptano índice de octanagem igaul a 0. O iso-octano (2,2,4 – trimetil pentano) índice de 
octanagem igual a 100 
 
Tabela 9 : Índice de Octanagem dos Componentes da Gasolina 
 Indice de Octanagem Índice de 
Motor 
Parafinas 
2.2.3-Trimetil pentano 109 100 
2.2-Dimetil butano 92 94 
n-Hexano 25 26 
Olefinas 
2.4.4-Trimetil-2-pentano 104 86 
1-Octeno 29 35 
Aromáticos 
Tolueno 105 104 
61 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
Cumeno 113 100 
Benzeno 106 103 
Naftenos 
Ciclohexano 83 77 
Produtos Brutos de Refinaria 
Gasolina Bruta (da destilação) 35-65 35-65 
Gasolina Reformada (depois de reforming) 92-101 83-90 
Gasolina Cat-crac (depois do cracking catalitico) 96 83 
Produtos Vendidos 
Gasolina normal 91.0 82.0 
Gasolina super 97.4 87.2 
 
Na tabela verifica se que as parafinas altamente ramificadas e os aromáticos são os melhores 
componentes para a gasolina de boa qualidade e por outro lado as olefinas ramificados tem 
baixa índice de motor e favorecem a polimerização, o que faz deles não úteis para 
combustíveis. 
O alcance dos índices necessários e o poder antidonante adicionam-se aditivos tais como, 
alquilos de chumbo a gasolina, técnica que já foi proibida. Actualmente usam-se sistemas de 
catalisadores nos escapes de carro compostos de (Pt, Rh). 
 
6.8.2. Gasóleo 
É um dos produtos resultantes do tratamento de petróleo. A combustão de diesel é iniciada 
pela sua injecção para um cilindro quente sem inflamação externa. 
Através dos motores de ensaio mina-se o índice de cetano (cetano= n-hexadecano igual a 100 
índice de cetano). 
O índice cetano de diesel varia entre 45 à 50. 
 
6.8.3. Os Óleo de petróleo 
Na refinação também se obtém óleos prolíferos que tem vários fins dos quais destacam-se os 
seguintes: 
62 
 
Elaborado por MCs Sardinha 2019 
Sempre dizer a verdade e fazer o bem 
 
 
a) Óleos de aquecimentos (combustivel e óleo pesado) perdem entre 200 e 300oC; são 
destilados médios. Aplicam-se preferencialmente na indústria 
b) Óleos Lubrificantes. Reduzem a fricção entre as pecas de uma maquinas e alteram o 
comportamento de viscosidade - temperatura. Normalmente aumentam-se as 
propriedades de lubrificantes adicionando aditivos tais como: antioxidantes, corretores 
de viscosidade e de dispersão. Os óleos lubrificantes deviam ter um ponto de 
solidificação baixo, facto que não se verifica pela separação de n-parafinas 
(cristalização fraccionada ou hidrocracking). 
c) Betume é o resíduo da destilação no vácuo chama-se betume aplica-se na constrição 
das estradas asfaltadas e para isolamentos também é uma espécie de óleo. 
 
6.9. Maiores Produtores Mundiais do petróleo 
 
O Médio Oriente em particular Arábia Saudita lidera o numero de poços e exportadores deste 
produto. Os Estados Unidos da América, Rússia, Roménia, Irão e Iraque, Arábia Saudita, 
Venezuela, Kuwait, Líbia, Iraque, Nigéria e Canada. 
 
6.10. Aplicação. 
 O Gasóleo de vácuo, resultante da destilação em vácuo (360-500oC) e (20-30) torr são 
aplicados no processo de hidrocraqueamento. 
 Short residue, resíduo da destilação em vácuo servem de matéria-prima para a 
produção de coque de petróleo e betume. 
 O petróleo depois da purificação e processamento serve de combustivel primário em 
máquinas de combustão interna, servindo de grande importância para o homem. 
 Actualmente o petróleo é a grande fonte de energia mundial, para o transporte, não so 
nas outras necessidades. 
 O petróleo é a fonte de matéria-prima de vários produtos petroquímicos.