O documento resume os principais processos de refino do petróleo, incluindo destilação fracionada para separar as diferentes frações, destilação a vácuo para produtos com alto ponto de ebulição, e craqueamento e reforma catalítica para quebrar moléculas em cadeias menores. Além disso, discute propriedades importantes como índice de cetano, índice de octano, teor de enxofre e como esses afetam o desempenho e emissões de combustíveis.
2. Destilação fracionada
• Quando o petróleo é extraído, ele
vem cheio de impurezas, que são
então separadas por meio de
processos físicos
• Composto por uma mistura
complexa de hidrocarbonetos
• Destilação fracionada
3. Destilação a vácuo
• Nessa destilação a pressão de operação
da torre de fracionamento
é reduzida, o que provoca uma diminuição
do ponto de ebulição da
mistura a ser destilada
• Muito usada em substâncias com o
ponto de ebulição muito elevado
e que são difíceis de separar em pressão
atmosférica
4. Craqueamento
• Nesse processo ocorre a quebra de moléculas longas de hidrocarbonetos
de elevada massa molar para a formação de outras moléculas com cadeias
menores e massas molares mais baixas, como alcanos, alcenos e, inclusive,
carbono e hidrogênio.
• Processo químico
1 C12H26(?) → 1 C8H18(?) + 2 C2H4(?)
FRAÇÃO DE FRAÇÃO DE ALCENO
QUEROSENE GASOLINA
• O craqueamento catalítico usa apenas catalisadores, tornando o
processo mais econômico e seguro.
5. Reforma Catalítica
A última etapa do refino do petróleo trata-se da reforma catalítica
(reforming), em que, como o próprio nome indica, o objetivo é
“reformar ou reestruturar” as moléculas, transformando cadeias
normais de hidrocarbonetos em cadeias ramificadas, cíclicas e
aromáticas.
Veja um exemplo:
Heptano 2-metil-hexano
H3C?CH2?CH2?CH2?CH2?CH2?CH3 → H3C?CH?CH2?CH-
2?CH2?CH3
?
CH3
Isso é feito principalmente para aumentar a octanagem da
gasolina
6. Indice de cetano
• O Índice de cetano de um óleo combustível corresponde ao
percentual volumétrico de cetano e alfametilnaftaleno contidos nesse
óleo.
• Baixos valores do número de cetano do combustível acarretam
problemas como:
• Excessivo ruído no motor;
• Maior emissão de gases de escape;
• Redução do desempenho do veículo e aumento do esforço do
motor.
7. Na tabela abaixo são apresentadas as características
de um óleo combustível leve e pesado:
Característica Leve Pesado
número de cetano 50 - 60 30 - 45
água zero 0 - 0,50
ponto de anilina ºC 65 54
ponto de cogelamento ºC -34 -18
ponto de inflamabilidade 57,5 85
ponto de ebulição 174 198
8. Indice de octano
• número de octano de um combustível representa o percentual de
isoctano (C8H18 ) e de heptano (C7 H16 ) contidos nele. Já o índice
de octano mede a resistência de um combustível a se auto-inflamar.
• Quanto mais elevado for o índice, mais resistente é o combustível à
detonação, é o fenômeno denominado de autodetonância.
Com relação à octanagem, sabe-se que:
- alcanos ramificados têm índices de octano maior que alcanos
normais;
- ciclanos têm índice de octano maior que alcanos normais;
- alcenos têm índice de octano maior que alcanos correspondentes;
- hidrocarbonetos aromáticos têm índice de octano muito alto.
9. A relação dos compostos orgânicos com à octanagem obedece às
seguintes regras:
• alcenos têm índice de octano maior que alcanos correspondentes;
• hidrocarbonetos aromáticos têm índice de octano muito alto;
• alcanos ramificados têm índices de octano maior que alcanos normais;
• ciclanos têm índice de octano maior que alcanos normais.
Indice de octano
10. Melhoria de Qualidade da Gasolina
Para aumentar o índice de octano na fração gasolina, submetem-
se os alcanos dessa fração a processos de isomerização,
aromatização e alquilação.
11. Na tabela abaixo são dadas a octanagem de alguns
combustíveis comuns:
Combustível Número de Octanagem
Octano -19
2,4,4-trimetil-pentano 100
Tolueno 120
Etanol 120
Metitercbutiléter 100
Etiltercbuitiléter 100
12. Teor de enxofre
Os petróleos contém compostos de enxofre, muito dos
quais são removidos pelo refino.
Menores teores de enxofre podem acarretar:
NO MOTOR: redução do desgaste de anéis e cilindros
redução de depósitos nos cilindros.
NAS
EMISSÕES:
redução dos particulados
redução dos óxidos de enxofre
13. PROPRIEDADE O QUE É? O QUE AFETA?
Densidade
Massa contida em determinado
volume
Potência, emissões e economia
de combustível
Viscosidade
Tempo de escoamento do
combustível em capilar
padronizado
Atomização, lubrificação do
sistema de injeção
Destilação
Faixa de temperatura de
vaporização à pressão
atmosférica
Potência, fumaça, depósitos no
motor
Número de cetano Qualidade de ignação
Fumaça, partida a frio, ruído,
economia de combustível,
emissões
Teor de enxofre Enxofre total presente
Desgaste de cilindros e anéis,
depósitos no motor, emissões
Resíduo de carbono
Tendência à formação de
depósitos de carbono
Depósito de coque em partes do
motor
Estabilidade a oxidação
Tendência à formação de borra,
goma, aderente e escurecimento
Estocagem, filtros, bicos injetores,
bomba injetora
Cinzas
Conteúdo de material inorgânico
(teor elevado indica existência de
contaminação)
Acelera entupimento de filtros
Ponto de Fulgor
Temperatura mais baixa na qual o
produto se vaporiza em
quantidade suficiente para formar
uma mistura inflamável com ar
Segurança, sistema de injeção
tamponamento
Corrosividade ao cobre
Potencial de corrosividade do
produtos face a presença de
enxofre e seus derivados
Vida útil dos tanques, linhas e
partes internas do motor
Ponto de entupimento
Temperatura de início de
cristalização de parafinas
Entupimento de filtro, escoamento
do combustível
Água e sedimentos
Contaminação com água e
impurezas
Entupimento de filtro, desgaste de
bomba, desgaste do bico injetor,
borra no tanque, corrosão,
combustão