Diesel
NSTITUTO FEDERAL DE EDUCAЗГO CIКNCIA E TECNOLOGIA Campus – Simхes Filho Diesel Antфnio Carlos Pereira Aline passos Denis Wallace Elisвngela Silva Jeane Purificaзгo Simхes Filho 2012 Antфnio Carlos Pereir 6 p Trabalho apresentado em cumprimento das exigкncias da disciplina OPERAЗХES UNIOTБRIAS do curso PETRУLEO E GБS NATURAL, Turma SN4 – Subsequente. atravйs da mistura de diversas correntes como gasуleos, nafta pesada, Diesel leve e Diesel pesado, provenientes das diversas etapas de processamento do petrуleo bruto.
A proporзгo destes componentes, no уleo Diesel, permite nquadrar o produto final dentro das especificaзхes previamente definidas e que sгo necessбrias para permitir um bom desempenho do produto, minimizando o desgaste dos motores e componentes e mantendo a emissгo de poluentes, gerados na queima desse combustнvel, em niveis aceitбveis. Й um produto inflamбvel, medianamente tуxico, volбtil, lнmpido, isento de material em suspensгo e com odor forte e caracterнstico.
Esse combustнvel recebeu esse nome como uma homenagem ao engenheiro alemгo Rudolf Diesel, que, em 1895, desenvolveu um motor movido a уleo de amendoim (biodiesel). Porйm, o petrуleo passou a ser a principal matйria-prima na produзгo do уleo diesel, Visto que esse material apresenta maior potencial energйtico. 2. TIPOS DE DIESEL A resoluзгo ANP nol 5, de 17 de julho de 2006 , especifica dois tipos bбsicos de уleo Diesel de uso rodoviбrio. Sгo os уleos dos tipos Metropolitano e Interior.
A seguir fornecemos algumas informaзхes sobre estes tipos de Diesel: * Oleo Diesel Metropolitano – conhecido como S500, caracteriza-se por possuir um teor de enxofre de, no mбximo, 500 ppm; densidade especifica varia de 0,820 a 0,865 kg/l; emperatura de destilaзгo de 85% a 3600C_ Estб disponibilizado para comercializaзгo nas regiхes metropolitanas do Rio de Janeiro, Sao Paulo, Campinas, Baixada Santista, Sбo Josй dos Campos, Belo Horizonte, Vale do Aзo, Belйm, F 20F Paulo, Campinas, Baixada Santista, Sгo Josй dos Campos, Belo Horizonte, Vale do Aзo, Belйm, Fortaleza, Recife, Aracaju, Salvador, Curitiba, Porto Alegre e Vitуria. * уleo Diesel Interior – conhecido como S2000, possui teor de enxofre mбximo de 2000 ppm; densidade especifica variando de 0,820 a 0,880 kg/l; temperatura de destilaзгo de 87% a 3700C. Disponibilizado para comercializaзгo nos demais municнpios do Brasil.
Este уleo diesel deve ter obrigatoriamente corante vermelho para a distinзгo dos demais tipos. 2. 1 Outros Tipos de Oleo Diesel Alйm dos tipos de уleo Diesel anteriormente apresentados, existem tambйm o Уleo Diesel Marнtimo, Padrгo e o Уleo Diesel Aditivado: * уleo Diesel Marнtimo – Й um уleo especialmente produzido para utilizaзгo em motores de embarcaзхes marнtimas. O que o caracteriza й o fato dele ter o seu ponto de fulgor especificado em, no mнnimo, 60 graus Celsius. O teor de enxofre especificado ara este уleo pode ser de, no mбximo, 1 * уleo Diesel Padrгo – Й um produto desenvolvido para atender аs exigкncias especнficas dos testes de avaliaзгo de emissгo de poluentes dos motores Diesel.
Este уleo й utilizado pelos fabricantes de motores e pelos уrgгos responsбveis pela homologaзгo dos mesmos. * Уleo Diesel Aditivado – Trata-se, atualmente, do уleo Diesel dos tipos Metropolitano, ou Interior que, apуs sair da refinaria, recebem, nas distribuidoras, uma aditivaзao que visa conferir ao produto caracterнsticas especia•s de desempenho. Normalmente, stes aditivos apresentam propriedades desemulsificante, anti- espumante, detergente, dispersante e inibid 30F apresentam propriedades desemulsificante, anti-espumante, detergente, dispersante e inibidor de corrosгo. O desemulsificante evita que o Diesel forme emulsгo com бgua o que, quando ocorre, dificulta a sua separaзгo do produto.
O aditivo antiespumante permite um rбpido e completo enchimento dos tanques dos veнculos (o que antes era prejudicado pela geraзгo de espuma). Os aditivos detergentes e dispersantes possuem a funзгo de manter limpos o sistema de ombustiVel e a cвmara de combustгo, aumentando a vida ъtil do motor e minimizando a emissгo de poluentes. Alйm destes benefнcios, um dos aditivos (o inibidor de corrosгo) minimiza a corrosгo dos tanques de armazenagem e dos tanques de combustiVel dos veнculos. Ainda de acordo a quantidade de enxofre presente no diesel, podemos distinguir mais 4 tipos de diesel: * Tipo A- Йo уleo diesel utilizado em motores de ciclo diesel ( фnibus, caminhхes, carretas, veнculos utilitбrios, etc. ) e em instalaзхes de aquecimento de pequeno porte.
Este уleo encontra-se disponнvel em todas as regiхes do Brasil e Tipo B Й o уleo diesel conhecido como “metropolitano”. Tem a mesma aplicaзгo do diesel tipo A diferindo dele por possuir, no mбximo, 0,5% de enxofre e por somente ser comercializado, atualmente, para uso nas regiхes metropolitanas das seguintes capitais: Porto Alegre, Curitiba, Rio de Janeiro, Belo Horizonte, Recife e Fortaleza. * Tipo C – Este tipo de уleo diesel caracteriza-se, principalmente, por possuir, no mбximo, 0,3% de enxofre. Outro item que diferencia este tipo de principalmente, por possuir, no mбximo, 0,3% de enxofre. Outro item que diferencia este tipo de diesel dos demais й a emperatura necessбria para destilaзгo de 85% do seu volume: 3600C contra 3700C dos demais tipos.
Este уleo estб disponнvel desde primeiro de outubro de 1996, quando foi disponibilizado, pela PETROBRAS para uso nas regiхes metropolitanas de Salvador, Sгo Paulo, Aracaju, Santos e Cubatгo. A partir de outubro de 1 997, este tipo de diesel estarб disponнvel para uso nas regiхes metropolitanas de Fortaleza, Recife, Rio de Janeiro, Curitiba, Porto Alegre, Belo Horizonte, Belйm, Campinas e sгo Josй dos Campos. * Tipo D- Й o уleo diesel marнtimo. Й produzido especialmente ara a utilizaзгo em motores de embarcaзхes maritimas. Difere do diesel Tipo A por ter especificado o seu ponto de fulgor em, no mбximo, 600C. 3. CARACTERISTICAS DE QUALIDADE DO OLEO DIESEL O уleo Diesel й produzido de modo para que atenda a requisitos especнficos de qualidade.
Tais requisitos visam garantir que o produto permita o bom funcionamento dos motores, mantendo um baixo nнvel de emissгo de poluentes. As caracterнsticas de qualidade do уleo Diesel, inclusive os seus valores limites, sгo especificados pela ANP e sгo plenamente atendidas por todo уleo Diesel produzido pela Petrobras. A seguir, apresentamos uma breve descriзгo de todas as caracterнsticas previstas na especificaзгo do уleo Diesel, assim como de seus significados e influкncias no funcionamento dos motores e no melo ambiente. 3. 1 – Aspecto Й um teste que permite que se tenha uma rбpida indicaзгo visual da qualidade e atй mesmo ide Aspecto da qualidade e atй mesmo identificar uma contaminaзao do produto.
O Diesel deve apresentar-se lнmpido e isento de materiais em suspensгo como бgua, borra, material arenoso, ferrugem e material sуlido em geral. Estes contaminantes, quando presentes, odem reduzir a vida ъtil dos filtros dos veiculos e equipamentos e prejudicar o funcionamento dos motores. O teste й feito observando-se, contra a luz natural, uma amostra de 0,9 litro do produto contido em recipiente de vidro transparente com capacidade total de 1 litro. Nгo sendo observada a presenзa de бgua, borra, material sуlido, ou de qualquer outro material estranho e estando o produto lнmpido, considera-se que o уleo estб aprovado no teste. 4. Cor ASTM (American Society for Testing and Materials) Й uma avaliaзгo da cor caracterнstica do produto. Alteraзхes de cor podem ser um indicativo de problemas no processo produtivo, contaminaзгo ou degradaзгo (o que ocorre quando o Diesel й estocado por perнodos longos, quando fica exposto a temperaturas acima da ambiente ou quando estб contaminado por material estranho ao produto, como ferrugem proveniente da corrosгo dos tanques de armazenagem). O teste й feito colocando-se uma amostra do produto em um tubo de teste e comparando a cor que ele apresenta com padrхes de cor da ASTM, que possuem uma faixa de valores de a 8,0. Neste ensaio utiliza-se uma fonte de luz padrгo que compхe a parelhagem de teste. 4. — Destilaзгo A destilaзгo й um teste qu 6 OF ivo de avaliar as Destilaзгo A destilaзгo й um teste que tem o objetivo de avaliar as caracterнsticas de volatilidade do Уleo Diesel, definindo-se a temperatura na qual uma percentagem do produto, previamente fixada, evapora. O teste й feito tomando-se 100 ml da amostra do produto que, apуs colocados em um balгo de vidro especial, й submetida a aquecimento para destilaзгo em condiзхes controladas. Com esse aquecimento, o produto vaporiza e й, a seguir, condensado e recolhido em uma proveta de vidro, imersa m um banho de gelo. Apуs esta operaзгo, as temperaturas anotadas sгo corrigidas levando-se em conta as perdas que ocorrem por evaporaзгo de pequena parte do produto e a pressгo baromйtrica.
Este teste, alйm de ser usado no controle da produзгo das diversas correntes que compхem o Diesel, pode ser utilizado para identificar a ocorrкncia de contaminaзгo do produto por derivados mais pesados, como уleo lubrificante, ou mais leves, como a gasolina. 4. 4 – Teores de Enxofre Й um indicativo da concentraзгo desse elemento no уleo Diesel, onde se apresenta, principalmente, na forma de benzotiofenos e e dibenzotiofenos. O enxofre й um elemento indesejбvel em qualquer combustнvel devido а aзгo corrosiva de seus compostos e а formaзгo de gases tуxicos como S02 (diуxido de enxofre) e 503 (triуxido de enxofre), que ocorrem durante a combustгo do produto. Na presenзa de Йgua, o triуxido de enxofre leva а formaзгo de бcido sulfъrico (H2S04), que й altamente corrosivo para as partes metбlicas dos equipamentos, alйm de ser poluente.
O teste й feito queimando-se uma pequena quantidade de amostra em equipam poluente. amostra em equipamento especнfico para este fim. Esta queima transforma o enxofre presente em уxidos que, apуs serem quantificados, fornecem a concentraзгo de enxofre total no уleo. Estгo tambйm disponнveis equipamentos que fazem a anбlise incidindo raios X em uma amostra do produto confinada em uma cйlula prуpria. Neste caso, os бtomos de enxofre absorvem energia de um comprimento de onda especifico numa quantidade proporcional а concentraзгo de enxofre presente no Diesel. 4. 5 – Densidade a 20/4 oc Й a relaзгo entre a massa especнfica do Diesel a 20 oc (em g/cm3) e a massa especнfica da бgua (em g/cm3) a 4 oc.
Os motores sгo projetados para operar com combustнveis em uma determinada faixa de densidade, tendo em vista que a bomba injetora dosa o volume injetado. Variaзхes na densidade levam a uma significativa variaзгo na massa de combustнvel injetado que dificulta a obtenзгo de uma mistura de ar/ combustнvel balanceada. Valores de densidade acima da faixa de regulagem podem levar а produзгo de uma mistura rica de ar/combust[vel, o que aumenta a emissгo de poluentes como hidrocarbonetos, monуxido de carbono e material particulado. Valores baixos de densidade podem favorecer a formaзгo de ma mistura pobre, o que provoca perda de potкncia do motor e aumento no consumo de combustнvel.
A densidade a 20/40C tambйm й usada para calcular o volume do produto a 200C, que й usado para efeito de faturamento_ O teste й feito imergindo-se um densнmetro de vidro em proveta de 1000 ml contendo amostra do produto (conforme mйtodo ASTM 80F densнmetro de vidro em proveta de 1000 ml contendo amostra do produto (conforme mйtodo ASTM Dl 298). Neste caso, o resultado й expresso como densidade a 20/4 oc. Existem equipamentos eletrфnicos que sгo mais atuais e que, a partir de ma pequena quantidade da amostra, determinam o periodo de vibraзгo de uma cйlula cheia com o produto (um tubo de vidro em forma de U) e calculam a sua densidade.
Na seзгo VIII й fornecido o procedimento detalhado para a determinaзгo da densidade do уleo Diesel. 4. 6 – Nъmero de Cetano O nъmero de cetano mede a qualidade de igniзгo de um combustнvel para mбquina Diesel e tem influкncia direta na partida do motor e no seu funcionamento sob carga. Fisicamente, o nъmero de cetano se relaciona diretamente com o retardo de igniзгo do combustнvel no motor: quanto menor o nъmero de etano, maior serб o retardo de igniзгo. Conseqьentemente, maior serб a quantidade de combustнvel que permanecerб na cвmara sem queimar no tempo certo. Isto leva a um mau funcionamento do motor, pois, quando a queima acontecer, a quantidade de energia gerada serб superior аquela necessбria.
O excesso de energia forзa o pistгo a descer com velocidade superior аquela requerida pelo sistema, o que provocarб esforзos anormais sobre o pistгo podendo causar danos mecвnicos e perda de potкncia. Combustнveis com alto teor de parafinas apresentam alto nъmero de cetano enquanto produtos ricos em hidrocarbonetos romбticos apresentam baixo nъmero de cetano. Devido a isto, na determinaзгo desta caracterнstica, o desempenho do Diesel й comparado com o desempenho de uma mistura do cetano com o alfa-met desempenho do Diesel й comparado com o desempenho de uma mistura do cetano com o alfa-metil-naftaleno. O cetano й o mesmo que n-hexadecano, um produto parafнnico de fуrmula quнmica C16H34, conhecido comercialmente como cetano e ao qual й atribuido um nъmero de cetano igual a 100.
Ao alfa- metil-naftaleno, que й um produto aromбtico (fуrmula quнmica Cl OH7CH3), й atribuнdo um nъmero de cetano igual a zero. Para exemplificar, podemos dizer que, se o уleo Diesel apresenta um nъmero de cetano igual a 45, ele apresenta tambйm o mesmo desempenho (mesmo вngulo de atraso) que aquele apresentado por uma mistura de 45% de cetano com 55% de alfa- metil-naftaleno. A determinaзгo do nъmero de cetano requer o uso de um motor de teste padrгo (motor CFR) operando sob as condiзхes estabelecidas na norma tйcnica ASTM D613. 4. 7 – нndice de Cetano Calculado Assim como o nъmero de cetano, o нndice de cetano calculado estб ligado а qualidade de igniзгo do уleo Diesel.
O нndice de cetano apresenta correlaзгo com o nъmero de cetano e й eterminado pelas refinarias como substituto do mesmo. O cбlculo й efetuado utilizando-se a equaзгo das quatro variбveis na qual estгo envolvidas a densidade a 15 oc e as temperaturas de destilaзгo de 10%, 50% e 90% do produto avaliado. A fуrmula recomendada pela ASTM consta no mйtodo D4737 e й o mйtodo utilizado atualmente pela Petrobras. O нndice de cetano й uma caracterнstica que exerce influкncia direta no funcionamento dos motores. Baixos valores do нndice de cetano acarretam dificuldade de partida a frio, depуsito nos pistхes e mau funcionamento do motor. Valores altos do нndice 0 DF 16