Gasolina automotiva

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  • 1. GASOLINA AUTOMOTIVA1 - INTRODUOAs gasolinas automotivas so os combustveis usados nos motores de combusto internacom ignio por centelha, isto , que operam segundo o ciclo Otto. So constitudas porhidrocarbonetos derivados do petrleo e podem conter aditivos selecionados que conferemimportantes caractersticas especficas gasolina oriundas das refinarias.As propriedades das gasolinas comerciais so influenciadas pelos processos de refinaoutilizados e tambm pela natureza dos petrleos que as originaram. As gasolinasmodernas so bastante complexas porque a mistura final para venda composta porvrias fraes de composio qumica varivel.2 - NATUREZA E COMPOSIOA gasolina automotiva uma mistura complexa de hidrocarbonetos variando de quatro adoze tomos de carbono e tendo pontos de ebulio entre 30 e 225C. A faixa dedestilao da gasolina tem sofrido modificao com a evoluo da indstria petrolfera edos motores de combusto interna. No Brasil, tipicamente, ela varia de 30 a 220C.Os hidrocarbonetos componentes da gasolina so membros das sries parafnica,olefnica, naftnica e aromtica, e suas propores relativas dependem dos petrleos eprocessos de produo utilizados. Atualmente, as gasolinas que saem das refinariasdotadas de vrios processos de refino, so constitudas de misturas criteriosamentebalanceadas desses hidrocarbonetos, visando atender aos requisitos de desempenho nosmotores.Uma gasolina para consumo constituda pela mistura de dois, trs ou mais componentesobtidos nesses diferentes processos de refino, podendo ainda receber a adio de outroscompostos como o tolueno ou xileno, etanol, alm de outros aditivos especiais comfinalidades especficas, entre os quais podemos citar antioxidantes, antidetonantes,detergentes, anticongelantes, desativadores de metal, corantes, etc.Com o agravamento da poluio causada pelos gases de escape dos veculos, a partir dadcada de 1970 foram intensificados os esforos, em todo o mundo, para diminu-los. Asentidades governamentais de proteo ao meio ambiente estabeleceram limites para aemisso dos principais poluentes: o CO (monxido de carbono), os HC (hidrocarbonetosno queimados) e os NOx (xidos de nitrognio).Essas limitaes, cada vez mais severas, obrigaram os fabricantes de veculos aaprimorarem os projetos de seus motores e a lanarem mo de dispositivos especiais, osconversores catalticos, para reduzir os poluentes. Isso trouxe, como conseqncia, aeliminao dos derivados de chumbo da gasolina, j que esse metal envenena oscatalisadores utiIizados. A composio da gasolina sofreu novas alteraes, j que erapreciso manter a octanagem elevada sem usar CTE ou CTM (chumbotetraetila ouchumbotetrametila). 1

2. GASOLINA AUTOMOTIVACom a necessidade de reduzir ainda mais a poluio ambiental causada por veculos, foiestabelecido em 1986 o PROCONVE - Programa Nacional para Controle da Poluiocausada por Veculos, com o objetivo de reduzir a poluio em grandes cidades,promovendo o desenvolvimento tecnolgico dos veculos e a melhoria da qualidade doscombustveis.3 - OBTENOVrios processos podem ser usados para obter a gasolina a partir do petrleo: Osprocessos de refino sofreram uma contnua evoluo simultaneamente com o progressodos motores; medida que o projeto dos mesmos sofria modificaes, principalmente comrelao a sua taxa de compresso, visando maior potncia, os refinadores aperfeioavamos processos de fabricao da gasolina a fim de satisfazer os requisitos de qualidade damesma, que se tornavam cada vez mais exigentes. Ao mesmo tempo, o maior consumo degasolina levou ao desenvolvimento de processos permitindo maiores rendimentos. Essasmetas levaram ao estado atual da indstria do refino do petrleo, constituindo uma dasmais eficientes e complexas tecnologias.Os principais processos usados para a produo de gasolina so:3.1 - DestilaoO petrleo aquecido a 350C - 400C bombeado para uma torre de fracionamento onde,a presso atmosfrica, separado em vrias fraes: gasolina de destilao direta ouprimria, querosene, aguarrs, leo diesel, gasleo e cru reduzido (1).(1) H os que preferem adotar a designao genrica de naftas para as fraes maisleves que os gasleos, reservando o termo gasolina. Por exemplo, para o produto final(acabado).Tanto a quantidade como a composio de hidrocarbonetos da gasolina primriadependem do tipo de petrleo destilado. Assim sendo, estas gasolinas diferem bastanteem suas propriedades, como densidade, caractersticas de vaporizao, poderantidetonante, etc. Ela usada como um dos componentes da gasolina final.3.2 - Recuperao de gasolina naturalO gs proveniente dos poos petrolferos arrasta uma certa quantidade de hidrocarbonetosda faixa da gasolina. Estes hidrocarbonetos constituem a gasolina natural que pode serrecuperada por vrios processos como compresso seguida de resfriamento econdensao, ou absoro em fraes mais pesadas chamadas leo de absoro que,depois de enriquecidas a gasolina natural, so submetidas a uma destilao, usando-sevapor de arraste para separar a gasolina do leo de absoro. 2 3. GASOLINA AUTOMOTIVAA gasolina natural altamente voltil por ser constituda de hidrocarbonetos muito leves eo seu poder antidetonante no dos melhores, j que; contm grande quantidade dehidrocarbonetos parafnicos de cadeia linear. Por estes motivos, sua incluso na gasolinafinal feita em quantidade limitada.3.3 - CraqueamentoEste processo consiste em provocar a ruptura ou quebra das molculas dehidrocarbonetos de alto ponto de ebulio, para produzir outros de menor ponto deebulio na faixa da gasolina. Pode-se utilizar o processo trmico ou cataltico.O uso do craqueamento trmico, visando obter maior volume de gasolina, data de 1913 erapidamente se expandiu. As fraes mais pesadas so submetidas a temperaturaselevadas, sob presso e durante um determinado tempo. Vrios so os processos usadose as condies de operao variam com os mesmos. So empregadas temperaturas at538C (1000F) e presses da ordem de 24,5 a 70 kgf/cm2 (350 - 1000 psi). No processode craqueamento tambm se formam gases leves e coque.O craqueamento cataltico, usado modernamente, permite o uso de presses mais baixas.Os catalisadores empregados so vrios, como argilas naturais ou compostos sintticoscontendo slica.O catalisador pode ser usado em forma de grnulos, prolas etc, ou finamente dividido,comportando-se como um fluido - (craqueamento fluido). O depsito de carbono formadona superfcie do catalisador durante o craqueamento queimado, regenerando-se destaforma o catalisador. Deste modo, a operao contnua.A gasolina de craqueamento cataltico constitui um excelente componente para a misturafinal, pois tem elevado ndice de octano. Os hidrocarbonetos parafnicos e naftnicos dacarga de alimentao, de baixa octanagem, so convertidos em sua maioria, em olefinas,e aromticos de alto ndice de octano. Assim, o craqueamento alm de aumentar aproduo de gasolina, serve como processo para melhorar a octanagem da mesma.3.4 - HidrocraqueamentoConsiste em craquear em presena de hidrognio e de um catalisador.Este processo aumenta a flexibilidade dos refinadores permitindo operar uma grandevariedade de cargas como gasleos virgens, leos de reciclagem, gasleos decraqueamento, etc.As fraes produzidas no hidrocraqueamento so muito estveis; entretanto, se elas foremconstituir parte substancial da gasolina final, devero ser submetidas aos processo dereformao para melhorar o ndice de octano, porque elas no possuem as olefinas de altaoctanagem que esto presentes nos produtos oriundos do craqueamento cataltico.3 4. GASOLINA AUTOMOTIVA .3.5 - ReformaTodos os processos de reforma tm a mesma finalidade - converter, fraes dehidrocarbonetos de baixa octanagem da faixa da gasolina em fraes de octanagemelevada.Normalmente, as cargas das unidades de reforma so destilados primrios de faixa 93 a204C (200 a 400F), pois as fraes mais leves no so adequadas.A reforma trmica (no cataltica), que foi quase totalmente substituda pela reformacataltica, usa equipamento e condies de operao semelhantes s do craqueamentotrmico. A melhoria de octanagem advm, principalmente, do craqueamento das parafinaspesadas de baixa octanagem, formando parafinas e olefinas mais leves de elevadaoctanagem. Somente cerca de 80% da carga, em volume, so recuperados como gasolina,porque nas reaes produz-se substancial quantidade de gases.Na reforma cataltica entretanto, as reaes de melhoria de octanagem incluem rearranjosmoleculares, bem como, ruptura de molculas. Dependendo do catalisador utilizado e dascondies de operao, as seguintes reaes ocorrem:- os naftnicos perdem hidrognio para transformarem-se nos aromticoscorrespondentes, que apresentam uma octanagem mais alta;- as parafinas de cadeia normal sofrem rearranjos para dar seus ismeros de cadeiaramificada;- as parafinas pesadas de baixo ndice de octano so hidrocraqueadas para dar parafinasmais leves de maior octanagem;- as parafinas pesadas perdem hidrognio e formam anis para transformarem-se emaromticos de elevada octanagem.Uma parte do hidrognio liberado por estas reaes reciclada atravs de uma unidadede reforma para minimizar a deposio de carbono sobre o catalisador. Este hidrognioreage, tambm, com os compostos de enxofre, formando gs sulfdrico que facilmenteremovido. A maioria dos catalisadores de reforma consiste de platina ou platina e rniosobre um suporte, como a alumina ou slica-alumina.3.6 - Alquilao ou alcoilaoEm contraposio, a alquilao produz hidrocarbonetos de cadeia maior partindo de outrosmenores, isto , produz lquidos na faixa da gasolina, partindo de gases de refinaria. umprocesso caro, mas o produto final alquilado tem excelentes caractersticas antidetonantes.Foi muito usada durante a Segunda Guerra Mundial, para produzir gasolina de aviao dealta octanagem. Ao terminar a guerra, com a diminuio da demanda de gasolina deaviao, as unidades de alquilao passaram a fornecer componentes de alta octanagempara as gasolinas automotivas.4 5. GASOLINA AUTOMOTIVAO processo de alquilao usa como catalisador o cido sulfrico ou o cido fluordrico. Areao consiste em combinar um gs olefnic