A DIFERENÇA ENTRE GASOLINA E DIESEL HISTÓRICO
Gasolina e diesel são produtos do refino de petróleo cru, achado no seu estado natural no subsolo em várias partes do mundo. Já o petróleo cru é um fluído composto basicamente de hidrocarbonetos que se formaram através da decomposição de plantas de várias espécies que existiram na superfície da terra há milhões de anos. Os primeiros poços de petróleo foram perfurados na década de 1850, quase simultaneamente nos Estados Unidos e Canadá. Composto de hidrocarbonetos, que são combinações de hidrogênio e carbono, o petróleo queima facilmente na presença do oxigênio do ar, formando óxido de hidrogênio (água) e dióxido de carbono. Desde sua descoberta em quantias comerciáveis até hoje, a maior utilidade do petróleo é a sua queima.
A sua primeira utilização foi na iluminação, com sua queima em substituição às velas feitas com gordura animal ou cera de abelhas e lampiões que utilizavam óleo de baleia ou óleo vegetal. Porém, para poder utilizar petróleo em lampiões, foi necessário tirar os componentes que eram muito voláteis, pelo perigo de explosão, bem como os muito pesados, que entupiam os lampiões e causavam muita fumaça. As primeiras destilarias faziam exatamente isto, produzindo até 85 litros de querosene de iluminação para cada 100 litros de petróleo cru processado. Inicialmente o desperdício era grande, pois as frações de petróleo mais leves do que as usadas para produzir o querosene normalmente eram queimadas por falta de utilidade, e somente parte das frações pesadas podia ser vendida como graxa para as carroças da época. É claro que esta situação não durou muito tempo, e a utilização dos sub-produtos de petróleo cru multiplicaram-se rapidamente.
O início do século 20 trouxe muitas mudanças para a industria petrolífera, pois a introdução de iluminação elétrica reduziu a demanda de querosene enquanto a massificação de veículos movidos a motor de explosão interna aumentou a demanda para outros combustíveis derivados de petróleo. Motores baseados no ciclo Otto começaram a utilizar frações de petróleo que vaporizam facilmente antes da mistura de ar e combustível ser comprimida e queimada. As partes leves do antigo querosene de iluminação, bem como frações de petróleo mais leves ainda, foram aproveitadas para formar esta gasolina. Motores baseados no ciclo Diesel começaram a utilizar as frações de petróleo mais pesadas, injetadas no motor com
o ar já comprimido e quente para sua combustão instantânea. Hoje, espremida entre as frações leves usadas para gasolina e as mais pesadas usadas para diesel, a produção de querosene representa somente 5% de cada barril de petróleo cru, sendo usada principalmente na aviação.
Um poço de petróleo pode produzir gás natural, que não pode ser transportado como líquido à temperatura ambiente, e petróleo cru, que tem essa grande vantagem. O gás natural, quando não é queimado na boca do poço, é levado por gasodutos diretamente aos pontos de consumo, enquanto o petróleo pode e é transportado pelo mundo inteiro. Uma refinaria moderna produz deste petróleo uma variedade de produtos, incluindo, entre outros, matéria-prima para a indústria petroquímica, solventes, parafina, óleos lubrificantes e asfalto, mas aproximadamente 90% de cada barril se destina à produção de combustíveis.
Os principais combustíveis produzidos pelo processo de refinação são o GLP (gás liquidificado de petróleo), a gasolina, o querosene, o óleo diesel e o óleo combustível. No hemisfério norte, as refinarias normalmente são projetadas para produzir o máximo possível de gasolina, que é o produto de maior demanda. Também existe uma demanda maior de óleo combustível de calefação, que utiliza uma fração pesada, mas não tão nobre quanto o diesel. No Brasil, a demanda de óleo diesel é proporcionalmente maior, e as refinarias produzem o máximo possível deste produto, usando para isto frações de petróleo mais leves e mais pesadas do que as que são utilizadas em outros países. Ainda assim, necessitamos importar diesel, e exportamos gasolina.
REFINAÇÃO
O processo principal usado numa refinaria para transformar o petróleo cru nos diversos combustíveis que dele derivam é a destilação, onde as frações são separadas pelos seus pontos de fervura (ebulição). O GLP, gás liquefeito de petróleo, é composto pelas frações de petróleo que fervem à temperatura ambiente; sendo assim, precisam ser mantidas sob pressão para ficarem líquidas. A gasolina é composta pelas frações que têm seu ponto de ebulição entre 30ºC e 215ºC e, portanto, vaporizam facilmente. As frações que compõem o querosene fervem entre 170ºC e 270ºC, e as de diesel e óleo combustível geralmente entre 180ºC e 380ºC. Já as de óleo combustível residual entram em ebulição entre 340ºC e 650ºC.
Convém notar que um hidrocarboneto cujo ponto de ebulição é de 200ºC, por exemplo, pode estar presente na gasolina, no querosene e no diesel, porém em proporções diferentes, já que o mais importante é a média das características da mistura de hidrocarbonetos.
Em geral, os hidrocarbonetos com mais átomos de carbono tem um ponto de ebulição mais alto, mas hidrocarbonetos diferentes podem ter o mesmo número de átomos de carbono combinados com um número diferente de átomos de hidrogênio, gerando moléculas com estruturas diversas que propiciam propriedades químicas/físicas distintas. A composição dos combustíveis em relação aos átomos de carbono é de 4 a 12 átomos na gasolina, de 10 a 14 no querosene, e de 12 a 20 no diesel, mas estas faixas podem oscilar, resultando na já mencionada variação das propriedades.
Cada campo de petróleo produz petróleo cru com uma composição diferente de hidrocarbonetos, sendo que os óleos leves têm uma concentração maior de moléculas leves e produzem proporcionalmente mais gasolina e outros produtos nobres, portanto comandando um preço maior no mercado internacional. Petróleo cru também tem impurezas, principalmente enxofre, e a concentração delas influi no preço porque o processo de reduzi-las a níveis aceitáveis nos produtos finais é oneroso.
Além de separar as frações por destilação, refinarias modernas têm equipamentos para modificar as próprias moléculas dos hidrocarbonetos. Os processos de isomerização e alquilação combinam moléculas menores para formar moléculas maiores. Os processos de craqueamento quebram moléculas maiores para formar moléculas menores. Existem também processos de hidrotratamento e reforma catalítica, que adicionam e retiram hidrogênio dos hidrocarbonetos. Portanto, uma refinaria equipada tem autonomia para produzir produtos leves e pesados com propriedades diferentes e numa proporção distinta daquela presente no óleo cru processado.
A principal diferença entre os vários combustíveis é sua faixa de destilação. Frações leves são desejáveis na gasolina para aumentar a volatilidade e a facilidade de se misturar com ar no motor. Estas frações leves já não são bem vindas no diesel e no óleo combustível, porque aumentam a evaporação e o perigo de incêndio durante a estocagem e manuseio. Por outro lado, frações muito pesadas usadas como gasolina entupiriam o sistema de injeção neste tipo de motor, e frações pesadas demais para diesel não queimariam com facilidade, causando depósitos no motor e fuligem. Portanto, além de uma faixa média de ebulição, cada combustível tem especificações
diferentes que limitam a quantidade de hidrocarbonetos leves e pesados que podem estar presentes nas misturas.
Gasolina
Apesar de ser uma mistura de vários hidrocarbonetos, cada um com características diferentes, a gasolina, como produto final, tem que ter um valor mínimo de octanagem para funcionar satisfatoriamente em motores modernos com altas taxas de compressão. A octanagem mede a resistência da gasolina à explosão espontânea (sem faísca) quando comprimida no cilindro do motor. O índice de octanagem é obtido comparando-se esta característica da gasolina com dois hidrocarbonetos específicos presentes na gasolina: o isooctano (C8H18), com valor 100 e o n.heptano (C7H16), com valor zero. As refinarias utilizam os processos de reforma catalítica e alquilação para modificar parte dos hidrocarbonetos presentes no óleo cru com a finalidade de produzir misturas com índices de octanagem maiores. Diesel
O diesel, por sua vez, deve queimar o mais rápido possível quando injetado no cilindro. O índice de cetano mede o retardamento entre a injeção e a queima, sendo que um retardamento menor merece um índice mais alto. Hidrocarbonetos muitos grandes queimam com mais dificuldade, com uma tendência maior de produzir fuligem, e têm um índice menor de cetano. Por outro lado, a gasolina, com seus hidrocarbonetos muito pequenos, também tem um índice baixo de cetano e hidrocarbonetos nesta faixa de destilação não são indicados para motores a diesel.
O controle sobre a emissão de poluentes resultante da queima de combustíveis também está forçando as refinarias a investir pesado em processos para a sua redução. Além do enxofre, as quantias máximas de oleofínicos, benzeno e outros aromáticos presentes nos combustíveis sofrem controles cada vez mais rígidos. As refinarias utilizam principalmente os processos de hidrotratamento para retirar enxofre e transformar os aromáticos e oleofínicos em outros hidrocarbonetos menos prejudiciais para o meio ambiente. É interessante notar que o grau de hidrotratamento necessário para atingir os níveis de enxofre e aromáticos exigidos em algumas partes do mundo para o óleo diesel diminui a lubricidade do próprio óleo, e exige a utilização de aditivos para repô-la.
Como já foi mencionado, hidrocarbonetos específicos podem estar presentes em produtos diferentes, e as refinarias têm capacidade de produzir proporções distintas de produtos finais usando o mesmo óleo
cru, desde que obedeçam aos limites das faixas de destilação destes produtos. As especificações de octanagem e o índice de cetano podem ser atingidos utilizando-se processos de refinação e aditivos específicos para esta finalidade.
O etanol (álcool etílico anídrico), quando misturado à gasolina, tem o efeito de aumentar a octanagem da mistura. Por outro lado, como já tem oxigênio na sua composição, ele não tem o mesmo poder calorífico dos hidrocarbonetos obtidos do óleo cru, e acaba por reduzir o rendimento da mistura. Esse oxigênio, porém, tem o efeito de melhorar a queima do combustível, o que reduz a formação de poluentes. Assim sendo, o etanol (feito a partir de milho, e não de cana-de-açúcar) é adicionado na gasolina norte-americana com esta finalidade.
ESPECIFICAÇÕES PONTO DE FULGOR
O ponto de fulgor indica a volatilidade do combustível, a quantia de hidrocarbonetos leves na mistura, e a temperatura na qual uma chama pode incendiar seus vapores. Por sua natureza de combustível volátil, o ponto de fulgor de gasolina é muito baixo, cerca de -45º C. Para reduzir a formação de ozônio, que é poluente, a gasolina norte-americana tem um limite de volatilidade para os meses de verão. No caso do diesel e do óleo combustível, este indicador não tem um relacionamento direto com sua utilidade como combustível, mas influi na segurança com que o mesmo pode ser estocado e manipulado. O diesel brasileiro tem um ponto de fulgor de, no mínimo, 38º C, enquanto o diesel norte-americano tem um mínimo de 50ºC.
DESTILAÇÃO
A quantidade de hidrocarbonetos pesados em cada combustível é obtida pelo teste de destilação. O indicador normalmente usado para gasolina é a temperatura necessária para evaporar basicamente a totalidade da mistura. A gasolina brasileira tem uma temperatura máxima de 220ºC, com resíduo de 2%, que é compatível com os padrões norte-americanos. Como tem hidrocarbonetos mais pesados, o óleo diesel não tem um ponto tão nítido do limite de destilação. As especificações brasileiras exigem que 85% do diesel seja recuperado quando destilado ao máximo de 370ºC. As especificações norte-americanas exigem 90%, com temperaturas entre 280ºC e 340ºC. Hidrocarbonetos muitos pesados têm uma tendência maior de produzir borra e queimar com mais fuligem.
ENXOFRE
As especificações brasileiras permitem um máximo de 0,2% de enxofre no diesel metropolitano e 0,35% no diesel “B”. Os padrões norte-americanos são atualmente de 0,05%, mas o limite estará baixando para 0,0015% para 80% do diesel rodoviário produzido em 2006 e 100% em 2010. A gasolina comum e a aditivada no Brasil têm aproximadamente 0,1% de enxofre. Até 2006, o limite de enxofre na gasolina norte-americana será de 0,0030%, em média.
AROMÁTICOS/OLEOFÍNICOS
Um outro fator de poluição é a presença de hidrocarbonetos aromáticos e oleofínicos nos combustíveis. O limite norte-americano de aromáticos no diesel é de 35% (10% na Califórnia) e de 32% na gasolina (25% na Califórnia). Já o limite para oleofínicos na gasolina é de 10% (sendo de 6% na Califórnia). Os limites brasileiros especificam o máximo aceitável destes produtos na gasolina em 45% para aromáticos e 30% para oleofínicos.
OCTANAGEM/CETANO
O índice de octanagem mede a capacidade da gasolina de resistir à auto-combustão no motor, sendo seu índice mínimo de 87 no Brasil, tanto para a gasolina comum quanto para a aditivada. Os postos norte-americanos oferecem normalmente três opções de octanagem(87 89 e 91 ou 93). O índice de cetano para óleo diesel mede a rapidez da combustão do mesmo quando injetado no cilindro, e tem valor mínimo de 42 no Brasil, um pouco melhor do que o índice mínimo de 40 exigido nos Estados Unidos.
Departamento técnico
METALSINTER IND. COM. DE FILTROS E SINTERIZADOS LTDA.
R. Dom Pedro Henrique de Orleans e Bragança, 304 – Vila Jaguará São Paulo – Sp cep: 05117-000
