TRAB DIESEL X BIODIESEL ATUALIZADO

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Universidade estácio de sá
CURSO DE engenharia de pétróleo
Fernanda Alves
200902130008
DIFERENÇAS ENTRE O DIESEL E O DIODIESEL
QUÍMICA DO PETRÓLEO II
DANIELA SAYÃO
Macaé - RJ
2017
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO 
OBJETIVO 
DIESEL E BIODISEL SUAS DEFINIÇÕES E CARACTEÍSTICAS GERAIS 
DEFINIÇÃO DIESEL 
 MATÉRIAS PRIMA UTILIZADAS NA PRODUÇÃO DO DIESEL 
 MÉTODOS DE PRODUÇÃO DO DIESEL 
 CUSTO ESTIMADO DE PRODUÇÃO
BIODIESEL 
DEFINIÇÃO DE BIODIESEL
 MATÉRIAS PRIMA UTILIZADAS NA PRODUÇÃO E VISÃO GERAL
 MÉTODOS DE PRODUÇÃO DO BIODIESEL 
CONCLUSÕES 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
INTRODUÇÃO
 O óleo diesel é atualmente o derivado de petróleo mais consumido no país e, considerando o perfil de produção nas refinarias brasileiras, uma fração crescente deste produto vem sendo importada. Além disso, a poluição do ar, as mudanças climáticas e a geração de resíduos tóxicos resultantes do uso do diesel e de outros derivados de petróleo têm um significativo impacto na qualidade do meio ambiente. Neste panorama, surge o biodiesel como uma alternativa de grande potencial, visto ser obtido de fontes renováveis da biomassa, sendo considerado um combustível “ecologicamente correto", pois reduz de maneira significativa à emissão de poluentes tais como o monóxido de carbono e os hidrocarbonetos não queimados, sendo praticamente isento de enxofre e substâncias aromáticas cancerígenas comuns aos derivados de petróleo. O Brasil, pela sua grandiosa extensão territorial e pelas vantajosas condições de clima e solo, é o país que se oferece, como poucos no mundo, para a exploração da biomassa com fins alimentícios, químicos e energéticos. No caso do biodiesel, têm-se oleaginosas que são matérias-primas de superior qualidade para a obtenção do produto, a exemplo da mamona, dendê, soja, babaçu, girassol, entre outras espécies da flora nacional. Assim, o uso de biocombustíveis no país, com ênfase no biodiesel, além de constituir uma importante opção para a diminuição da dependência dos derivados de petróleo com ganhos ambientais, representa um novo mercado para diversas culturas oleaginosas. O biodiesel certamente será um importante produto para exportação, além de seu consumo interno.
OBJETIVO
Mostras as diferenças entre o Diesel e o Biodiesel bem como suas matérias primas para a fabricação, seus métodos de produção, custo estimado de produção, e como o biodiesel está sendo utilizado hoje no brasil.
DIESEL E BIODISEL SUAS DEFINIÇÕES E CARACTEÍSTICAS GERAIS 
DEFINIÇÃO DIESEL
Diesel é um óleo derivado da destilação do petróleo bruto usado como combustível nos motores a diesel, constituído basicamente por hidrocarbonetos. O óleo diesel é um composto formado principalmente por átomos de carbono, hidrogênio e em baixas concentrações por enxofre, nitrogênio e oxigênio. O diesel é selecionado de acordo com suas características de ignição e de escoamento, adequadas ao funcionamento dos motores ciclo diesel. É um produto pouco inflamável, medianamente tóxico, pouco volátil, límpido, isento de material em suspensão e com odor forte e característico.
 MATÉRIAS PRIMA UTILIZADAS NA PRODUÇÃO DO DIESEL
O óleo diesel é um combustível fóssil obtido através da destilação do petróleo. É Constituído basicamente por hidrocarbonetos (átomos de hidrogênio e carbono), e em baixas concentrações por enxofre, nitrogênio e oxigênio. Este combustível pode ser selecionado de acordo com as características de ignição e de escoamento.
É utilizado para gerar energia e movimentar máquinas e motores de grande porte, em motores de combustão interna e ignição por compressão (motores do ciclo diesel), tais como: trator, caminhão, automóveis de passeio, furgões, ônibus, caminhões, pequenas embarcações marítimas, locomotivas, navios, etc.
A produção de óleo diesel é feita a partir do refino do petróleo, pelo processo inicial de destilação fracionada, à temperatura entre 260°C e 340°C, a essa temperatura podem ser agregadas outras frações como a nafta, o querosene e o gasóleo leve (esse resulta no produto conhecido como óleo diesel).
 Essa substância se encontra no estado físico líquido, com coloração amarelada, odor característico, além de apresentar baixo teor tóxico e ser pouco inflamável.
Esse combustível recebeu esse nome como uma homenagem ao engenheiro alemão Rudolf Diesel, que, em 1895, desenvolveu um motor movido a óleo de amendoim (biodiesel). Porém, o petróleo passou a ser a principal matéria-prima na produção do óleo diesel, visto que esse material apresenta maior potencial energético.
Apesar de bastante eficiente, a intensa utilização do óleo diesel desencadeia vários problemas ambientais. A queima desse combustível libera gases poluentes na atmosfera, com destaque para o monóxido de carbono, óxido de nitrogênio, enxofre, entre outros; esse fato contribui para o processo de aquecimento global. Visando amenizar os danos ambientais causados pela combustão do óleo diesel, pesquisadores desenvolveram um método para misturar biodiesel (de origem vegetal) com o diesel de petróleo, reduzindo, assim, a emissão de gases poluentes.
 MÉTODOS DE PRODUÇÃO DO DIESEL
A partir do refino do petróleo obtém-se, pelos processos de destilação atmosférica, craqueamento catalítico fluido as frações denominadas de gasóleos, básicas para a produção de óleo diesel. Para eliminação de contaminantes (compostos de enxofre e nitrogênio, principalmente) parte dos gasóleos são tratados quimicamente com hidrogênio no processo denominado hidrotratamento. Aos gasóleos podem ser agregadas outras frações como a nafta e o querosene, resultando no produto conhecido como óleo diesel. A incorporação destas frações e de outras obtidas por outros processos de refino dependerá da demanda global de derivados de petróleo pelo mercado consumidor.
	Figura 1. esquemático genérico do processo de produção do óleo diesel.
	
3.4 CUSTO ESTIMADO DE PRODUÇÃO
No Brasil, o consumo de diesel automotivo se restringe basicamente ao setor agrícola e de transporte rodoviário. Esses setores são de extrema importância para a economia de nosso país, por isso, é importante que o consumidor conheça como funciona o mercado desse produto, desde o produtor até o consumidor final, e ainda saiba como é formado o seu preço. O mercado de óleo diesel no Brasil é regulamentado pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) e pela Lei Federal 9.478/97 (Lei do Petróleo). Dessa forma, desde janeiro de 2002 as importações de óleo diesel foram liberadas e o preço passou a ser definido pelo próprio mercado.
O óleo diesel consumido no Brasil pode ser produzido pela Petrobras, por outros refinadores instalados no país, pelas centrais petroquímicas particulares ou, ainda, importado por empresa autorizada pela ANP. A Petrobras vende o óleo diesel produzido em suas refinarias para as companhias distribuidoras em operação no Brasil ou diretamente para grandes consumidores, como usinas termelétricas.
Desde janeiro de 2008, é obrigatório que todo o óleo diesel automotivo vendido no Brasil seja misturado com biodiesel, um combustível renovável produzido por usinas (privadas ou da Petrobras) a partir de óleos vegetais ou gorduras animais. Esta regra é estabelecida pelo Conselho Nacional de Política Energética (CNPE), através de Resoluções. Em leilões trimestrais organizados pela ANP, a Petrobras adquire das usinas produtoras de biodiesel o volume a ser revendido, também em leilões, para as companhias distribuidoras, que são responsáveis pela mistura. Atualmente, a proporção do biodiesel representa 5% do volume final do óleo diesel vendido nas bombas, que a partir de então passa a ser chamado de diesel B5.
As distribuidoras, então, revendem o óleo diesel já misturado ao biodiesel para os milhares de postos de abastecimento, para os transportadores revendedores retalhistas (TRR’s) ou diretamente para grandes consumidores, como empresas de transporte de carga e passageiros, indústrias e fazendas. Na cadeia de comercialização,os TRR’s são responsáveis pela revenda a grandes consumidores que não possuem estrutura própria, retirando produto das distribuidoras e entregando diretamente ao cliente. O preço que a Petrobras pratica ao comercializar o diesel para os distribuidores pode ser representado pela soma de duas parcelas: a parcela valor do produto Petrobras e a parcela tributos, que são cobrados pelos estados (ICMS1) e pela União (CIDE2, PIS/PASEP3 e Cofins4).
Na maior parte dos Estados, o cálculo do ICMS é baseado em um preço médio ponderado ao consumidor final (PMPF), atualizado quinzenalmente. Isso significa que o preço nos postos revendedores pode ser alterado sem que tenha havido alteração na parcela do preço que cabe à Petrobras.
No preço que o consumidor paga no posto, além dos impostos e da parcela Petrobras estão incluídos também o custo de aquisição do biodiesel e os custos e margens de comercialização das distribuidoras e dos revendedores.
Ao entender que a cadeia de formação do preço do diesel é composta por diversas parcelas, fica fácil perceber que qualquer alteração em pelo menos uma delas terá reflexos, para mais ou para menos, no preço que o consumidor pagará na bomba. Como se vê, a Petrobras tem ingerência apenas sobre uma parcela na formação do preço final ao consumidor, que é representada pelo preço nas suas refinarias, sem incidência de tributos.
Há situações nas quais a Petrobras não participa da cadeia de comercialização do produto, como no caso do óleo diesel que seja importado ou produzido por outro agente que não a Petrobras. Os preços praticados nos postos de todo o país são monitorados pela ANP
BIODIESEL
DEFINIÇÃO DE BIODIESEL
É um combustível produzido a partir da transesterificação e/ou esterificação de matérias graxas, de gorduras de origem vegetal ou animal, composto de alquil ésteres de ácidos carboxílicos de cadeia longa, e que atenda à especificação contida no Regulamento Técnico nº 3/2014, parte integrante da Resolução ANP nº 45, de 25 de agosto de 2014, ou legislação que venha a substituí-la.  (ANP – Agência Nacional do Petróleo)
 MATÉRIAS PRIMA UTILIZADAS NA PRODUÇÃO E VISÃO GERAL
O biodiesel pode ser produzido a partir de várias matérias-primas diferentes. 
O processo de produção de biodiesel, partindo de uma matéria-prima graxa qualquer, envolve etapas operacionais, mostradas no fluxograma a seguir (FIG. 2).
	
Figura 2: Fluxograma do Processo de produção de biodiesel
	
O Brasil, por ser detentor de uma grande extensão territorial, apresenta uma ampla diversidade de matérias-primas para a produção de biodiesel, como a soja (de forma predominante), o girassol, a mamona, o milho, o pinhão manso, o caroço de algodão, a canola, o babaçu, o buriti, o dendê, a macaúba e o amendoim, além das de origem animal como o sebo bovino e as gorduras de frango e de suínos. Óleos de descarte, óleos de vísceras de peixes e óleos usados para cocção de alimentos (óleo de fritura) também são utilizados como matérias-primas alternativas. No entanto, é importante ressaltar que as propriedades químicas e físicas da matéria prima estão diretamente associadas à tecnologia e ao rendimento do processo de conversão e, por conseguinte, às variações na qualidade final do produto para fins combustíveis.
Em diversos países, existe uma dependência maior de uma ou duas culturas em virtude da viabilidade que elas possuem levando-se em conta o fornecimento contínuo e de grande escala. A Europa, por exemplo, depende basicamente da colza, enquanto os Estados Unidos se apoiam principalmente na soja. 
	Figura 3. Posição do Brasil perante a produção mundial de biodiesel em bilhões de litros por ano, segundo o Relatório da Rede de Políticas de Energias Renováveis (REN 21) de 2016.
	
Em geral, pode-se afirmar que ésteres alquílicos de ácidos graxos podem ser produzidos a partir de qualquer tipo de matéria-prima oleaginosa, mas nem toda matéria-prima pode ser utilizada para a obtenção de um produto que atenda às especificações internacionais do biodiesel.
Isso ocorre porque algumas delas apresentam propriedades não ideais que são transferidas para o biocombustível e que o torna inadequado para uso direto (B100) em motores do ciclo Diesel. Uma propriedade indesejada é a baixa estabilidade à oxidação, que torna o armazenamento do biodiesel mais complexo e compromete o seu uso direto em motores. Por outro lado, viscosidades muito altas são tecnicamente indesejáveis; por exemplo, o óleo de mamona (~239 mm2/s) produz ésteres de viscosidade (~14 mm2/s) superior aos limites estabelecidos pela especificação do motor e esses, portanto, não podem ser classificados como biodiesel.
Das matérias-primas citadas acima, é também importante ressaltar que muitas ainda dependem de uma avaliação mais detalhada sobre as suas respectivas cadeias produtivas que, em muitos casos, ainda se encontram nos primórdios de seu desenvolvimento. Assim, seria coerente reconhecer que a viabilidade de uma matéria-prima depende de sua competitividade tanto técnica quanto econômica e socioambiental, passando inclusive por importantes aspectos como: o teor de óleo vegetal e a complexidade exigida no processo de extração; a produtividade por unidade de área; o equilíbrio agronômico; a atenção a diferentes sistemas produtivos; o ciclo de vida da planta; sua adaptação territorial; e o impacto socioambiental de seu desenvolvimento. Avaliações como essas são absolutamente fundamentais para a compilação da análise do ciclo de vida do biodiesel, fato hoje considerado importante para um país que pretende explorar o potencial energético de seus recursos naturais (biomassa) de forma sustentável.
Naturalmente, uma vez comprovada a viabilidade de uma determinada matéria-prima, ainda restará a necessidade da implantação de projetos de ampliação nas escalas de produção, incluindo a realização de testes de longa duração em motores e a condução de estudos agronômicos mais aprofundados que venham a garantir sua disponibilidade nos momentos de maior demanda.
Tradicionalmente, matérias-primas para biodiesel são classificadas em três grandes grupos: óleos comestíveis e não comestíveis, gorduras e materiais residuais ou de descarte. Globalmente destaca-se o emprego dos óleos de colza/canola, soja, palma (dendê) e girassol, de acordo com a disponibilidade regional e os arranjos produtivos locais. No Brasil, de acordo com o Boletim Mensal do Biodiesel de setembro de 2016,11 77,26 % do biodiesel produzido no mês de agosto foi proveniente de óleo de soja, cabendo ao sebo bovino o percentual de 15,34 % (Figura 4). Outras matérias-primas apresentaram uma importância marginal e isto vem se verificando historicamente desde o início das atividades do PNPB (Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel). Mesmo assim, há certa variabilidade na composição das matérias-primas empregadas para a produção de biodiesel no país, como demonstram os dados da Tabela 1 e da Figura 4. Por esta razão, a composição química em ácidos graxos do biodiesel nacional é relativamente variável. 
	Tabela 1. Perfil de matérias-primas utilizadas para a produção de Biodiesel no período de julho de 2015 a 2016
	
	Figura 4. Matérias-primas utilizadas no Brasil para a produção de biodiesel em valores percentuais, de acordo com o Boletim Mensal do Biodiesel de setembro de 2016.
	
	
Microalgas e outros microrganismos oleíferos também têm sido propostos e amplamente estudados como fonte de lipídeos para a produção de biodiesel. Comparativamente a outras culturas agrícolas, o cultivo de microalgas é bastante promissor porque, além de apresentar maior produtividade em óleo, exige menores extensões de terra para a sua produção. Além disto, as microalgas apresentam um ciclo de vida de poucos dias, permitindo colheitas contínuas e diminuindo a logística de armazenagem, necessária para o caso de culturas anuais, e sua habilidade em consumir CO2 como insumo para a fotossíntese (crescimento autotrófico) pode contribuir para uma eventual redução do aquecimentoglobal. Por outro lado, as microalgas podem ser cultivadas em sistemas intensivos, empregando águas servidas e rejeitos agroindustriais como fonte de carbono, constituindo-se, portanto, em uma solução tanto energética quanto ambiental que não oferece qualquer competição com a produção de alimentos. No entanto, o desenvolvimento de microrganismos oleíferos como matéria-prima para a produção de biodiesel apresenta algumas barreiras de difícil transposição, como o alto custo na formulação dos meios de cultivo mais convencionais. Apesar dessas limitações, as microalgas representam alternativa de grande valor estratégico para o desenvolvimento de produtos e processos sustentáveis a partir da biomassa vegetal.
As propriedades do biodiesel variam de acordo com a composição dos ácidos graxos da matéria-prima. No entanto, o produto deve apresentar propriedades similares às do diesel de petróleo, podendo assim ser utilizado em motores do ciclo diesel sem que haja a necessidade de grandes ajustes no motor.
MÉTODOS DE PRODUÇÃO
Diferentes tecnologias foram desenvolvidas para converter óleos vegetais em combustíveis adequados, destacando-se o craqueamento térmico (pirólise), a esterificação e a transesterificação, conforme detalhamento sucinto abaixo.
Craqueamento térmico (Pirólise)
Um reator promove a quebra das moléculas do óleo vegetal por aquecimento a altas temperaturas e um catalisador remove os compostos oxigenados corrosivos.
O craqueamento térmico pode ser uma metodologia adequada à produção de biodiesel em pequenas localidades. No processo de craqueamento, há um gasto relativamente alto com energia térmica, uma vez que a quebra molecular ocorre a partir dos 350°C, e a produção é de pequena escala. Entretanto, a tecnologia se mostra mais adequada para pequenas localidades. O biodiesel produzido pelo craqueamento é quimicamente equivalente ao diesel obtido do petróleo, mas sem enxofre.
Esterificação
A esterificação é uma reação entre ácidos graxos livres e alcoóis de baixo peso molecular, principalmente, metanol e etanol, na presença de um catalisador ácido ou básico que ao reagir produz água e um éster (biodiesel após processo de destilação e refino), conforme a FIGURA 5.
	 Figura 5. Reação de Esterificação de ácidos graxos
	
A catálise ácida apresenta como desvantagem a dificuldade de remoção do resíduo de catalisador do material esterificado. Durante a lavagem da mistura obtida para retirada do catalisador, parte dos ácidos graxos esterificados é perdida por arraste, reduzindo o rendimento do processo. Uma forma de diminuir esse problema é a utilização de catalisadores heterogêneos, como as zeólitas que minimizam os custos de separação e purificação, tornando o processo mais atrativo.
A catálise alcalina (ou básica) tem como preferência a reação com os ácidos graxos livres para formação de sabão. Este, quando formado, desfavorece a reação de esterificação, favorecendo o surgimento de emulsões entre o álcool e o ácido graxo.
Transesterificação
Um reator realiza a reação química do óleo vegetal ou gordura animal com o etanol (rota etílica) ou com o metanol (rota metílica) na presença de um catalisador básico (hidróxido de sódio ou de potássio) ou ácido (ácido sulfúrico). O mais comumente utilizado é o NaOH pelo seu baixo custo e disponibilidade. Para remoção da glicerina, que aparece como subproduto da produção de biodiesel, são necessários volumes de 10 a 15% de etanol ou metanol. A glicerina pode ser utilizada como matéria-prima na produção de tintas, adesivos, produtos farmacêuticos, têxteis, etc., aumentando a competitividade do produto.
A transesterificação é o processo, atualmente, mais utilizado e mais viável comercialmente, para a produção de biodiesel no país, incluindo o biodiesel de mamona.
	Figura 6. Reação de transesterificação
	
A reação se processa mesmo em temperatura ambiente e é efetuada com um excesso de álcool (1 parte de óleo para 6 partes de álcool, por exemplo). O excesso de álcool é recuperado no final do processo por evaporação. A mistura de biodiesel e glicerina (10 a 12%) obtida na reação é decantada ou centrifugada para a separação das fases e o biodiesel é ainda lavado e seco para se obter a melhor qualidade possível. Sob o ponto de vista técnico e econômico, a reação via metanol é muito mais vantajosa que a reação via etanol. No Brasil, atualmente, uma vantagem da rota etílica possa ser considerada a oferta desse álcool, de forma disseminada em todo o território nacional. Assim, os custos diferenciais de fretes, para o abastecimento de etanol versus abastecimento de metanol, em certas situações, possam influenciar numa decisão. Sob o ponto de vista ambiental, o uso do etanol leva vantagem sobre o uso do metanol, quando este álcool é obtido de derivados do petróleo, no entanto, é importante considerar que o metanol pode ser produzido a partir da biomassa, quando essa suposta vantagem ecológica, pode desaparecer. Em todo o mundo o biodiesel tem sido obtido via metanol.
CONCLUSÕES
A cadeia de produção e uso do biodiesel no Brasil continua em franca expansão.
O Brasil apresenta vantagens competitivas em relação aos outros países devido ao solo e clima favoráveis à produção das matérias-primas. Porém, se chegarmos a uma completa substituição do diesel convencional pelo biodiesel ao invés de apenas fazermos uma adição percentual do mesmo, os países, inclusive o Brasil, podem não possuir um número tão grande de áreas cultiváveis, em que as mesmas não estejam sendo usadas para fins alimentares.
           As vantagens do biodiesel se sobrepõem às suas possíveis desvantagens, levando-o a melhor alternativa atual como um combustível para motores do ciclo diesel.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis), Boletim mensal do biodiesel, Brasília, DF, setembro 2016;
http://www.mme.gov.br/programas/biodiesel/menu/biodiesel/perguntas.html;
http://www.anp.gov.br/wwwanp/biocombustiveis/biodiesel;
http://brasilescola.uol.com.br/quimica/oleo-diesel.htm;
http://www.anp.gov.br/wwwanp/petroleo-derivados/155-combustiveis/1857-oleo-diesel;
http://aprobio.com.br/wpcontent/uploads/2017/03/boletim_biodiesel_fevereiro_2017.pdf;
http://www.anp.gov.br/wwwanp/publicacoes/anuario-estatistico/2441-anuario-estatistico-2016 (publicado: segunda, 24 de outubro de 2016, 08h28 / atualizado: terça, 25 de julho de 2017, 10h54).