Carburanti Si Combustibili

5/21/2018 Carburanti Si Combustibili

1/6

Combustibilii sunt in general toate substantele chimice care sunt folosite pe scara larga

pentru producerea de energie termica, electrica, mecanica, propulsie, etc. prin reactia de ardere.

Carburantii sunt o categorie mai restransa de combustibili, cuprinzand in general numai

combustibili lichizi sau gazosi din categoria hidrocarburilor sau a altor compusi chimici care

contin carbon in molecula (din ultima categorie fac parte carburantii solizi si lichizi folositi pentru

diversele tipuri de rachete).

Combustibili solizi uzuali

Cel mai uzual combustibil solid folosit in industrie pentru producerea de energie este

carbunele. Este un combustibil fosil, de origine vegetala, cuprins in categoria rocilor sedimentare,

depozitat in straturi de suprafata sau mai adanci ale pamantului. Carbunii au proprietati fizice si

chimice diferite, in functie de specia lor. Astfel distingem carbunii de pamant, huila si antracitul,

de culoare neagra lucioasa, cu aspect unsuros, carbunii bruni sau lignitul si turba. Carbunii contin

un procent variabil de carbon (intre 95% pentru antracit, care este cel mai vechi carbune cunoscut,

si 5% pentru turba). !n afara de carbon, carbunii mai contin si diferite combinatii ale sulfului

(pirite) precum si silicati si alte minerale. Circa "5% din cantitatea de carbune e#trasa pe glob este

folosita pentru producerea de electricitate in centrale termice. $andamentul de transformare a

energiei termice in energie electrica este destul de slab (5&'%). ehnologii moderne folosesc

principiul gazeificarii carbunelui, ceea ce mareste randamentul conversiei de energie pana la 5%.*ezavanta+ul metodei este sensibilitatea celulelor de conversie la gaze sulfuroase.


2/6

utilizare diferita a carbunelui drept combustibil este e#tragereagazolineisau a

carburantuluitip Dieselprin metodeleFischer- Tropschsi Sasol. Ambele metode au ca principiu

gazeificarea carbunelui, adica e#tragerea din acesta a unui amestec de C si -, care este lichefiat

si apoi prin prelucrari succesive se obtin hidrocarburi usoare si mai grele, pana la gazolina *iesel.

/n produs al gazeificarii carbunelui este metanul, C-', care este folosit drept combustibil izolat,

ori ca ad+uvant impreuna cu alti combustibili sau la alte procese chimice pentru obtinerea

gazolinei.

0rin arderea carbunelui se produc cantitati mari de C, C, diversi o#izi de azot 1#,

precum si 2, ultimul primind din atmosfera un atom de o#igen si formand 2, care se combina

cu apa atmosferica si rezulta acidul sulfuric -2', dand ploi acide, foarte daunatoare pentru

vegetatie. 3azele rezultate din arderea carbunelui sunt principala cauza de poluare si de incalzire

globala.

Carburanti lichizi

Cel mai vechi carburant lichid cunoscut este petrolul brut sau titeiul, care este o roca lichida

de origine partial organica, ce se gaseste in zacaminte aflate in diferite straturi ale pamantului.

0etrolul brut este o substanta lichida, vascoasa, de culoare brun&negricioasa cu refle#e verzui.

E#ista si varietati de petrol brut fara culoare. 0etrolul este un amestec de hidrocarburi din seria

Cn-n4, Cn-n, Cn-n&, Cn-n&, in procente care variaza in functie de regiunea de pe glob.

0rodusele utile se e#trag din petrol prin procedeul cracarii(distilare fractionata combinata cu

presurizare) obtinandu&se o serie de componente, in functie de pla+a de temperatura, dupa cum

urmeaza6 eterul de petrol('&" grade C),gazolina sau motorina("&9 grade C), benzinele(&

77 grade C), ligroina(o esenta minerala& intre &7 grade C), terebentina artificiala(7&7"

grade C). $eziduurile in urma cracarii petrolului sunt formate in principal din pacuri si bitum. oti

produsii de mai sus, cu e#ceptia bitumului, sunt folositi intens drept combustibili in diferite ramuri

ale economiei mondiale. Carburantii cel mai larg folositi suntgazolinelesi benzinele, necesari

pentru propulsia vehiculelor terestre, acvatice si aeriene.

!n general benzinele si gazolinele sunt un amestec de hidrocarburi care contin intre 5 si 7

atomi de carbon pe molecula. 2e disting benzinele si gazolinele folosite pentru motoarele cu

ardere interna de cele pentru avioane cu reactie.

!n componenta benzinelor intra si alti compusi chimici, cum sunt6 toluenul(cca 5%),benzenul(cca 5%), trimetilbenzenul(cca "%), naftalenul(cca 7%).


3/6

3azolinele sunt produse mai dense decat benzinele (, fata de ," g8l) si contin parafine

(alcani), naftene(cicloalcani), hidrocarburi aromatice si olefine(alchene), avand formula

apro#imativa de la C7- la C75-.

Energia generata de arderea unui litru de benzine uzuale in motoarele cu e#plozie este de

cca &' :8l, mai mica decat energia generata de acelasi volum de gazolina *iesel, ',9 && '

:8l.

/n parametru important in tehnica motoarelor cu e#plozie interna si a motoarelor cu reactie

legat de benzine si gazoline este indicele autoaprindere. Acest indice se numeste cifra octanica

pentru benzine si cifra cetanicala gazoline. Cifra octanica a unui combustibil lichid se determina

in raport cu indicele de autoaprindere a unui amestec de 2,2,4-trimetilpentan(un izomer al

octanului, de unde si numele de cifra octanica) si n-heptan. Cifra cetanica se obtine prin

compararea similara a nivelului de autoaprindere a cetanului(un alcan care se aprinde foarte usor

la compresie) cu cel al gazolinei *iesel. Cu cat acest indice este mai ridicat, cu atat conversia in

energie mecanica este mai buna, deoarece nu se produc aprinderi ale amestecului aer&combustibil

inainte ca factorul de compresie in cilindrul de ardere sa a+unga la valoarea prevazuta de

proiectant. 0entru marirea acestui indice se folosesc diversi aditivi, ca de pildaplumb-tetraetilulla

benzine sau alchil-nitratii si 2-3-butil-peroxidulla gazolinele *iesel. Aceste substante au rolul si

de a impiedica aprinderea combustibilului la temperaturi sub o anumita valoare, ceea ce ar da

nastere la accidente, mai ales in aviatie. *in pricina poluarii mediului datorata compusilor de

plumb, in cele mai multe tari din lume s&a trecut la aditivi diferiti6 hidrocarburi aromatice, eteri si

alcooli (etanol si metanol).

!n aviatia moderna se folosesc carburanti mai sofisticati decat pentru automobile. Astfel

*oolittle inventeaza in al doilea razboi mondial o gazolina pentru avioanele cu motor clasic cu

cifra octanica apropiata de 7, numita in 2tatele /niteAgas. 0rodusul s&a raspandit curepeziciune in toata lumea.

urboreactoarele folosesc o gazolina speciala, !erosenul, sau un amestec de ;erosen si

benzina. /na din cerintele importante ale acestor combustibili este sa nu produca dara de fum sau

de condensare, pentru a impiedica detectarea avioanelor. *e asemenea combustibilul nu trebuie sa

se autoaprinda la temperaturile atinse de fusela+ul avioanelor (


4/6

e#terioara, fiind tratat cu aditivi speciali pe baza de fluoruri de carbon, dar manevrarea unor

asemenea substante este foarte periculoasa pentru sanatatea personalului).

0entru usurarea arderii combustibilului la altitudini inalte, in conditii de lipsa de o#igen, se

folosesc aditivi ca tri-etil boranul, care avand o#igen in molecula serveste si ca o#idant. Acesti

aditivi creeaza insa prin ardere unde de soc in gazele evacuate de avion, care pot fi detectate cu

radare speciale, fenomen care a dus la adaugarea altor aditivi pe baza de cesiu care sa elimine

aceste probleme.

Biocombustibili

!n ultimii ani problema poluarii precum si necesitatea refolosirii unor substante larg

intrebuintate in economie au condus la inventarea unor gazoline rezultate din prelucrarea

uleiurilor vegetale si animale. A aparut astfel un produs numit"io-Diesel, echivalent cu gazolina

*iesel ca parformante. Avanta+ele lui sunt6 biodegradabilitatea, poluarea prin gazele arse mult mai

mica si mai putin to#ica decat pentru combustibilii clasici (reduce cu 5% concentratia de C si

cu "% pe cea de C= de asemenea reduce cu 5% emisia de particule solide in atmosfera= gazele

emise nu contin sulf). >abricarea acestui produs se face din esterii alchidici rezultati din

transesterificarea uleiurilor vegetale si animale.

0roprietatile sale sunt6 culoare galben&inchis, nu se dizolva in apa, punct de fierbere ridicat,

presiune de vapori scazuta, punct de aprindere de cca 75 grade C, practic neinflamabil prin

flacara deschisa, neto#ic. /n dezavanta+ al acestui tip de combustibil il constituie emisia de o#izi

de azot, dar care pot fi redusi prin filtre catalitice.

serie de uleiuri vegetale pot fi folosite de asemenea drept carburanti nepoluanti, cum ar fi

uleiul de ricin, cocos, porumb, bumbac, in, canepa, mustar, euphorbia tirucalli, palmier, arahide

(este interesant de mentionat ca motorul *iesel a fost creat anume pentru a fi alimentat cu ulei de

arahide?).

'


5/6

Folosirea alcoolilor drept combustibili

!n ultima vreme, din pricina poluarii sunt din ce in ce mai des folositi alcoolii alifatici drept

combustibili pentru motoarele cu ardere interna sau ca aditivi pe langa benzine si gazoline. Acesti

alcooli sunt6 metanolul , etanolul , propanolul , butanolul !nteresul

special acordat acestor compusi este datorat faptului ca pot fi sintetizati biologic. Avanta+ele

acestora consta in cifra octanica foarte ridicata (in general mai mare decat a benzinelor uzuale) si

in poluarea foarte redusa. *in reactia de ardere rezulta numai Csi apa, dupa cum urmeaza6

alta sursa de fabricare a lor este petrolul. Ca dezavanta+e mentionam coroziunea,

to#icitatea (foarte mare pentru metanol si butanol) si energia convertibila, cu 55% mai +oasa decat

pentru gazoline. *ar interesul alcoolilor este din ce in ce mai mare ca aditivi pentru carburantii

din petrol.

0rocedeele de fabricare a alcoolilor alifatici din biomasa produc butanol si propanol din

celuloza si din alga #lostridium acetobut$licum.

5


6/6

Carburanti gazosi

Cel mai utilizat carburant gazos este gazul natural, care se gaseste in rezerve subterane sau

sub&oceanice izolat sau asociat cu zacaminte de petrol sau carbune. /n compus care trezeste

foarte mult interesul cercetatorilor in prezent este metan-hidratul(un clatrat, adica o forma

cristalina a apei in care sunt prinse molecule de metan, format la temperaturi +oase si presiuni

inalte in scoarta pamantului). ehnologia e#tragerii metanului din acest compus nu este inca pusa

la punct.

3azul natural este alcatuit din procente variabile de metan, etan, propan, butan si gaze

sulfuroase.

0rin combustie gazul natural cedeaza cca :8m in generatoare electrice cuplate la

turbine cu abur, cu gaz sau mi#te. Avanta+ul mare al acestui tip de carburant este scaderea cu %

a mono#idului de carbon emis in raport cu petrolul si cu '5% in raport cu carbunele.

*ezavanta+ele constau in costurile mai ridicate si in riscurile de e#plozie (amestecul de metan si

aer devine e#ploziv la cca 5% metan). $educerea acestui risc se face prin odorizarea gazului cu t-

butil-mercaptan%

Au fost create tehnologii de obtinere a biogazului, avand compozitie chimica foarte

apropiata de gazul natural, din gropi de gunoi (landfills), care mai produc in afara de carburantul

util si un amestec de hidrogen, o#igen hidrogen sulfurat si apa si necesita din aceasta cauza o

curatire prealabila inainte de a fi distribuit spre consum.

ransportul si folosirea economica a gazelor naturale se face prin lichefiere, ceea ce

presupune totodata si o purificare si separare de impuritati solide a gazului. 0rocedeul cere o

presurizare cu racire a gazului pana la @7 grade C. 3azul astfel lichefiat asigura un raport

volumic de 78 fata de starea gazoasa la temperatura normala.

Documents

Carburanti Si Combustibili