Óleo Diesel: Composição e Aplicações

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A Industria do Petróleo e 
Gás 
	
Ø  	Diesel	 é	 um	óleo	derivado	da	
des/lação	 do	 petróleo	 bruto	
usado	 como	 combus6vel	 nos	
motores	 a	 diesel,	 cons/tuído	
b a s i c a m e n t e 	 p o r	
hidrocarbonetos	 de	 C9	 a	 C20,	
com	 faixa	 de	 des/lação	 entre	
150	–	3700C.		
	
DIESEL 
	
Ø  O	 óleo	 diesel	 é	 um	 composto	 formado	 principalmente	 por	 átomos	 de	
carbono,	 hidrogênio	 e	 em	 baixas	 concentrações	 por	 enxofre,	 nitrogênio	 e	
oxigênio.		
Ø  O	diesel	 é	 selecionado	 de	 acordo	 com	 suas	 caracterís/cas	 de	 ignição	 e	 de	
escoamento,	adequadas	ao	funcionamento	dos	motores	ciclo	diesel.		
Ø  É	 um	 produto	 pouco	 inflamável,	 medianamente	 tóxico,	 pouco	 volá/l,	
límpido,	isento	de	material	em	suspensão	e	com	odor	forte	e	caracterís/co.	
Ø  	 Recebeu	este	nome	em	homenagem	ao	engenheiro	 alemão	Rudolf	Diesel	
que	 inventou	um	meio	mecânico	para	explorar	 a	 reação	química	originada	
da	mistura	de	óleo	e	do	oxigênio	presente	no	ar.	
DIESEL 
	
Ø  A	 par/r	 do	 refino	 do	 petróleo	 obtém-se,	 pelos	 processos	 de	 des/lação	
atmosférica,	 craqueamento	 catalí/co	 fluido	 as	 frações	 denominadas	 de	
gasóleos,	básicas	para	a	produção	de	óleo	diesel.		
Ø  Para	 eliminação	 de	 contaminantes	 (compostos	 de	 enxofre	 e	 nitrogênio,	
principalmente)	 parte	 dos	 gasóleos	 são	 tratados	 quimicamente	 com	
hidrogênio	no	processo	denominado	hidrotratamento.		
Ø  Aos	 gasóleos	 podem	 ser	 agregadas	 outras	 frações	 como	 a	 naXa	 e	 o	
querosene,	 resultando	 no	 produto	 conhecido	 como	 óleo	 diesel.	 A	
incorporação	 destas	 frações	 e	 de	 outras	 ob/das	 por	 outros	 processos	 de	
refinação	 dependerá	 da	 demanda	 global	 de	 derivados	 de	 petróleo	 pelo	
mercado	consumidor.	
DIESEL 
	
Ø  	 O	 óleo	 diesel	 é	 um	 combus6vel	 líquido	 cuja	 principal	 caracterís/ca	 é	
permi/r	 sua	 queima	 à	 alta	 taxa	 de	 compressão	 no	 interior	 da	 câmara	 de	
combustão.	 Em	 geral,	 quanto	 maior	 a	 taxa	 de	 compressão,	 maior	 será	 a	
eficiência	na	conversão	da	energia	térmica	em	energia	ciné/ca	(movimento	
linear	do	pistão).		
Ø  Essa	caracterís/ca	em	conjunto	à	baixa	velocidade	de	combustão	permitem	
a	ignição	(por	compressão,	ver	ciclo	diesel)	desse	combus6vel,	dispensando	
o	 uso	 de	 centelhas,	 velas	 de	 ignição	 e	 todo	 seu	 sistema	 elétrico.	 A	
simplicidade	(confiabilidade)	do	motor	diesel,	seu	regime	de	baixas	rotações	
(queima	 lenta)	 e	 sua	 alta	 compressão	 (peças	 internas	 mais	 robustas)	
permitem	seu	uso	em	aplicações	pesadas	como	furgões,	ônibus,	caminhões,	
embarcações	marí/mas,	máquinas	 de	 grande	 porte,	 locomo/vas,	 navios	 e	
aplicações	estacionárias	(geradores	elétricos,	por	exemplo).	
DIESEL 
Ø  A	evolução	dos	projetos	de	motores	diesel	permi/u	seu	funcionamento	em	
rotações	 maiores	 e	 o	 uso	 de	 peças	 mais	 leves,	 adequando	 sua	 u/lização	
também	 aos	 automóveis	 (carros	 de	 passeio).	 No	 Brasil	 essa	 aplicação	 do	
diesel	 não	 é	 permi/da,	 pois	 o	 Brasil	 ainda	 não	 é	 "autossuficiente	 em	 óleo	
diesel”.	 O	 contrário	 resultaria	 no	 aumento	 de	 demanda	 por	 diesel	 e	
consequente	aumento	de	seu	preço,	refle/ndo	no	encarecimento	dos	fretes	
de	produtos	alimen6cios.		
Ø  O	petróleo	brasileiro	possui,	na	média,	um	baixo	grau	API,	o	que	resulta	em	
uma	menor	produção	de	diesel	em	comparação	ao	petróleo	de	alto	grau	API	
(comum	no	Oriente	Médio).	Em	função	dos	/pos	de	aplicações,	o	óleo	diesel	
apresenta	caracterís/cas	e	cuidados	diferenciados	para	conservar	sempre	o	
mesmo	ponto	de	fulgor	e	não	fugir	dos	padrões	de	ignição	pré-estabelecidos	
por	essa	tecnologia.		
DIESEL 
Ø  É	um	motor	com	elevada	taxa	de	compressão,	na	qual	o	combus6vel	entra	
em	ignição	devido	ao	calor	desenvolvido	na	compressão	não	u/lizando	vela.	
(centelha).	
Ø  Os	motores	variam	muito	em	tamanho,	potência	e	velocidades	operacionais.	
Podem	operar	em	ciclos	de	2	ou	4	tempos.	A	escolha	de	qual	combus6vel	a	
ser	u/lizado	deve	ser	cautelosa.	Pois:	
1.   O	 problema	 de	 detonação:	 Depende	 	 da	 qualidade	 da	 auto-ignição	 e	
portanto	do	“retardo	da	ignição”a	qual	é	avaliada	pelo	número	de	cetano	e	
pela	vola/lidade	do	combus6vel.	
2.   As	caracterís9cas	de	par9da,	aquecimento,	aceleração	suave	e	 tendência	
em	diluir	o	óleo	do	cárter:	estão	relacionados	com	a	vola/lidade,	ou	seja,	
sua	faixa	de	des/lação.	
DIESEL 
	
3.   Tendência	para	formar	fumaça:	depende	da	vola/lidade,	número	de	cetano	
e	viscosidade.	
4.   Os	 depósitos:	 estão	 relacionados	 com	 a	 vola/lidade,	 viscosidade,	 teor	 de	
enxofre,	resíduo	de	carbono	e	estabilidade	do	combus6vel.	
5.   A	 corrosão	 e	 o	 desgaste:	 são	 em	 função	 do	 teor	 de	 enxofre.	 A	 vida	 dos	
filtros	 está	 ligada	 ao	 teor	 de	 água	 e	 sedimentos,	 assim	 como	 a	 sua	
estabilidade.	
	
DIESEL 
	
Ø  COMBUSTÃO	
	
1.   Motor	de	ignição	por	centelha	(gasolina).	
•  O	 combus6vel	 e	 o	 ar	 são	 dosados	 em	 proporção	 quimicamente	 corretas,	
formando	 uma	 mistura	 estequiométrica,	 que	 é	 introduzida	 no	 interior	 do	
cilindro,	comprimida	e	entào	ignitada	poe	centelha.	
•  A	potência	do	motor	é	controlada	pela	quan/dade	de	mistura	que	entra	no	
cilindro,	u/lizando	uma	válvula	reguladora	de	fluxo,	chamada	de	acelerador.	
DIESEL 
	
Ø  COMBUSTÃO	
	
2.   Motor	de	ignição	por	compressão	(diesel).	
•  Apenas	 ar	 entra	 no	 cilindro	 através	 do	 coletor	 de	 admissão.	 Este	 ar	 é	
comprimido	em	altas	temperaturas	e	pressão,	quando	entào	o	combus6vel	e	
finamente	 vaporizado	 e	 pulverizado	 em	alta	 velocidade	 no	 ar.	Quando	 em	
contato	 com	 o	 ar	 a	 altas	 temperaturas.	 O	 combus6vel	 vaporiza-se	
rapidamente	e	ao	misturar-se	com	o	ar,	reações	químicas	espontâneas.	
•  Não	 há	 necessidade	 de	 vela	 de	 ignição,	 entretanto,	 alguns	motores	 diesel	
são	equipados	com	velas	de	aquecimento	para	proporcionar	melhor	par/da	
sob	baixas	temperaturas.	
DIESEL 
	
•  A	potência	do	motor	é	controlada	pela	variação	do	volume	de	combus6vel	
injetado	no	interior	do	cilindro.	
•  Retardamento	de	ignição	–	é	a	soma	dos	tempos	de	ignição	acrescida	de	um	
curto	período	entre	o	início	da	injeção	e	a	auto-ignição.	
DIESEL 
Motores	do	Ciclo	OPo	 Motores	do	Ciclo	Diesel	
•  Operam	 através	 de	 combustão	 por	
centelha.	
•  Neste	 /po	 de	 combustão,	 o	 ar	 e	 o	
combus6vel	 entram	 no	 cilindro	 do	 motor	
ao	mesmo	 tempo	 e	 para	 que	 ocorra	 uma	
boa	 combustão,	 é	 importante	 que	 o	
combus6vel	 u/lizado,	 possusa	 boa	
resistência	à	detonação,	ou	seja,	não	entre	
em	 combustão	 antes	 da	 passagem	 da	
centelha.		
•  Os	 combus6veis	 que	 possuem	 essa	
propriedade	 são	 os	 hidrocarbonetos	
ramificados	e	os	aromá/cos,	pois	estes	são	
mais	resistentes	à	detonação.	
•  Os	 principais	 combus6veis	 que	 u/lizam	
esse	 ciclo	 são:	 gasolina,	 gasolina	 de	
aviação,	etanol	e	gás	natural.	
•  Operam	através	de	combustão	por	
compressão.	
•  Neste	 /po	 de	 combustão,	 apenas	 ar	
entra	 no	 cilindro.	 Este	 ar	 é,	 entào,	
comprimido	 a	 altas	 temperaturas	 e	
pressões,	 quando	 enfim	 o	 combus6vel	
entra	 em	 contato	 com	 o	 ar,	 ocorrem	
reações	 químicas	 espontâneas,	 que	
resultam	 na	 autoignição.	 E	 por	 isso,	 é	
necessário	 que	 o	 combus6vel	 possua	
curto	 tempo	deignição,	 ou	 seja	 ,	 entre	
em	combustão	rapidament.	
•  Os	 combus6veis	 que	 possuem	 essa	
propriedade	são	os	hidrocarbonetos	de	
cadeia	longa	e	linear.	
•  Os	principais	combus6veis	que	u/lizam	
esse	 ciclo	 são:	 diesel,	 biodiesel,	
que rosene	 de	 av i a ção	 e	 ó l eo	
combus6vel.	
	
Ø  O	 óleo	 Diesel,	 em	 suas	 diversas	 denominações,	 é	 o	 principal	 combus6vel	
comercializado	no	mercado	brasileiro,	u/lizado	no	transporte	de	cargas	e	de	
passageiros,	 em	 embarcações,	 na	 indústria,	 na	 geração	 de	 energia,	 nas	
máquinas	 para	 construção	 civil,	 nas	 máquinas	 agrícolas	 e	 locomo/vas,	
atendendo	 as	 necessidades	 dos	 consumidores	 e	 as	 mais	 avançadas	
tecnologias	em	motores	e	combustão.	
	
Ø  São	produzidos	e	 comercializamos	o	dieselde	baixo	 teor	de	enxofre	desde	
2009.	Em	2013,	o	novo	Diesel	S-10,	que	contém	o	baixíssimo	teor	de	enxofre	
de	10	miligramas	para	cada	1.000.000	de	miligramas	do	produto	(10	partes	
por	milhão),	subs/tuiu	o	Diesel	S-50.	
DIESEL 
	
ü  	 O	 óleo	 diesel	 rodoviário	 é	 classificado	 como	 do	 /po	 A	 (sem	 adição	 de	
biodiesel)	ou	do	/po	B	(com	adição	de	biodiesel).	
	
ü  A	Resolução	da	ANP	nº	426	apresenta	a	 seguinte	nomenclatura	para	o	óleo	
diesel	rodoviário:	
	
ü  "Art.	3º	Fica	estabelecido,	para	feitos	desta	Resolução,	que	os	óleos	diesel	A	e	
B	deverão	apresentar	 as	 seguintes	nomenclaturas,	 conforme	o	 teor	máximo	
de	enxofre:	
a)	Óleo	diesel	A	S10	e	B	S10:	combus6veis	com	teor	de	enxofre,	máximo,	de	10	
mg/kg.	
b)	Óleo	diesel	A	S500	e	B	S500:	combus6veis	com	teor	de	enxofre,	máximo,	de	
500	mg/kg.	
c)	Óleo	diesel	A	S1800	e	B	S1800:	combus6veis	com	teor	de	enxofre,	máximo,	de	
1800	mg/kg.”	
	
DIESEL 
	
•  O	 chamado	 óleo	 diesel	 de	 referência	 é	 produzido	 especialmente	 para	 as	
companhias	montadoras	 de	 veículos	 a	 diesel,	 que	 o	 u/lizam	 como	 padrão	
para	a	homologação,	ensaios	de	consumo,	desempenho	e	teste	de	emissão.	
	
DIESEL 
	
Ø  As	específicações	podem	variar	de	acordo	com	o	uso	do	diesel	e	sua	função	
necessária:	 automóveis,	 máquinas	 estacionárias,	 dentre	 outras.	 Porém	
algumas	análises	são	comuns	a	todos	como:	
1.   Água	e	sedimento	(máx.	%)			
		
É	 determinado	 por	 centrifugação,	 u/lizando	 volumes	 iguais	 de	 amostra	 e	
tolueno	 ou	 benzeno	 em	 tubo	 graduado	 até	 volume	 constante	 de	 água	 e	
sedimentos.	
	
2.   Cinzas	(máx.	%)			
		
Consiste	em	queimar	a	amostra	em	cadinho	de	porcelana,		
até	restar	apenas	a	cinza	e	carbono.	Em	seguida	o	resíduo		
é	calcinado	em	mufla	elétrica	a	7750C	até	peso	constante.	
	
DIESEL 
3. Aspecto: Deve ser límpido e insento de impurezas, com anotação da temperatura 
de ensaio. 
4. Massa específica : 
 
•  A densidade do biodiesel esta ́ diretamente ligada com a estrutura molecular das 
suas moléculas. Quanto maior o comprimento da cadeia carbônica do alquiléster, 
maior será a densidade. A presença de impurezas também poderá influenciar na 
densidade do biodiesel como, por exemplo, o álcool ou substâncias adulterantes. 
•  Comparado com o diesel mineral, o biodiesel apresenta maior densidade. 
5. Viscosidade: 
•  A viscosidade do biodiesel aumenta com o comprimento da cadeia carbônica e 
com o grau de saturação. 
•  Tem influência no processo de queima na câmara de combustão do motor. Alta 
viscosidade ocasiona uma má combustão do diesel, devido à diminuição da 
eficiência de atomização na câmara de combustão, ocasionando a deposição 
de resíduos nas partes internas do motor. 
6. Teor de água: 
 
•  A água esta ́ associada à proliferação de micro-organismos, corrosão em tanques 
de estocagem com deposição de sedimentos. 
7. Contaminação total: 
 
•  A massa dos resíduos insolúveis retidos na filtração do diesel é utilizada no cálculo 
do valor do parâmetro denominado contaminação total. 
8. Ponto de fulgor: 
•  O ponto de fulgor é a temperatura mínima onde é observada a liberação de vapores 
de um líquido, em quantidade suficiente para forma uma mistura inflamável com o 
ar. Indica risco envolvido e não qualidade. Ponto de fulgor muito baixo pode indicar 
 contaminação para produtos mais voláteis. 
9. Resíduo de carbono: 
•  Determina a tendência de formação de depósitos nas câmaras de combustão. 
Neste ensaio, a amostra é evaporada e queimada e o resíduo final é pesado. 
 
10. Enxofre total: 
 
 •  Enxofre é um típico veneno de catalisadores e, portanto, afeta os conversores 
catalíticos. A presença de enxofre no diesel mineral também esta ́ associada à 
emissão de material particulado, danos à saúde e à corrosão de partes do motor, 
atribuída aos ácidos sulfúrico e sulfônicos formados durante a oxidação do 
combustível. 
	
11.	Cor	
		
Não	 tem	 influência	 no	 desempenho	 do	 combus6vel,	 servindo	 apenas	 para	
indicar	sua	uniformidade	e	a	isenção	de	impurezas	grosseiras	ou	contaminantes	
mais	pesados.	
	
É	u/lizado	um	calorímetro	graduado	de	0,5	-8	em	intervalos	de	0,5,	o	máximo	
para	o	diesel	é	3,0.	
	
	
12.	Corrosividade	3h	a	500C,	máx.	1	
		
Depende	 do	 teor	 de	 enxofre	 total,	 alguns	 compostos	 muito	 corrosivos	 são	
enxofre,	mercaptans	e	sulfeto.	
	
DIESEL 
 Corrosividade ao Cobre: 
 
 
CARACTERÍSTICA ABNT NBR ASTM D EN/ISO 
Aspecto - LII (1) - - -
Massa específica a 
20º C 
kg/m³ 850 a 900 7148 
14065 
1298 
4052 
EN ISO 
3675 
-
EN ISO 
12185 
Viscosidade 
Cinemática a 40ºC 
mm²/s 3,0 a 6,0 10441 445 EN ISO 
3104 
Teor de água, máx. mg/kg (2) - 6304 EN ISO 
12937 
Contaminação 
Total, máx. 
mg/kg 24 - - EN ISO 
12662 
NBR 
15995
Ponto de fulgor, 
mín. (3) 
ºC 100,0 14598 93 EN ISO 
3679 
Teor de éster, mín % massa 96,5 15764 - EN 
14103 
Resíduo de 
carbono, máx. (4) 
% massa 0,050 15586 4530 -
Cinzas sulfatadas, 
máx. 
% massa 0,020 6294 874 EN ISO 
3987 
Enxofre total, máx. mg/kg 10 15867 5453 EN ISO 
20846 
EN ISO 
20884 
Sódio + Potássio, 
máx. 
mg/kg 5 15554 
15555 
15553 
15556 
- EN 
14108 
EN 
14109 
EN 
14538 
Cálcio + Magnésio, 
máx. 
mg/kg 5 15553 
15556 
- EN 
14538 
Fósforo, máx. mg/kg 10 15553 4951 EN 
14107 
Corrosividade ao 
cobre, 3h a 50 ºC, 
máx. 
- 1 14359 130 EN ISO 
2160 
Número Cetano (5) - Anotar - 613 
6890 (6) 
EN ISO 
5165 
Ponto de ºC (7) 14747 6371 EN 116 
10
•  É um parâmetro estabelecido para determinar a capacidade potencial do 
combustível causar corrosão em peças metálicas, que podem ser do motor ou do 
tanque de armazenamento. 
•  Está propriedade está associada à presença de ácidos ou de compostos de 
enxofre. 
•  Neste ensaio de corrosividade uma lâmina de cobre previamente polida é 
submersa no combustível a 50oC, durante 3 h. Em seguida, a placa é lavada e 
comparada com laminas padrões que representam diferentes graus de corrosão, 
aos quais são atribuídos valores de 1 a 5. 
	
13.	Des9lação	
		
Um	 bom	 combus6vel	 deve	 ser	 bem	 balanceado	 em	 componentes	 leves	 e	
pesados.	As	 temperaturas	de	10,	 50	e	90%	evaporados	permitem	avaliar	 esse	
balanceamento.	
	
Em	 condições	 padronizadas	 as	 temperaturas	 dos	 vapores	 são	 registradas	 em	
função	das	porcentagens	des/ladas,	o	que	permite	traçar	a	curva	de	des/lação.		
	
Uma	faixa	longa	dos	10	aos	50%	poderá	aumentar	o	tempo	de	aquecimento	do	
motor.	É	desejável	um	ponto	50%	rela/vamente	baixo	para	evitar	a	formação	de	
fumaça	 e	 odores	 irritantes	 no	 escape.	 Um	 ponto	 80%	 e	 ponto	 final	
rela/vamente	baixo	são	desejáveis	para	assegurar	o	mínimo	de	resíduo.	
	
A	temperatura	50%	(ponto	médio)	dá	uma	indicação	geral	das	caracterís/cas	de	
des/lação	do	combus6vel.	
DIESEL 
	
14.	Número	de	Cetano	
		
•  É	 indica/vo	 do	 tempo	 de	 atraso	 da	 ignição.	 Quanto	 maior	 o	 número	 de	
cetano	menor	será	o	tempo	de	ignição.	O	número	de	cetano	aumenta	com	o	
aumento	da	cadeia	linear.	
•  Um	 atraso	 longo	 provoca	 um	 acumulo	 de	 combus6vel	 sem	 queimar	 na	
câmara,	 e	 ao	 entrar	 em	 auto-ignição,	 já	 for	 a	 do	 ponto	 ideal,	 provoca	 o	
chamado	“ba/da	de	pino”.	
•  Maior	 número	 de	 cetano	 indica	 melhor	 arranque,	 melhor	 combustão,	
diminuição	de	ruído,	deslocamento	mais	uniforme	e	menor	emissão	de	gases	
tóxicos.	
	
	
DIESEL 
	
Número	de	Cetano	
		
•  Número	de	cetano	baixo,	maior	será	a	quan/dade	de	combus6vel	que	ficará	
na	câmara	sem	queimar,	o	que	conduz	a	um	mau	funcionamento	do	motor	
pois,	 quando	 a	 queima	 acontece,	 gera-se	 uma	 quan/dade	 de	 energia	
superior	à	necessária.	Esse	excesso	de	energia	 força	o	pistão	a	descer	com	
velocidades	 superio	 à	 permi/da	 pelo	 sistema,	 o	 que	 provocará	 esforços	
anormais	 sobre	 o	 pistão,	 podendo	 causar	 danos	 mecânicos,	 perda	 de	
potência	e	depósito	de	impurezas.		
•  Para	 que	 o	 motor	 opere	 sa/sfatoriamente	 é	 necessário	 que	 a	 combustão	
ocorra	 com	 um	 curto	 retardode	 ignição,	 isto	 é,	 o	 tempo	 decorrido	 entre	
injeção	do	combus6vel	e	a	sua	ignição	deve	ser	o	menor	possível.	
•  O	 retardo	 da	 ignição	 pode	 ser	 reduzido	 pelo	 uso	 de	 elevadas	 pressões	 de	
injeção	 e	 alta	 turbulência	 da	 mistura	 combus6vel/ar.	 Porém,	 a	 natureza	
con/nua	sendo	um	fator	importante	para	reduzir	o	ponto	de	ignição.	
	
DIESEL 
	
Número	de	Cetano	
		
•  O	 método	 emprega	 um	 motor	
especial	 monocilíndrico	 de	 taxa	 de	
compressão	 variável,	 provido	 de	
equ ipamento	 adequado.	 E	 é	
determinado	 comparando-se	 sua	
qualidade	 de	 ignição	 com	 a	 de	 um	
c ombu s 6 v e l	 d e	 r e f e r ê n c i a .	
(Hexadecano	 normal	 –	 100	 e	
heptame/lnonano	15).		
	
DIESEL 
	
15.	Índice	de	Cetano	
		
•  A	determinação	do	Número	de	 cetano	baixo	 para	 ensaio	 no	motor	 requer	
equipamento	especial,	caro,	demanda	tempo	e	pessoa	especializada.	
•  Um	método	 alterna/vo	 é	 o	 índice	 de	 cetano	 que	 é	 calculado	 por	meio	 de	
uma	 fórmula	 envolvendo	 o	 ponto	 médio	 de	 ebulição	 (10,	 50	 e	 90%)	 e	 a	
densidade	em	0API.		
IC	 =	 45,2	 +	 0,0892	 (T10N)	 +	 [0,131	 +	 (0,901.B.T50N)	 +	 (0,0523	 –	 0,420)T90N]	 +	
0,00049	[(T10N)2	–	(T90N)2]	+107	.	B	+	60	.	B2	
	
	
•  Porém,	a	fórmula	é	muito	complicada	e	apresenta	algumas	limitações.	
	
DIESEL