Qualidade de ignição dos derivados do petróleo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE DO ESPIRITO SANTO 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA
Docente: Jesuína Cássia Santiago de Araújo 
Disciplina: DET06282 Processamento de Petróleo e Gás 
Discente: Leo Di Pietro Neto
Matrícula: 2017101707
INDICES DE QUALIDADE DE IGNIÇÃO PARA FRAÇÕES DE PETRÓLEO
A cadeia produtiva e de qualidade dos derivados de petróleo busca atender, de forma sustentável, econômica e ambientalmente adequada, às necessidades de utilização desses produtos.
A qualidade de um derivado de petróleo é definida de acordo com o desempenho desejado, e é traduzida por propriedades, com os seus respectivos limites, sendo a maior parte delas estabelecida e controlada no Brasil pela ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis). 
No âmbito da qualidade de ignição dos derivados energéticos, a qual é definida de acordo com o processo de utilização, e é traduzida pelo número de octano no caso da gasolina, pelo número de cetano para o óleo diesel e pelo ponto de fuligem para o querosene.
Gasolina
A gasolina é um líquido resultante da destilação do petróleo, com temperatura de ebulição entre 30 e 220 graus Centígrados, é um combustível constituído basicamente por hidrocarbonetos parafínicos, olefínicos, naftênicos e aromáticos. As naftas, que fazem parte da composição da gasolina, é oriunda de diferentes processos de refino que contêm diferentes teores dos diversos tipos de hidrocarbonetos. 
· Número de Octano (NO)
No motor ciclo Otto (função do motor Otto é produzir energia mecânica na forma de movimento), a frente de chama iniciada a partir da centelha produzida pela vela deve se propagar uniformemente por toda a mistura ar-combustível. O fenômeno de detonação está associado à autoignição de uma parte da mistura, antes de ser atingida pela frente de chama. Quando ocorre a detonação, a liberação de energia é mais rápida do que na combustão normal, causando oscilações de pressão na câmara, que não são absorvidas pelo pistão, podendo, em certos casos, ocasionar danos mecânicos.
O número de octano (NO) mede a qualidade antidetonante da gasolina e representa a percentagem volumétrica de iso-octano (2,2,4-trimetilpentano), adotado como padrão 100, em uma mistura com n-heptano, padrão zero, que queima por detonação com a mesma intensidade sonora produzida pela amostra. Dois ensaios podem ser realizados para a determinação do número de octano: MON (Motor Octane Number) e o RON (Research Octane Number). Ambos os ensaios são feitos num motor padrão (CFR-Cooperative Fuel Research) de um único cilindro, em diferentes condições de rotação, temperatura da mistura ar-combustível e avanço da centelha de ignição, sendo as condições empregadas no ensaio MON mais severas do que no ensaio RON.
A diferença entre os resultados desses dois ensaios é chamada de sensitividade. Quanto menor for esse valor, mais uniforme será o desempenho do produto.
A qualidade antidetonante da gasolina também pode ser expressa por meio do índice antidetonante (IAD), definido pela média aritmética de RON e MON.
 
Óleo Diesel
O óleo diesel é um combustível derivado do petróleo, constituído basicamente por hidrocarbonetos, o óleo diesel é um composto formados principalmente por átomos de carbono, hidrogênio e em baixas concentrações por enxofre, nitrogênio e oxigênio e selecionados de acordo com as características de ignição e de escoamento adequadas ao funcionamento dos motores diesel. É um produto inflamável, medianamente tóxico, volátil, límpido, isento de material em suspensão e com odor forte e característico. É utilizado em motores de combustão interna e ignição por compressão (motores do ciclo diesel) de automóveis, furgões, ônibus, caminhões, pequenas embarcações marítimas, máquinas de grande porte, locomotivas, navios e aplicações estacionárias.
· Número de Cetano (NC)
Diferentemente dos motores a gasolina ou álcool que aspiram uma mistura ar/combustível e têm uma ignição por centelha (velas de ignição), nos motores diesel ocorre apenas a aspiração de ar, e a ignição se dá por autoignição do combustível. O ar aspirado para o interior do cilindro é depois comprimido pelo pistão, bem mais do que um motor a gasolina ou álcool, atingindo temperatura superior a 500ºC.
Em seguida, o combustível é injetado na câmara de combustão, fazendo com que ele entre em ignição. O tempo decorrido entre o início da injeção e o início da combustão é chamado de atraso de ignição. Esse atraso é consequência do tempo requerido para que ocorra pulverização, aquecimento e evaporação do combustível, sua mistura com o ar e finalmente sua autoignição. Quanto menor for o atraso, melhor será a qualidade de ignição do combustível. Um atraso longo provoca um acúmulo de combustível sem queimar na câmara, que, quando entra em autoignição, já fora do ponto ideal, provoca aumento brusco de pressão e um forte ruído característico, chamado de batida diesel.
A qualidade de ignição do diesel pode ser medida pelo seu número de cetano (NC) ou calculado pelo índice de cetano (IC). O número de cetano é obtido por meio de um ensaio padronizado do combustível em um motor monocilíndrico, onde se compara o seu atraso de ignição em relação a um combustível padrão com número de cetano conhecido.
O índice de cetano é calculado por meio das correlações baseadas em propriedades físicas do combustível, rotineiramente determinadas. Esse índice é função do ponto de destilação médio (T 50%) e da densidade, apresentando boa correlação com o número de cetano.
Querosene 
Querosene é um líquido resultante da destilação do petróleo, com temperatura de ebulição entre 150 e 300 graus Centígrados, fração entre a gasolina e o óleo diesel, usado como combustível e como base de certos inseticidas.
É um composto formado por uma mistura de hidrocarbonetos alifáticos, naftênicos e aromáticos, com faixa de destilação compreendida entre 150ºC e 239ºC. O produto possui diversas características específicas como uma ampla curva de destilação, conferindo a este um excelente poder de solvência e uma taxa de evaporação lenta, além de um ponto de inflamação que oferece relativa segurança ao manuseamento. É insolúvel em água.
· Ponto de Fuligem
A qualidade de combustão do QAV é avaliada pelas propriedades de poder calorífico, massa específica, ponto de fuligem e teor de aromáticos. Estas características estão ligadas aos seguintes requisitos: 
• Poder calorífico e massa específica: garantem que o combustível utilizado produza energia necessária para uma determinada autonomia de voo; 
• Ponto de fuligem e teor de aromáticos: permitem a geração de uma chama que não ocasione formação significativa de fuligem e de depósitos, preservando a vida útil da câmara de combustão. 
Ponto de Fuligem (PF), que está relacionado com a composição química e aos tipos de hidrocarbonetos que compõe o Querosene. Um alto ponto de fuligem indica que o combustível tem baixa tendência a formação de fuligem e, geralmente, quanto maior o teor de compostos aromáticos no combustível, maior a formação de fuligem. Para se mensurar o ponto de fuligem, calcula-se a altura máxima de chama produzida pela queima de querosene em milímetros, na qual o combustível queima sem fuligem, quando testado sob condições específicas padronizadas.
REFERÊNCIAS
1. ANP - Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis: www.anp.gov.br/
2. Farah, M. A. Petróleo e seus derivados. LTC, 2012
3. Maxwell. Petróleo e Gasolina. PUC-Rio: www.maxwell.vrac.puc-rio.br 
4. QUELHAS, André Domingues; PASSOS, Cristina Neves; LAGE, Débora Forte da Silva; ABADIE, Elie. Processamento de petróleo e gás- 2ed.- Rio de Janeiro: LTC, 2014.