Análise da Qualidade da Gasolina comercializada em Luanda

Universidade Jean Piaget de Angola

MONOGRAFIA

“ANÁLISE DA QUALIDADE DA GASOLINA COMERCIALIZADA

EM LUANDA POR AFERIÇÃO DE PARÂMETROS FÍSICO-

QUÍMICOS”

Estudante: Pedro Alione Miguel José

Licenciatura: Engenharia de Petróleos

Opção: Refinação em Petróleos

Orientador: Dr. Pedro Guilherme

Viana, Fevereiro de 2012

Universidade Jean Piaget de Angola

MONOGRAFIA

“ANÁLISE DA QUALIDADE DA GASOLINA COMERCIALIZADA

EM LUANDA POR AFERIÇÃO DE PARÂMETROS FÍSICO-

QUÍMICOS”

Pedro Alione Miguel José

Engenharia de Petróleos

Engenharia de Refinação em Petróleos

Monografia realizada na Universidade Jean Piaget no período de Junho de 2011 a

Fevereiro de 2012

EPÍGRAFE

“Qualidade é um conceito subjectivo, porém, mensurável”

--Desconhecido

DEDICATÓRIA

Aos meus pais, Diambo Zola José e Paulina Miguel. Porque dedicaram os últimos

18 anos de sua vida na minha formação. E este trabalho é o auge de todo o esforço que

realizaram. A ti, meu Pai! A ti, minha Mãe!.

AGRADECIMENTOS

A Deus por seu Filho Jesus Cristo, Poder de onde emana a minha vida, sabedoria,

força e inteligência.

Aos meus Pais pelo carinho, dedicação, paciência, sabedoria e apoio financeiro.

Aos meus tios, Marcelo e Gomes pelo apoio e suporte.

À minha futura esposa Kátia, pela presença e companhia que asseguraram toda a

minha motivação académica.

Aos meus amigos e irmãos, pelo apoio directo e indirecto, Ambrósio José, Mário

Santiago, Lukombo Eduardo, Edmundo Receado, Nazyh Caetano, Jacinto, Figueira,

Emiliano Massaki, Miguel Eduardo, Morais Cassoma, João Domingos e Valter Lameira.

Ao Tutor Dr. Pedro Guilherme, pela sábia direcção, pelas correções e por toda a

disponibilidade concedida durante a elaboração deste trabalho.

À Universidade Jean Piaget por essa magna oportunidade de apresentar à sociedade

académica angolana este trabalho que será de grande valia como de facto creio.

Obrigado!

ÍNDICE GERAL

EPÍGRAFE i

DEDICATÓRIA ii

AGRADECIMENTOS iii

ÍNDICE GERAL iv

SIGLÁRIO i

RESUMO ii

ABSTRACT iii

INTRODUÇÃO 1

CAPÍTULO 1: QUADRO TEÓRICO 4

1.1 . A Gasolina 51.1.1. Introdução à Gasolina 51.1.2. Composição da Gasolina 6

1.2 . Especificações da Gasolina 61.2.1. Cor 71.2.2. Partículas em Suspensão 71.2.3. Tensão de vapor 71.2.4. Destilação 81.2.5. Densidade 111.2.6. Teor em gomas 121.2.7. Índice de Octano: MON, RON 131.2.8. Período de Indução 151.2.9. Teor em enxofre 161.2.10. Corrosão à Lâmina de Cobre 16

1.3 . Formulação de uma Gasolina 171.3.1. Desisopentanização 201.3.2. Reforming Catalítico 211.3.3. F.C.C. “Fluid Catalytic Cracking” 231.3.4. Alquilação 251.3.5. Isomerização 271.3.6. Polimerização 301.3.7. Coquefacção 30

1.4 . Percentagem de Hidrocarbonetos em função dos vários componentes 311.5 . Cálculos na formulação de um gasolina 31

1.5.1. Tensão de vapor Reid (RVP) 321.5.2. Número de octano 34

1.6 . Gasolina em Angola 351.6.1. História da gasolina em Angola (SONANGOL, 2005) 351.6.2. Normas e especificações para a gasolina em Angola 361.6.3. Tipos de gasolina. Fim da gasolina adictivada 381.6.4. Importação e exportação de gasolina em Angola 38

CAPÍTULO 2: QUADRO PRÁTICO 42

2.1 . Materiais e Métodos 43

2.1.1. Gasolina 432.1.2. Locais e Condições de Recolha 432.1.3. Inquérito aos automobilistas 442.1.4. Caracterização das amostras de gasolina 462.1.5. Procedimentos 46

2.2 . Resultados e Discussões 502.2.1. Ensaios de aspecto 512.2.2. Ensaios de densidade 562.2.3. Corrosão à lâmina de cobre 622.2.4. Ensaios de destilação 642.2.5. Síntese dos Resultados 752.2.6. Inquérito 79

CONCLUSÕES 80

RECOMENDAÇÕES 81

BIBLIOGRAFIA 82

ÍNDICE DE FÍGURAS

Figura 1 - Curva de destilação da Gasolina e sua interpretação prática 9Figura 2 - Fenómeno de Tampões de Vapor no circuito de alimentação 10Figura 3 - Nível da gasolina na cuba 12Figura 4 - Fases de Funcionamento da distribuição da mistura explosiva 12Figura 5 - Fenómenos de combustão nos motores por ignição 14Figura 6 - Padrões de comparação da coloração da Lâmina de Cobre 17Figura 7 - Correntes utilizadas no blending da Gasolina 19Figura 8 - Esquema Processual do Fraccionamento da Gasolina SR 20Figura 9 - Esquema Processual do Reforming Catalítico 22Figura 10 - Esquema Processual do F.C.C 24Figura 11 - Esquema Processual da Alquilação 27Figura 12 - Esquema Processual de uma Isomerização a Vapor 29Figura 13 - Percentagem de Gasolina produzida pela Refinaria de Luanda 39Figura 14 - Toneladas Métricas de derivados de Petróleo consumidas durante 1º semestre de 2011 em

Angola 39Figura 15 - Toneladas Métricas de derivados de Petróleo Importados (1º Semestre 2011) 40Figura 16 - Percentagem de gasolina importada e produzida pelo país (1º semestre de 2011) 41Figura 17 - Cota de postos de abastecimento 41Figura 18 - Aspecto das Amostras (à esquerda, recipiente contendo o destilado, amostra A, B,

C ... K) 51Figura 19 - Destilado e o Resíduo 53Figura 20 – Amostra e seu destilado 53Figura 21 - Variação da Coloração em função o volume de destilação 54Figura 22 – Amostra, destilado e seu consequente resíduo 54Figura 23 - Mudança de cor das amostras após 19 dias de armazenamento 55Figura 24 - Densidades das Amostra 61Figura 25 – Ligeira descoloração da lâmina de cobre 63Figura 26 - Curva dos limites máximos para os volumes recuperados a cada temperatura, estabelecida

pelo Ministério dos Petróleos. 64Figura 27 - Ponto Inicial de Destilação das amostras 66Figura 28 - Relação entre o Ponto Inicial e o Ponto 10% recuperado de Destilação das amostras

66Figura 29 - Limites de temperatura para o ponto 10% recuperado das amostras na Destilação67Figura 30 - Ponto 50% evaporado das amostras 69Figura 31 - Limites para o Ponto 50% recuperado 69Figura 32 - Limites para o Ponto 90% recuperado das amostras 71Figura 33 - Valores para o ponto 90% recuperado nas amostras 72Figura 34 - Relação do ponto 90% e o ponto Final 73Figura 35 - Valores do teor em resíduo das amostras e o valor limite máximo 74Figura 36 - Gráfico do nível de qualidade das amostras 79Figura 36 - Nível de Satisfação sobre a economia da gasolina 80Figura 37 – Índice de consumidores com problemas na viatura relacionadas ao Combustível 80

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 - Condições de ensaio na determinação do Índice de Octano num motor CFR 15

Tabela 2 - Propriedades típicas de uma Gasolina Reformada 23

Tabela 3 - Propriedades típicas de uma gasolina F.C.C 25

Tabela 4 – Comparação alquilado e os outros componentes da Gasolina 25

Tabela 5 – Propriedades Típicas das Parafinas isomerizadas 29

Tabela 6 – Composição Típica de hidrocarbonetos nos componentes de Gasolina 31

Tabela 7 – Exemplo: dados de componentes para o blending de uma Gasolina 32

Tabela 8 – Exemplo: dados de componentes para cálculo do Blending (Método Chevron)

34

Tabela 9 – Exemplo: dados de componentes para o Blending (Índice de Octano) 35

Tabela 10 - Especificação do Ministério dos Petróleos para a Gasolina SUPER em Angola

37

Tabela 11 – Especificações técnicas do aparelho FIBROMAN 45

Tabela 12 – Especificações Técnicas do PRECISTERM 45

Tabela 13 – Detalhes das amostras (data, local e empresa distribuidora) 50

Tabela 14 - Analise visual da cor, cheiro e partículas 52

Tabela 15 - Resultados das pesagens das amostras 56

Tabela 16 – Valores da densidade das amostras 60

Tabela 17 – Resultados dos testes de corrosão à lâmina de cobre 63

Tabela 18 – Valores referentes à temperatura média obtida para cada amostra 65

Tabela 19 – Valores do volume recuperado das amostras, seu resíduo e perdas 65

SIGLÁRIO

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

ASTM – American Society for Testing and Materials

BBL –Barrels

BPCD—Barrels Per Calendar Day

BPD—Barrel per Day (Barril por dia)

F.C.C – Fluid Catalic Cracking (Craqueamento Catalítico Fluído)

IAD – Índice de Anti-Detonante

IPA –Instituto Português de Acreditação

LPG –liquefied petroleum gas (Gás Liquefeito do Petróleo)

MMT –Methylcyclopentandienyl Manganese Tricarbony

MON – Motor Octane Number (Índice de Octano “Motor”)

MW – Molecular Weight (“Peso Molecular”)

NBR – Norma Brasileira da Associação Brasileira de Normas Técnicas

NF – French Norm (“Norma Francesa”)

PSIA – Pounds Per Square Inch Absolute (Libras Por Polegada Quadrada Absoluta)

PSIG – Pounds Per Square Inch Gauge – Libras Por Polegada Quadrada Manométrica

RON – Research Octane Number (índice de Octano “Research”)

RPM – Rotações por Minutos

RVP – Reid Vapor Pressure (Tensão de Vapor Reid)

SR – Straight Run (“Corte direito”)

TON/ANO – Toneladas no ano

i

RESUMO

Analisaram-se várias amostras recolhidas em diversos postos de abastecimento

localizados nas mais diversas partes de Luanda com o fim de aferir os seus parâmetros

físicos-químicos através de análises nos laboratórios da Universidade Jean Piaget com o

grande objectivo de mensurar a sua qualidade e discutir a aplicabilidade das normas

vigentes do Ministério dos Petróleos à realidade do País.

Palavras-Chaves: gasolina, combustível, qualidade, análise, laboratório, normas,

especificações, Sonangol, Refinaria, ensaios, Luanda, Blending, motor.

CAPÍTULO 1:

ii

ABSTRACT

Were analyzed several samples from various supply stations located in various

parts of the capital – Luanda, in order to assess their physical-chemical parameters through

analysis in the laboratories of the University Jean Piaget with the ultimate goal of

measuring the quality and discuss the applicability of rules of the Oil Ministry to the reality

of the country.

Key Words: gasoline, fuel, quality, analysis, laboratory, standards, specifications,

Sonangol, Refining, essays, Luanda, Blending, motor.

iii

INTRODUÇÃO

A necessidade de uma cómoda e rápida deslocação deu origem ao surgimento dos

automóveis. Os automóveis foram se aperfeiçoando ao longo do tempo, criaram-se

motores potentes que convertiam energia calorífica em energia cinética. Desde os

primeiros motores a vapor até aos potentes motores actuais, a busca por viajar rápido, com

comodidade e, sobretudo, com um mínimo de esforço para os viajantes e um máximo de

segurança sempre estiveram presente.

A transição de motores a vapor – que queimavam o combustível fora dos cilindros

– para motores de combustão interna, originou a busca por um combustível que fosse

eficaz e respondesse às exigências do motor. A princípio, utilizava-se uma mistura de ar e

de gás de iluminação. Porém, no início do século XX, com a popularização dos automóveis

ampliou-se ainda mais a demanda internacional por combustíveis de alto desempenho,

dessa forma os combustíveis fosseis passarem a ser fonte de obtenção da gasolina.

Porém, o uso da gasolina como combustível em motores de combustão interna tem

sérias implicações ambientais. A queima de um combustível fóssil é sempre acompanhada

de libertação de CO2 e H2O, sendo o CO2 um dos gases responsáveis pelo efeito estufa.

Algumas impurezas de enxofre e de nitrogénio presentes na gasolina e partículas sólidas,

também contribuem para o efeito de estufa.

A gasolina é também amplamente utilizada para produção de corrente eléctrica.

Motores capazes de converter a energia calorífica presente na gasolina em energia

eléctrica, são largamente utilizados em regiões ou países onde há défices de produção e

distribuição de energia eléctrica.

Objectivo Geral

Este trabalho tem como objectivo geral, analisar a qualidade da gasolina

comercializada na região de Luanda.

Objectivos Específicos

Aferir a conformidade dos parâmetros como aspecto, densidade, composição

fraccionária, corrosibilidade, e tempo de armazenamento da gasolina que é comercializada

na região de Luanda em relação às especificações do Ministério dos Petróleos.

1

Inquerir acerca do grau de satisfação dos consumidores relativamente à qualidade

da gasolina.

Justificação do Tema

Quase todas as organizações de padronização (ABNT, NF, NE, IPA, e outras)

recorrem à formulação de especificações e normas para a produção e comercialização da

gasolina. A formulação de especificações visa prevenir os efeitos nocivos do uso de

gasolina de má qualidade e os consequentes danos ao meio-ambiente.

O funcionamento dos motores é determinado pela qualidade dos combustíveis

(SONANGOL, 2005, pag.8). A durabilidade do motor, bem como a perfeição durante o

seu funcionamento são, em parte, condicionadas pela qualidade do combustível utilizado.

Por estas razões, são indispensáveis análises para o controlo da qualidade da gasolina. Com

o controlo de qualidade afere-se a capacidade de um determinado combustível responder às

exigências do motor, durante as viagens, em termos de potência, economia, desempenho

do motor no arranque a frio ou a quente, e também a acessibilidade em termos de preço.

Outros parâmetros como: o rápido aquecimento, bom desempenho no momento da

aceleração, resistência a detonação, agressão aos componentes do motor (corrosão),

oxidação, fácil evaporação, emissões que danificam o sistema de admissão, formação de

depósitos no sistema de alimentação e emissão de compostos sulfurosos, são diretamente

influenciados pela qualidade da gasolina.

O Ministério dos Petróleos (MINPET) é o órgão do Governo que estabelece as

normas técnicas para a comercialização da gasolina no território Nacional.

No artigo 23º do decreto-lei nº 37/00 de 6 de Outubro do Conselho de Ministros

referente a esta matéria é especificado o seguinte:

"As distribuidoras autorizadas deverão obedecer, no que respeita à qualidade dos

produtos a distribuir e comercializar, às especificações técnicas constantes em normas

dimanadas do Ministério dos Petróleos ou, quando estas não existam, às especificações

técnicas internacionais apropriadas e em uso no exercício das atividades, tendo em conta

critérios de eficiência técnica e económica e a defesa do ambiente."

2

Portanto, o Ministério dos Petróleos de Angola estabelece os critérios,

especificações e normas que devem ser observadas durante a comercialização dos

combustíveis consumidos no território nacional. Estes decretos têm como finalidade

minimizar o impacto negativo do consumo de derivados do petróleo (incluindo a gasolina)

sobre o meio-ambiente (Decreto nº54/08/16-04-2008 do Diário da República de Quarta-

Feira, 16 de Abril de 2008) e oferecer ao consumidor, o combustível adequado às suas

necessidades.

Importância do Tema

A importância teórica desta investigação assenta nas informações que este tema

disporá aos estudantes e à sociedade sobre a gasolina comercializada em Luanda. Podendo

ainda, este trabalho constituir base para outras investigações em torno da gasolina

comercializada em Angola.

3

CAPÍTULO 1: QUADRO TEÓRICO

4

1.1 . A Gasolina

1.1.1. Introdução à Gasolina

A busca por fontes de energia sempre esteve ligada a sobrevivência do homem no

transcurso da história da humanidade; desde a madeira até às modernas fontes de energia –

fontes nucleares. Na época Pré-histórica, o homem usou a lenha para calefacção,

confeccionar alimentos e inclusive para afugentar animais ferozes.

Com a revolução industrial, surgiram novas tecnologias, a produção em alta escala,

e consequentemente, a necessidade de combustíveis que satisfizessem a grande demanda

de energia que requeria a era de industrialização então iniciada.

À princípio, nos séculos XVII – XIX utilizou-se o carvão mineral para mover os

motores a vapor, porém, é no século XX com a popularização do uso de automóveis com

motores de combustão interna, que a procura de um combustível de alto desempenho se

tornou importante para muitos governos e indústrias. Refira-se que no início do século XX,

os combustíveis fósseis eram apenas utilizados para obter querosene e só mais tarde, para

obtenção de gasolina. A Segunda Guerra Mundial aumentou grandemente a necessidade de

consumo de combustíveis daí que se tenha dado origem a gasolina.

Por definição, a gasolina é um combustível líquido constituído basicamente por

hidrocarbonetos e, em menor quantidade, por produtos oxigenados, compostos de

nitrogénio e enxofre. A gasolina é o corte que vem imediatamente antes do corte do

Gasóleo, deste modo, possui hidrocarbonetos mais leves dos que os que constituem o

gasóleo. A gasolina representa a faixa de destilação do petróleo bruto desde 30°C a 220°C.

Faixa esta que varia conforme as especificações e normas de cada País. Em Angola a faixa

de ebulição da gasolina está definida entre 30°C e 215ºC.

Seu maior uso é como combustível nos motores de combustão interna (motores de

ignição por centelha), que operam no Ciclo de Otto sejam estes, automóveis ligeiros,

pesados, geradores eléctricos. Também é usada como solvente em óleos e gorduras. Em

Angola, a gasolina é amplamente utilizado nos motores de automóveis e nos geradores

eléctricos.

5

1.1.2. Composição da Gasolina

A gasolina como combustível possui muito boas propriedades que a tornam num

combustível único; é altamente inflamável, muito volátil e com uma alta taxa de

compressão, o que tem estado na base do seu uso até aos dias de hoje. Embora, possua

impactos ambientais negativos, pois a sua queima libera CO2 e até compostos de enxofre, e

outros gases, porém, é um combustível amplamente usado.

A gasolina é produzida de modo a satisfazer as especificações e regulamentações

do local aonde é comercializada. Porém, tipicamente a gasolina possui 200 compostos

hidrocarbonetos (SPEIGHT, 2007) sua composição varia fortemente com a origem do

crude, dos processos usados durante a refinação e as especificações do produto.

Tipicamente possui, 4-8% de alcanos, 2-5% de alcenos, 25-40% de isoalcanos, 3-7% de

cicloalcanos, 1-4% de cicloalquenos e 20-50% de aromáticos, composição esta que pode

variar grandemente, conforme o blending1 (Tabela 6).

1.2 . Especificações da Gasolina

As normas e especificações são impostas sobre os produtos petrolíferos com o

objectivo de mensurar a sua adequabilidade em relação aos fins a que se destinam.

Geralmente essas especificações são estabelecidas por órgãos oficiais do estado sejam

ministérios, agências ou mesmo empresas.

A gasolina tem as seguintes especificações: aspecto, massa volúmica, destilação,

corrosão à lâmina de cobre, índice de octano MON, RON, Tensão (Pressão) de Vapor

RVP, teor em enxofre, goma atual lavada, período de indução, teor em chumbo, teor em

benzeno, teor em hidrocarbonetos, teor em álcool.

Estas especificações podem ser agrupadas em:

Propriedades visuais: cor, aspecto;

Propriedades de volatilidade: Tensão de Vapor, destilação, densidade.

Propriedades de combustão: MON, RON e IAD;

Propriedades de estabilidade térmica e química: Teor em gomas, período de

indução;

1 Termo técnico do inglês, utilizado para referir-se à “mistura” dos vários componentes de um produto com o fim de obter um produto final.

6

Propriedades de impacto ambiental: teor em enxofre, corrosão à lâmina de

cobre e do Teor em benzeno;

Propriedades químicas: teor em hidrocarbonetos, teor em álcool;

1.2.1. Cor

A coloração é uma das propriedades visuais mais importantes da gasolina, porque

ela nos dá, à primeira vista, informações sobre possíveis alterações na mesma. Geralmente

essas alterações são contaminações por outros combustíveis (como gasóleo), oxidação dos

compostos instáveis presentes na gasolina, como olefinas, compostos nitrogenados que

facilmente se oxidam em presença do oxigénio do ar.

Originalmente, a gasolina apresenta uma coloração que varia desde incolor ao

amarelo. Em quase todos países, ela é adictivada com corantes para padronizar localmente

a sua coloração, de modo que possa ser distinguida de outros produtos petrolíferos como o

gasóleo, petróleo de iluminação.

A cor original da Gasolina após o blending, é um forte indicador da sua pureza e

estabilidade química e sua intensidade indica a qualidade do seu fraccionamento

(WUITHIER, 1972).

1.2.2. Partículas em Suspensão

O aspecto da gasolina é uma propriedade relacionada com contaminações

insolúveis, como gotículas de água, ferrugem, areias e outros sedimentos sólidos. É uma

propriedade importante, porque a presença de partículas sólidas dentro da câmara de

combustão pode provocar fenómenos de auto-inflamação.

Essas contaminações ocorrem sempre que a gasolina é armazenada em lugares

impróprios, como recipientes sujos, recipientes abertos, ou que já tenham sido utilizados

para outros fins.

1.2.3. Tensão de vapor

A tensão de vapor ou pressão de vapor é a pressão exercida pela parte vaporizada

de um líquido sobre as paredes do recipiente fechado, por isso é dada em Kgf/cm 2. Pode

ser definida também como a quantidade de fracções leves que, a dada temperatura, deixam

a parte líquida criando um equilíbrio liquido-vapor. Na gasolina, a pressão de vapor

7

dependerá das frações de hidrocarbonetos com pontos de ebulição inferiores a 36,7ºC

(100ºF).

Ela fixa a quantidade máxima de hidrocarbonetos ligeiros que abandonam a parte

liquida antes do ponto 10% da curva ASTM, num limiar máximo de 36,7ºC (vide capítulo

1.2.4).

A tensão de vapor tem grande influência no arranque a frio do motor, devido a

presença destas fracções leves presentes na gasolina. Logo, é conveniente que a tensão de

vapor seja adequada as condições climáticas do país onde for usada a gasolina. Valores

muito elevados desta propriedade (quantidades excessivas de fracções ligeiras) podem

provocar tampões de vapor em épocas quentes e consequentemente a obstrução do circuito

de alimentação de automóveis.

Uma volatilidade muito elevada (tensão de vapor muito elevada) faz com que se

aumente o índice de perdas durante o armazenamento e o manuseio da gasolina. Em

temperaturas baixas, ocorre formação de gelo no carburador dos carros.

Quando a tensão de vapor é muito baixa, o motor apresentará grandes dificuldades

para o seu arranque, seja a frio, seja a quente, pouca aceleração e uma distribuição não-

uniforme nos cilindros do motor, o motor levará mais tempo para atingir a temperatura

ideal de funcionamento.

A sua determinação quantitativa é feita pelas normas ASTM D5191 em que

basicamente se mantém 1 mL de gasolina dentro de um recipiente metálico de 5mL com ar

saturado a uma temperatura de 100ºF (37,8ºC) medindo-se a pressão exercida pelos

vapores sobre as paredes do recipiente. Geralmente, as especificações mantêm-se entre 220

a 600 mmg/cm2 (NSIALA, 2009).

1.2.4. Destilação

É também uma propriedade que indica as características de volatilidade de uma

gasolina, bem como proporciona informações qualitativas da sua composição química.

A curva ASTM da destilação da gasolina é também de grande importância porque

nos dá informações sobre o comportamento da gasolina em funcionamento num motor (ver

Figura 1).

8

O procedimento para determinação da curva ASTM da gasolina está descrito na

norma ASTM D27. Ao ser destilada as várias fracções constituintes da gasolina evaporam-

se e condensam-se e são recolhidos numa proveta, a temperatura é anotada de 10 em 10

graus celsius à medida que transcorre a destilação. Os dados são expressos em uma curva

temperatura versus percentagem evaporada.

Os pontos mais importantes dessa curva são: o ponto inicial, os pontos 10%

evaporado, 50% evaporado, 90% evaporado, o ponto final e o resíduo.

O Ponto Inicial é definido como a temperatura na qual cai a primeira gota de

condensado na proveta. “É a leitura corrigida do termómetro observada no instante em que

a primeira gota de condensado cai na extremidade mais baixa do tubo condensador.”

Figura 1 - Curva de destilação da Gasolina e sua interpretação prática

(Fonte: Própria)

O Ponto 10% evaporado é a temperatura na qual 10% (em volume) do líquido foi

destilado. O ponto 10% evaporado, junto com o ponto inicial, indicam a percentagem de

hidrocarbonetos ligeiros presentes na gasolina, geralmente este ponto é determinado

sempre abaixo dos 70ºC. Que é a temperatura indicada para que as fracções ligeiras

9

formem com o ar uma mistura rica e suficiente para o arranque do motor. Se o ponto 10%

evaporado for muito baixo (inferior a 50ºC) decorrerá formações de tampões de vapor

(“vapor-lock)” no circuito de alimentação, impedindo que a gasolina seja injetada no

carburador o que resulta na paragem do motor

Figura 2 - Fenómeno de Tampões de Vapor no circuito de alimentação

(Fonte: Paulo G. Costa, 2002, pag.28)

Portanto, o ponto 10% deve ser adequado à temperatura ambiente, suficientemente

baixo para garantir uma boa partida do carro, para que o motor tenha uma partida fácil com

o menor número de rotações possíveis.

O Ponto 50% evaporado é a temperatura na qual 50% do líquido foi destilado.

Geralmente, abaixo de 150ºC, esta fracção representa o “coração da gasolina”, cuja

vaporização correta garante uma boa combustão nos momentos de acelerações do motor,

permitindo ao carro retirar o máximo da potência do combustível.

As fracções intermédias possuem maior poder calorífico que as fracções leves, e

ainda assim têm volatilidade suficiente para assegurar uma boa mistura explosiva. Estas

estão relacionadas com o aquecimento do motor. Quanto mais baixo este ponto for, mais

rapidamente o motor aquecerá, porém, manter esse ponto muito em baixo, ocasionará

fenómenos de congelamento no motor, e sua consequente paragem a meio da viagem. De

modo geral, um rápido aquecimento é sempre desejável para o bom desempenho do

10

veículo, sobretudo, para tirar proveito de todo o combustível evitando desperdícios que

ocorrem quando o afogador está em operação.

O Ponto 90% evaporado é a temperatura na qual 90% do líquido foi destilado. É

um dos pontos mais importantes da curva de destilação, porque está ligada com a

economia e a limpeza do combustível. Tanto o ponto 90% como o resíduo, representam a

fracção de hidrocarbonetos pesados (com maior poder calorífico) presente na gasolina,

quanto maior for esta fracção mais económico é o combustível porém, a sua má

vaporização (por uma combustão incompleta) provoca depósitos carbunculosos, sujamento

da câmara de combustão, aumenta a exigência de índice de octano (WAQUIER, 2004),

diluição do óleo lubrificante do cárter e um desgaste prematuro do motor. Na prática este

ponto situa-se entre 170 a 200ºC.

Ponto Final é o ponto final de ebulição, é determinado no instante em que se lê

uma queda (diminuição) da temperatura no termómetro.

Resíduo é o líquido que fica no balão de destilação após verificação do ponto final.

É a parte da gasolina com o ponto de ebulição mais elevado, a sua evaporação raramente é

conseguida a pressão atmosférica, sem que se decomponha (haja craqueamento).

Responsável pela borra e pelo verniz no motor.

1.2.5. Densidade

É uma propriedade que se relaciona com a potência e o consumo da gasolina no

motor. A densidade de um líquido é o volume em litros que uma determinada massa (Kg

ou g) deste líquido ocupa. Expressa-se em g/L ou Kg/m3. Esta propriedade da gasolina

condiciona o nível da gasolina na cuba (depósito) e o caudal (a sua velocidade).

Dentro da cuba, se tivermos uma gasolina com uma baixa densidade o flutuador,

flutuará pouco, o nível da gasolina será elevado ao nível do pulverizador o que provocará

um aumento do consumo. Mas também uma má vaporização o que provoca uma redução

da potência e o consequente engorduramento do motor (pistão).

11

Figura 3 - Nível da gasolina na cuba

(Fonte: COSTA, 2002, pag.41)

Com uma gasolina de densidade elevada, o consumo específico diminui e a pobreza

da mistura carburada traduz-se por uma falta de potência. Geralmente os flutuadores são

calibrados para densidade variando de 0,73 a 0,77 Kg/L (NSIALA, 2009).

Figura 4 - Fases de Funcionamento da distribuição da mistura explosiva


1.2.6. Teor em gomas

Esta propriedade tem um amplo valor na questão do armazenamento da gasolina.

Ela caracteriza a quantidade de gomas que a gasolina deixa no recipiente em que se

armazenou. A evaporação de 100 cm3 de gasolina através de uma corrente de ar bem

12

controlada com uma temperatura de 160ºC, deixa um resíduo de aspecto verniz. O peso

deste verniz comparado em relação a 100 cm3 da amostra é então denominado “teor em

gomas”. As normas estabelecem um máximo de 10mg/100cm3.

A goma formada após a evaporação representa a fracção de olefinas presentes na

gasolina que são susceptíveis à oxidação devido a instabilidade da dupla ligação (-C=C-).

A acção do ar e do calor provocam reações de oxidação e polimerização que originam as

gomas. É um material resinoso sólido ou semi-sólido que, por aquecimento, fica pegajosa e

ao arrefecer endurece, ficando como verniz.

Estas podem acumular-se nas bombas, no sistema de alimentação, nas válvulas, no

tanque de combustível, pode-se se acumular nos filtros restringindo o fluxo de combustível

e diminuir o rendimento do motor, provoca também defeito no próprio carburador.

Existem duas determinações para o teor em gomas. A gomas actuais (ASTM D341)

e as gomas potências (ASTM D525). Ambas são obtidas pela evaporação com auxílio de

um jato de ar pré-aquecido, porém, as gomas potências após secagem, lavadas (apenas as

gomas potências) com heptano normal e depois pesadas.

O teor em gomas tem incidência sobre o índice de octano, porque a conversão de

olefinas em polímeros pesados provoca uma diminuição no índice de octano. Portanto uma

gasolina exposta ao ar e ao calor, condições estas presentes na maior parte dos sistemas de

armazenagem, terá uma resistência à detonação relativamente inferior, bem como a sua

capacidade de auto-inflamação.

1.2.7. Índice de Octano: MON, RON

Esta é a propriedade mais importante da gasolina porque ela condiciona

diretamente a combustão da gasolina dentro da câmara. Nos motores de combustão por

ignição podem ocorrer vários tipos de combustão.

Se a gasolina possuir um índice de octano correto, a combustão será normal e

progressiva gerando uma força uniforme no pistão. Porém, se o índice de octano for

demasiado baixo para a taxa de compressão, a gasolina detona antes de ser atingida pela

chama das velas, a detonação acontece caso exista qualquer falha que origine uma elevação

da temperatura do motor para uma acima da temperatura normal de funcionamento, porém,

ela não é iniciada diretamente pela elevação de temperatura mas pela compressão. A

13

detonação ocorre antes do pistão chegar ao fundo e produz um ruído chamado “batida de

pino”.

Figura 5 - Fenómenos de combustão nos motores por ignição


Outro fenómeno anormal de combustão é o que se dá o nome de “auto-inflamação”.

Devido a presença de depósitos incandescentes de carvão da cabeça do pistão ou mesmo na

câmara de explosão ocorre muitas vezes a inflamação da mistura ar-gasolina apenas com a

compressão do pistão, e a gasolina inflama-se antes da chama das velas.

O fenómeno de auto-inflamação e da detonação são evitados a partir de uma boa

regulamentação do índice de octano. O índice de octano é a propriedade responsável pela

resistência que a gasolina apresenta contra a detonação.

“Um combustível apresenta um índice de octano X se, em condições experimentais

bem definidas, se comporta como uma mistura de X% em volume de isooctano e (100-X)

% de n-heptano” (WAQUIER, 2004, pag.193). Esta propriedade é medida em motores por

14

métodos F1, o “Research” (RON) e o método F2, “Motor” (MON). Nestes métodos

basicamente introduz-se num motor monocilíndrico uma quantidade bem definida de

gasolina, e vai-se regulando a taxa de compreensão até que se verifique a inflamação do

combustível. Anota-se a taxa de compressão como o índice de octano. Estes motores foram

desenvolvidos pela Cooperative Fuel Research Comitte – CFR. Para melhorias no índice

de octano (vide pág. 34).

Tabela 1 - Condições de ensaio na determinação do Índice de Octano num motor

CFR

Condições Operatórias RON MON

Regime (rpm) 600 900

Avanço de ignição (ângulo da

manivela)

13 14 a 262

Temperatura do ar de admissão (ºC) 48 -

Temperatura da mistura carburada (ºC) 48 -

Riqueza3 (1,05-1,10) (1,05-1,10)

(Fonte: WAQUIER, 2004, pág. 194)

1.2.8. Período de Indução

Esta propriedade está relacionada com o teor em gomas. É igualmente importante

para o armazenamento das gasolinas. Indica a estabilidade à oxidação de uma gasolina

através de um teste acelerado sobre determinadas condições. Neste teste provoca-se o

envelhecimento prematuro da gasolina ao submetê-la à oxidação numa atmosfera

carregada de oxigênio a uma pressão de até 7kgf/cm2 e aquecido em banho de água a uma

temperatura de 100ºC. Mede-se continuamente a pressão interior da bomba, o tempo desde

o início do teste, a introdução da bomba no banho a 100ºC, e por fim o ponto de queda de

pressão, onde dá-se uma quebra. Este ponto é o início da estabilidade da gasolina. O

2 Variável com a taxa de compressão3 Regulado para o máximo de Cliquétir

15

período de indução expressa-se em minutos. Portanto, quanto maior forem os minutos até a

quebra, maior resistência apresenta a gasolina para formar gomas.

1.2.9. Teor em enxofre

É a propriedade ambiental mais supervisionada nos combustíveis. A redução do

teor em enxofre tem sido cada vez mais aplicada pelos vários produtores de gasolina com o

fim de reduzir o impacto ambiental negativo dos compostos sulfurosos.

A combustão cria anidridos sulfurosos e sulfúricos que em presença do vapor de

água criam o H2SO4 que diluído, é particularmente corrosivo (WUITHIER, 1972). Os

fumos nocivos provenientes do motor em funcionamento poluem a atmosfera. Durante a

paragem, o motor arrefece e por condensação os produtos da combustão picam a camisa do

motor.

Os compostos sulfurosos corrosivos tal como os Mercaptanos (R-SH) corroem

diretamente o depósito e as condutas de aspiração. Atualmente, nos veículos fabricados

coloca-se um catalisador que converte os gases poluentes em gases limpos.

1.2.10. Corrosão à Lâmina de Cobre

Esta propriedade é importante para a preservação das partes metálicas do veículo

que entram em contacto com a gasolina, bem como dos tanques metálicos para

armazenamento de gasolina. Esta propriedade indica a corrosibilidade do produto e previne

a possibilidade de desgastes das peças metálicas nos equipamentos que estão em contacto

com o produto seja durante o manuseio ou durante o armazenamento.

Os produtos derivados do petróleo são frequentemente usados em contacto com

metais, sendo assim importante que estes não sofram corrosão.

O teste de corrosão à lâmina de cobre, consiste em submergir uma lâmina de cobre

recentemente polida, numa amostra de gasolina por três horas à temperatura de 50°C.

Decorrido o período de tempo para o ensaio, a lâmina é lavada e comparada com padrões

especiais, sendo o resultado expresso em função dessa comparação.

O ensaio de corrosão à lâmina de cobre permite apenas avaliar qualitativamente a

presença de enxofre elementar e de compostos agressivos de enxofre.

16

Figura 6 - Padrões de comparação da coloração da Lâmina de Cobre

(Fonte: World Wide Web4)

1.3 . Formulação de uma Gasolina

A Gasolina é, na verdade, uma mistura, lê-se blending, de vários componentes

provenientes de várias unidades de refinação do crude, que misturadas em determinadas

proporções originam a gasolina acabada.

Esta formulação é feita em proporções que promovam a sua propriedade antiknock,

o arranque a frio, bem como a quente, e baixas tendências de tamponamento de vapor e

pouco sujamento do motor, pelos seguintes componentes:

Gasolina SR (straight-run), vinda directamente da coluna atmosférica;

Gasolina Isomerada, de unidades de isomerização;

Gasolina Platformada, obtida por reforming catalítico em unidade de reforming;

Gasolina Crackeada, corte vindo de unidades de F.C.C

Gasolina Polimerizada de unidades de polimerização (raras)

Gasolina Alquilada em unidades de alquilação.

4 Em http://www.edwardtufte.com/bboard/images/0002iw-7377.jpg

17

E vários gases como n-Butano, Isopentano.

A mistura é feita em linhas de blending com destino ao tanque de armazenamento

de gasolina acabada.

Para a formulação do blending devem se ter em vista as propriedades com que se

pretende expedir a gasolina e as propriedades de cada componente que será utilizado no

blending. E assim, mediante cálculos de balanços mássicos em função das propriedades

determinam-se os componentes a serem utilizados e em que proporções estarão no

blending.

18

Figura 7 - Correntes utilizadas no blending da Gasolina

(Fonte: SPEIGHT, 2007, pag.778)

19

1.3.1. Desisopentanização

Um dos componentes para o blending de gasolina é a gasolina ligeira proveniente

do fraccionamento de gasolina SR. Neste processo ocorre apenas processos físicos de

separação das diferentes naftas originárias da gasolina Straight-run. O Petróleo bruto ao

ser fraccionado na coluna de destilação atmosférica, origina um corte de gasolina na faixa

de destilação de temperatura de até 180ºC, chamado Gasolina SR (ou simplesmente Nafta).

Este corte, junto com os gases C2, C3 e C4, o produto de topo da coluna de destilação. De

seguida este produto é enviado à Unidade de Fraccionamento de Gás, para a obtenção de

Fuel Gas, LPG, Gasolinas e Naftas. A Unidade de Fraccionamento de Gasolina SR é

constituída por quatro colunas principais: a desbutanizadora, a desetanizadora, o splitter e a

desisopentanizadora. A desbutanizadora recebe o produto do topo da coluna de destilação

(C2, C3, C4 e a gasolina SR) de onde extrai-se os hidrocarbonetos mais leves pelo topo

(C2, C3 e C4) e a Gasolina SR pelo fundo da coluna. A desetanizadora recebe o produto do

topo da coluna desbutanizadora e remove o Fuel Gas no seu topo, e LPG (C3 e C4) no

fundo que são enviados para a unidade de Tratamento de LPG para o seu acabamento.

Figura 8 - Esquema Processual do Fraccionamento da Gasolina SR

(Fonte: NSIALA, 2010)

20

O produto do fundo da desbutanizadora é enviado à um Splitter cuja função é

dividir com base no ponto de ebulição, o corte da Nafta. Assim a gasolina estabilizada

separada em 3 cortes: nafta ligeira, nafta média, nafta química e a nafta pesada que é a

carga para o Platforming. A desisopentanização recebe o corte da nafta ligeira e faz a

extração dos hidrocarbonetos mais leves (inferiores a iC5) pelo topo, e desta extrai-se a

Gasolina Ligeira e no fundo a Gasolina Pesada.

Esta Gasolina Ligeira é utilizada como blending na formulação da Gasolina

acabada.

1.3.2. Reforming Catalítico

O reforming catalítico constitui um dos melhores processos em termos de produção

de gasolinas em alta escala. Com a evolução dos motores e a exigência de um número de

octano mais elevado, o cracking catalítico deixou de ser o processo do topo em termos de

produção de gasolina. O Reforming catalítico consiste em produzir a partir do corte da

Nafta pesada (proveniente do fundo do Splitter da Unidade de Fraccionamento de Gasolina

SR) uma gasolina com elevado índice de Octano através de várias reações que convertem

vários hidrocarbonetos presentes na carga em hidrocarbonetos valiosos em termos de

índice de octano.

As reações decorrentes desse processo são:

Desidrogenação. Os isoparafinicos e os aromáticos são os melhores

hidrocarbonetos em termos de índice de octano. Através da desidrogenação, os

hidrocarbonetos naftênicos são convertidos em aromáticos.

Isomerização

21

Desidrociclização das parafinas

Hidrocraqueamento

Todas essas reações ocorrem numa série de reactores na presença de um catalisador

com base de platina. É um processo altamente endotérmico que exige muita energia, razão

por que, o efluente é aquecido a cada etapa, e liberta muito hidrogénio que é misturado

com a carga antes de ser admitido na fornalha.

A carga (nesse caso, a nafta pesada) é misturada com hidrogénio antes de ser

admitida na primeira fornalha, onde é aquecido até aos 510°C. Aquecida e parcialmente

vaporizado ela é introduzida no primeiro reator onde ocorrem as reações acima citadas. Ao

sair do reator R3, a carga é admitida em um balão de estabilização. Onde recolhe-se no

topo, por gravidade, o hidrogénio todo. O produto do fundo é enviado para a unidade de

recuperação de gases, onde recupera-se o LPG, e obtém-se o reformado.

Figura 9 - Esquema Processual do Reforming Catalítico


22

O reformado obtido ao fim de todas reações de reforming possui um bom índice de

octano, variando a ordem dos 96 em RON e 100 em MON conforme a Tabela a seguir.

Tabela 2 - Propriedades típicas de uma Gasolina Reformada

PROPRIEDADES

Parafínica, %vol. 69

Naftênicos, %vol. 20

Aromáticos, %vol. 11

Ron 96

Tensão de vapor RVP, psig 3,4

1.3.3. F.C.C. “Fluid Catalytic Cracking”

Na unidade de F.C.C. faz-se o craqueamento do VGO com o fim de produzir

fracções mais leves constituintes de LPG, gasolina e gasóleos. Este processo é uma

tentativa “forçada” de sobrevalorizar produtos com pouco valor económico.

O VGO (Vaccum Gas Oil) proveniente da coluna de destilação a vácuo pode ser

aproveitado para maximização da produção de gasolina. A gasolina produzida no F.C.C

possua boas propriedades para o blending, principalmente a sua massa volúmica (ver

Tabela 3). Desta unidade resultam dois cortes de gasolina, o LCN (Light Cut Naphta) e o

HCN (Heavy Cut Naphta) com diferença na sua massa volúmica.

Todas moléculas pesadas e de maior ponto de ebulição são submetidas a um

rigoroso tratamento térmico que provoca a quebra de suas moléculas decompondo-a em

hidrocarbonetos mais leves. Produzindo assim, Fuel Gás, LPG e Gasolinas.

23

Figura 10 - Esquema Processual do F.C.C

(Fonte: Própria, adaptado)

Esta unidade é constituída por três secções:

Reator/Regenerador (secção catalítica)—é o coração do processo. Nesta

unidade ocorrem todas as reações de craqueamento.

Secção de fraccionamento (que trata o efluente do reator e inicia o processo de

separação)

Concentração de gases - o efluente de topo é separado em gasolina, LPG e Fuel

gás.

24

Tabela 3 - Propriedades típicas de uma gasolina F.C.C

PROPRIEDADE LCN HCN

Densidade 0,727 0,856

Parafinas, %massa 37 19

Olefina, % massa 35 10

Naftenos, %massa 13 12

Aromáticos,

%massa

15 59

MON 80,4 80,5

RON 91,6 92

TVR 8,4 0,4

A carga do FCC são os gasóleos provenientes das unidades de vácuo (LVGO e

HVGO) como também os gases e a nafta provenientes do Visbreaker.

Esta carga é misturada com o catalisador na base do reactor FCC e são elevados

juntos até à Zona de separação do reactor. É durante esta elevação que se vão dar as

desejadas reações de Cracking.

1.3.4. Alquilação

A unidade Alquilação é importante porque produz um componente para gasolina

com um elevado índice de octano. Um alquilado atinge um MON de 90-95 e um RON de

93-98. Não obstante possuir um alto índice de octano, o alquilado ainda possui uma boa

pressão de vapor. Portanto, é um componente excelente para o blending de gasolina.

Tabela 4 – Comparação alquilado e os outros componentes da Gasolina

COMPONENTE MON RON TVR Ar %, massa Olefina, %

massa

FCC 78—81 89—93 0,5 30 20

REFORMADO 87—92 96—

105

0,37 70 0,7

25

ALQUILADO 90—94 92—97 0,55 0,4 0,5


Nesta unidade, o alquilado é produzido pela reação de uma isoparafina (isobutano)

com uma olefina (butileno ou propileno) usando como catalisador o HF (ácido fluorídrico)

ou o H2SO4 (ácido sulfúrico). Na Alquilação HF, só as isoparafinas com carbonos

terciários, tais como isobutano ou isopentano, reagem com as olefinas. Na prática só o

isobutano é usado porque isopentano tem aplicação imediata no blending de gasolina.

A unidade de alquilação possui uma zona de reacção, uma secção de refrigeração,

uma zona de tratamento do efluente com o Stripper do Isobutano. A carga olefínica é

misturada com o isobutano antes de fazer carga à zona de reação. O ácido que servirá de

catalisador encontra-se no interior do reactor, em proporções bem definidas que

possibilitem uma boa reacção. Este ácido é recuperado na coluna de recuperação do ácido,

através de uma lavagem com ácido fresco. O efluente do reator é enviado para um balão de

separação para separação da fase gasosa e a fase líquida. De onde se extrai o alquilado

livre de ácido.

26

Figura 11 - Esquema Processual da Alquilação

(Fonte: Própria, adaptado)

1.3.5. Isomerização

Os processos de Alquilação, Reforming catalítico, bem como o processo de

isomerização foram criados para a maximização do Índice de Octano. No processo de

isomerização, as parafinas normais (n-parafinas) são convertidas em parafinas ramificadas

(isoparafinas) aumentando assim o seu índice de octano.

A maioria das especificações da gasolina exigem a presença de C5/C6 para regular

o Ponto 10% e por vezes, o índice de octano, porém, as parafinas possuem um índice de

octano muito baixo. Daqui a atuação da isomerização, que converte-as em parafinas com

um bom índice de octano.

Como carga para esta unidade, utiliza-se um corte de nafta ligeira, C5/C6, algumas

vezes até C7. Esses hidrocarbonetos são processados numa atmosfera que lhes permita

isomerizarem-se com o mínimo de hidrocraqueamento. As suas reações resumem-se em

converter C5 (pentanos) em isopentanos, e C6 (hexanos) em 2,3 dimetil butanos.

27

O catalisador da Isomerização geralmente tem uma base de zeólitos ou cloreto de

alumina empregados em platina.

A isomerização pode ser feita também na fase vapor. As parafinas misturam-se

com hidrogénio e são aquecidos na fornalha a uma temperatura apropriada para a reacção.

E dirigem-se ao reactor onde ocorrem as reações de isomerização na presença do

catalisador, o efluente do reactor é enviado a um balão separador que separa o hidrogénio

resultante da reacção pelo topo e o recicla para o processo, e na base retira os isomerizados

que são enviados a uma unidade de fraccionamento onde são fraccionados juntos com a

carga. Produzindo gases LPG e as parafinas isomerizadas.

28

Figura 12 - Esquema Processual de uma Isomerização a Vapor


Esses isómeros possuem propriedades típicas, desde uma boa tensão de vapor a um

bom ponto 10% de destilação. Com isomerados desses, consegue-se uma gasolina com um

ponto 10% de 36ºC (com n-pentano) e até 28ºC com isopentano. Portanto, essas fracções

isomerizadas são importantes quando se quer corrigir o 10% de destilado.

Tabela 5 – Propriedades Típicas das Parafinas isomerizadas

Fracções Pto. Eb. (ºC) RVP, psia RON MON

n-C5 36 15 62 62

i-C5 28 20 92 89,6

n-C6 69 5 25 26

2 – Metil Pentano 60 7 73 73

3 – Metil Pentano 63 6 75 73

2,2 Dimetil

Butano

50 10 92 93

2,3 Dimetil

Butano

58 7 102 94

29

1.3.6. Polimerização

Ainda para a produção de uma gasolina com um alto índice de octano, pode-se

recorrer às reações de polimerização sobre os propilenos e butenos. O produto desta

polimerização é uma olefina com um índice de octano MON de 83 e RON 97.

Este processo perdeu popularidade durante a Segunda Guerra Mundial, e foi

suplantando pelo processo de alquilação. Basicamente, ocorre a polimerização das cadeias

de propileno e butileno em cadeias mais longas e mais ramificadas.

1.3.7. Coquefacção

É um processo muito utilizado para redução de viscosidades, e permite também

transformar resíduos pesados em fracções leves até mesmo gases. Esta unidade trabalha

com duas câmaras um de coquefacção e outra de descoquefacção, a uma pressão que pode

atingir os 2 atm e 520ºC. Ela obtém gasolinas com muito baixo rendimento (15-20%) e

com índice de octano muito baixo.

30

1.4 . Percentagem de Hidrocarbonetos em função dos vários

componentes

Os componentes provenientes dos processos acima descritos, são constituídos

pelas diversas famílias de hidrocarbonetos em proporções típicas conforme a Tabela

(GRUTHRIE, 1960) a seguir:

Tabela 6 – Composição Típica de hidrocarbonetos nos componentes de Gasolina

Componente N-Paraf. I-Paraf. Olefinas Naftên. Aromáticos

Destilação Direita 25% 25% - 37,5% 12,5%

Cracking Térmico 14% 21% 25% 29% 11%

Cracking

Catalítico

3% 25% 29% 10% 33%

Alquilada - 100% - - -

Polimerizada - - 100% - -

(Fonte: Própria, adaptada)

1.5 . Cálculos na formulação de um gasolina

A mistura dos vários componentes para o blending é feita tendo em vista o

cumprimento das normas estabelecidas pelo órgão-tutela no País. Por outro lado, o

blending valoriza produtos que por si só não têm nenhuma saída para o mercado, como

caso o das naftas, que são valorizadas no blending da gasolina. No blending aproveitam-se

as propriedades que os componentes possuem de modo a que formem juntos dos outros

componentes, um produto final dentro da especificação e da demanda.

A gasolina é o produto petrolífero com mais componentes para o blending, cerca de

7 componentes. Porém, a formulação de um blending está longe de ser uma tarefa fácil, é

um método de tentativas até que se alcance o equilíbrio entre as especificações do produto

e os custos económicos.

Atualmente utilizam-se programas e softwares de computador que permitem um

rápido cálculo das propriedades de todos os componentes presentes e em proporções que

possam ser misturados para atingir a especificação desejada a um baixo custo e com uma

máximo lucro. Embora a destilação seja uma especificação importante para a gasolina,

31

visto condicionar o arranque a quente e/ou a frio do motor, a sua aceleração e economia,

porém não é a base utilizada para o cálculo do blending (ver capítulo 1.5 ). As

propriedades em função das quais se efetua o cálculo do blending são a tensão de vapor

RVP e o Índice de Octanos.

1.5.1. Tensão de vapor Reid (RVP) A regulamentação da RVP no blending da Gasolina é feita pela combinação do n-

butano com uma nafta (C5-193ºC). E a quantidade de n-butano necessário obter a RVP

vem expressa pela equação matemática indica abaixo. Com esta relação, calcula-se a

quantidade de n-butano ou de nafta a ser utilizada para atingir a pressão em psi exigida em

termos de tensão de vapor Reid (GARY, 2001).

Mediante análises laboratoriais determinam-se as propriedades de todos os

componentes disponíveis para o blending, como tensão de vapor, seu índice de octano,

quantidade (em mol). Todas estas propriedades devem ser bem definidas de modo que o

único cálculo a realizar seja a quantidade em moles de n-butano ou de nafta a ser

adicionada.

Tabela 7 – Exemplo: dados de componentes para o blending de uma Gasolina

Componentes BPD Lb/h MW Mol/h Mol % RVP PVP

Gasolina Ligeira

SR

4.000 39.320 86 457 21,0 11,1 2,32

Reformado 6.000 69.900 115 617 28,4 2,8 0,80

Alquilado 3.000 30.690 104 295 13,4 4,6 0,62

FCC 8.000 87.520 108 810 37,2 4,4 1,64

32

Total 21.000 2.179 100,0 22,9 5,38

(Fonte: GARY, 2001, pag.258)

Utilizando os dados da Tabela 7, caso fosse requerida uma gasolina com 10 psi de

Tensão de Vapor, com um n-butano com as seguintes propriedades: MW = 58, e RVP de

52.

Portanto, para 240 moles de n-butano a hora ter-se-ia 1.640 BPD para a formulação

desta gasolina com 10 psig em Tensão de Vapor. Numa produção destas se formulará

22.640 BPD de gasolina.

Algumas vezes, não é possível teoricamente o cálculo do peso molecular de cada

corrente disponível para o blending, nestes casos, recorre-se frequentemente ao método

empírico desenvolvido pela empresa Chevron, para este método já existem valores de

referência dos índices de tensão de vapor (VPBI) de cada componente. E a tensão de vapor

é aproximadamente a soma da fracção volúmica (v) vezes o índice VPBI para cada

componente e, expressa-se pela fórmula:

33

Tabela 8 – Exemplo: dados de componentes para cálculo do Blending (Método Chevron)

Componentes BPCD RVP VPB

I

Vol. x VPBI

n-Butano W 51,6 138,0 138W

Gasolina Ligeira

SR

4.000 11,1 20,3 81.200

Reformado 6.000 2,8 3,62 21.720

Alquilado 3.000 4,6 6,73 20.190

FCC 8.000 4,4 108 50.960

Total 21.000+W 174.070 + 138W


Embora o método seja empírico e menos trabalhoso, o resultado é praticamente

igual em termos de refinaria, 1.660 BPD para formulação de 22.660 BPCD.

1.5.2. Número de octano O índice de octano é a outra variável em função da qual se efectua o cálculo do

blending para formulação de gasolinas. A expressão matemática para o cálculo do blending

de índice de octano é a seguinte (GARY, 2001):

34

O procedimento aplicado no cálculo da RVP é também utilizado para o cálculo da

quantidade de barris do componente que será utilizado para o ajuste do índice de octano, a

satisfazer-se as especificações impostas.

Tabela 9 – Exemplo: dados de componentes para o Blending (Índice de Octano)

Componentes BPCD MON RON

n-butano 3,937 92,0 93,0

Isomerizado 5,735 81,1 83,0

Reformado 14.749 86,9 98,5

Gasolina (C5) FCC 20.117 76,8 92,3

Alquilado 4.117 95,9 97,3

Polimerizada 2.071 84,0 96,9

Total 47,603


1.6 . Gasolina em Angola

1.6.1. História da gasolina em Angola (SONANGOL, 2005)

A actividade de prospecção e pesquisa de Hidrocarbonetos iniciou-se em Angola

em 1910. Nesse ano, foi concedida à Companhia Canha & Formigal uma área de 114 000

Km2 no offshore do Congo e na Bacia do Kwanza, sendo o primeiro poço perfurado em

1915. A PEMA (Companhia de Pesquisas Mineiras de Angola), e a Sinclair dos E.U.A.,

estiveram também envolvidas, desde cedo, na actividade de prospecção e pesquisa em

Angola.

Após breve paragem, em 1952 reiniciou-se a actividade, com a concessão à Purfina

da mesma área adicionada à sua extensão na Plataforma Continental em 1955.

35

Em 1962, foi efectuado o primeiro levantamento sísmico do Offshore de Cabinda

pela Cabinda Gulf Oil Company e em Setembro desse ano surgiu a primeira descoberta.

Em 1976, a produção total rondava os 100 000 bbl/d e era proveniente de três áreas:

Offshore de Cabinda, Onshore do Kwanza e Onshore do Congo. Contudo, tinha atingido

172 000 bbl/d em 1974, o máximo do período colonial.

Durante o período 1952-1976, foram realizados 30 500 Km de levantamentos

sísmicos, perfurados 368 poços de prospecção e pesquisa e 302 poços de desenvolvimento.

Um total de 23 campos foram descobertos dos quais 3 em Offshore.

Em 1958, foi construída em Luanda uma pequena refinaria (100 000 ton/ano ou

seja cerca de 2 000 bbl/d) pela PETRANGOL do grupo belga Petrofina SA.

O Governo Português detinha, na PETRANGOL, ações nominais sem participação.

Durante 1972/1973, a Refinaria de Luanda foi substancialmente ampliada para 1,5 milhões

ton/ano (30 000 bbl/d). Trata-se de uma refinaria convencional do tipo "Hidro Skimming",

cuja atividade está essencialmente vocacionada para a produção de LPG, Gasolina, Jet Fuel

e Gasóleo para o mercado interno angolano.

A venda de produtos derivados do petróleo, no País, até 1976 era efectuada pelas

subsidiárias angolanas Shell, Texaco, Mobil e Petrofina, bem como pela Angol (subsidiária

da companhia portuguesa SACOR). Estes produtos provinham, na sua maioria, da

Refinaria de Luanda, sendo a parte restante resultante de importações diretas que

chegavam aos Terminais Marítimos. A Shell e Mobil operavam igualmente as instalações

de formulação de óleos lubrificantes em Luanda, importando óleos básicos e aditivos.

Portanto, a comercialização da gasolina deu-se em 1976 pelas subsidiárias

angolanas como a Shell, Texaco, Mobil e até Angol que comercializavam gasolinas com

chumbo para o mercado ainda recém-nascido de automóveis em Angola.

1.6.2. Normas e especificações para a gasolina em Angola

Nos termos da Lei Angolana, a gasolina é definida como “uma mistura de

hidrocarbonetos ligeiros de C4 a C12 derivados do petróleo bruto, cujo intervalo de

36

destilação varia entre 30ºC a 215ºC. É utilizado como combustível nos motores de

combustão interna”5.

As normas ditadas para regulação das especificações da Gasolina em Angola visam

a minimização do impacto negativo ao ambiente (MINPET, 2008).

Tabela 10 - Especificação do Ministério dos Petróleos para a Gasolina SUPER em

Angola

Características Limites Método de Ensaio

Massa Volúmica a 15ºC, Kg/L 0,710 0,780 ASTM D4052

ASTM 1298

Destilação

ASTM D86

Recuperado a 70ºC, %vol. 10 -



Ponto Final (P.F.), ºC - 215

Resíduo, %Vol. - 2

Tensão Vapor Reid, psi - 9 ASTM D323

Índice de octano Research (RON) 93 - ASTM D2699

Chumbo Tetraetílico, g/l - 0,013 ASTM D3341

Corrosão à lâmina de cobre (3h a 50ºC) - Nº 01 ASTM D130

Gomas existentes, mg/100ml - 4 ASTM D130

Período de Indução, min 240 - ASTM D525

Ensaio doctor

Ou

Enxofre, Mercaptanos, %massa

Negativo ASTM D3227

Enxofre Total, raios-X, %massa - 0,0015 ASTM D4294

5 Decreto-Executivo nº54/08 de 16 de Abril, Artigo nº 05.

37

Cor Verde Verde -

Cheiro Comercial Comercia

l

(Fonte: MINPET, 2008)

1.6.3. Tipos de gasolina. Fim da gasolina adictivada

Até ao ano de 2005, em Angola comercializava-se apenas a gasolina com chumbo.

Por razões ambientais, introduziu-se mais tarde, a gasolina sem chumbo, que começou a

ser vendida como gasolina Super e gasolina Adictivada.

A Gasolina adictivada além da coloração rosa, ela diferenciava-se da gasolina super

no aditivo MMT (Methylcyclopentandienyl Manganese Tricarbony) que veio substituir o

chumbo que outrora era usado na limpeza do sistema de alimentação dos carros antigos.

Esta gasolina foi introduzida com um índice de octano de 91 e em Janeiro de 2006, passou

para um índice de octano de 93.

A gasolina Super não precisava do aditivo MMT porque os automóveis recentes

dispensam o uso de aditivos de limpeza. Era comercializada com a cor Verde.

No momento da introdução das gasolinas aditivadas, 17% dos automóveis que

circulavam nas estradas de Angola tinham sido fabricados até ao ano de 1989 (Despacho

nº35/08 de 24 de Janeiro). Os motores destes veículos eram dotados de válvulas com sedes

em metais macios lubrificados através da utilização de gasolina com chumbo.

Visto que o número de viaturas que necessitavam de gasolina adictivada diminuiu

consideravelmente, não se justificando assim a fabricação e comercialização da referida

gasolina, o Ministério dos Petróleos exarou o Despacho nº35/08 de 24 de Janeiro, que

citamos:

“Artigo 1º -- A partir do dia 30 de Janeiro de 2008 deixará de ser produzida a

gasolina adictivada”

Desde então, a única gasolina comercializada em território nacional é a gasolina

Super com uma coloração variando de incolor a amarelo. As especificações em vigor para

esta gasolina Super estão pautadas na Tabela 10.

38

1.6.4. Importação e exportação de gasolina em Angola

Anualmente, a Refinaria de Luanda produz em média apenas 10% de Gasolina e

Naftas. Portanto, em termos de produção, o país não é auto-suficiente em gasolina ainda,

esta quantidade de gasolina (4% do volume total de derivados produzidos pela Refinaria)

representa somente 31.877 toneladas métricas/semestre (MINPET, 2011).

Portanto, de acordo com o gráfico da Figura 14, em termos de comercialização, a

quantidade de 31.877 toneladas métricas produzidas pela Refinaria, são superadas pelas

328.438 toneladas métricas consumidas pelo mercado interno (ver gráfico da Figura 15).

Para satisfazer a grande demanda face a oferta, o país importou no primeiro semestre de

2011, 1,6 milhões de derivados de petróleo, dentre eles quase meio milhão de toneladas

métricas de gasolina (ver gráfico da Figura 15).

Comercializaram-se durante o primeiro semestre do ano de 2011 cerca de 1,11

milhões de toneladas métricas de derivados de petróleo. A gasolina tem uma fatia de

apenas 24% desta comercialização sendo vencida apenas pelo gasóleo com 63%. Foram

328.438 toneladas métricas de gasolinas comercializadas durante o primeiro semestre do

ano.

Figura 13 - Percentagem de Gasolina produzida pela Refinaria de Luanda

Figura 14 - Toneladas Métricas de derivados de Petróleo consumidas durante 1º

semestre de 2011 em Angola

39

(Fonte: MINPET, 2011)

Angola tem somente uma pequena refinaria em Luanda que não tem capacidade

para satisfazer a demanda do rápido crescimento económico nacional. Por este motivo,

Angola gasta anualmente 250 milhões de dólares em produtos derivados (MINPET, 2011).

Para cobrir esta lacuna, o Governo da República de Angola, está a construir uma nova e

moderna refinaria de alta conversão, a SONAREF, com o objectivo de fazer a integração

completa das atividades de produção e refinação de crude.

Na área de distribuição a Sonangol oferece uma vasta gama de produtos derivados

de petróleo, que servem para vários ramos da indústria e para uso domiciliar. A

distribuição e comercialização dos mesmos são feitas pela Sonangol Distribuidora,

subsidiária da Sonangol Holding. Para além de oferecer produtos como lubrificantes, óleos

e material de queima, também tem a disponibilidade uma ampla rede de estações de

serviço e de postos de abastecimento de gasolina e outros derivados.

40

Figura 15 - Toneladas Métricas de derivados de Petróleo Importados (1º Semestre

2011)

Figura 16 - Percentagem de gasolina importada e produzida pelo país (1º semestre

de 2011)

A comercialização de gasolina ao longo de todo o país é levada a cabo por vários

postes de abastecimentos. No país existem 459 postos de abastecimentos em todo o país.

Dos quais 117 encontram-se na capital Luanda. As empresas que trabalham no sector da

distribuição desses produtos petrolíferos são: a Sonangol Distribuidora, a Sonangalp, a

Pumangol e outros de bandeira branca.

41

Figura 17 - Cota de postos de abastecimento

42

CAPÍTULO 2: QUADRO PRÁTICO

43

2.1 . Materiais e Métodos

Neste capítulo, apresentam-se os materiais e procedimentos levados a cabo durante

a parte experimental do trabalho. A parte experimental foi realizada nas instalações do

laboratório P4 da Universidade Jean Piaget, campus de Viana.

2.1.1. Gasolina

A gasolina analisada foi a gasolina Super comercializada nos postos de

abastecimento da capital. Adquiriu-se a mesma a um preço de 60 AKZ/litro. Foram

tomadas várias amostras dos postos de abastecimento, somando um total de 15 amostras,

em 11 postos de abastecimentos escolhidos aleatoriamente ao longo da cidade, de forma a

que se abarcar quase toda a região de Luanda, antes da actual divisão administrativa.

2.1.2. Locais e Condições de Recolha

As tomas (amostras) de gasolina analisadas vieram de onze postos de

abastecimento: oito da Sonangol Distribuidora, dois da Pumangol e um da Sonangalp.

As amostras foram recolhidas em garrafas de 1,5 L lavadas com água, e secas

completamente e bem seladas. E uma vez enchidas com gasolinas, colocavam-se numa

caixa térmica cheia de gelo, para conservação a baixa temperatura até a chegada ao local

dos ensaios.

Foram recolhidos amostras dos seguintes postos:

Posto de Abastecimento da Sonangol do 1º de Maio, situado na rua D. João III

(ex-município da Maianga).

Posto de Abastecimento da Sonangol situada nos Congolenses, avenida

Deolinda Rodrigues (ex-município do Rangel).

Posto de Abastecimento da Sonangol Magestic situada na rua Vereador dos

Prazeres (ex-município do Sambizanga).

Posto de Abastecimento da Sonangol Miramar situada no largo do Miramar

(ex-município de Ingombota).

Posto de Abastecimento da Sonangol Sistec situado na rua da Liga Nacional

Africana (ex-município da Maianga).

Posto de Abastecimento da Sonangol Viana situado na avenida Deolinda

Rodrigues (município de Viana)

44

Posto de Abastecimento da Sonangol do Golfe II situado na avenida Pedro de

Castro Van-dunem-Loy (ex-município do Kilamba Kiaxi)

Posto de Abastecimento da Sonangol SUPREMO situado em rua de António

Enes (ex-município do Ingombota)

Posto de Abastecimento da Pumangol Viana situado em avenida Deolinda

Rodrigues (município de Viana)

Posto de Abastecimento da Pumangol situado na estrada da Camama

(município de Belas)

Posto de Abastecimento da Sonangalp situado nos Congolenses na avenida

Deolinda Rodrigues (ex-município do Rangel)

2.1.3. Inquérito aos automobilistas

Um dos objectivos deste trabalho é aferir o grau de qualidade da gasolina em

Luanda na óptica do consumidor. Elaborou-se um inquérito cuja população-alvo foram os

automobilistas, com base em uma técnica de amostragem não-aleatória (com possibilidade

de apenas os automobilistas serem selecionados). Os automobilistas foram selecionados

aleatoriamente por toda a região de Luanda, e tinham de responder à questões sobre a

qualidade da gasolina e o desempenho dos motores, depósito de resíduos, preços e

economia do combustível e outros problemas derivados do uso do combustível (gasolina)

com o fim de se efectuar uma sondagem aos mesmos.

Para a realização dos experimentos programados para esta monografia utilizaram-

se os seguintes equipamentos:

Picnómetro para Líquidos – Foi utilizado para medidas de densidade. Consiste

em um frasco de vidro com um volume bem definido de 25 mL e sua cabeça. É

amplamente usado para medidas de densidade, por seu fácil uso.

Balança Analítica – Aparelho utilizado e calibrado para pesagens. Utilizou-se uma

balança fabricada pela firma Sartorious, modelo CP 2202 S. Com uma pesagem máxima de

2200 g (2,2 kg).

Aparelho de destilação – constituído por um balão de fundo redondo, o

condensador, a cabeça de destilação e a alonga. Usou-se um sistema de destilação simples

a pressão atmosférica que permitiu a separação de misturas de fracções com pontos de

ebulição diferentes.

45

Manta de Aquecimento – Possui uma resistência elétrica que alterna com uma

frequência de 50 a 60 Hz, capaz de produzir 120 Watts de potência. O balão de fundo

redondo (balão de destilação), assenta numa manta de aquecimento côncava, a temperatura

pode ser regulada até os 300ºC. É fabricado pela firma P-SELECTRA com o nome de

FIBROMAN.

Tabela 11 – Especificações técnicas do aparelho FIBROMAN

Corrente 0,5 A

Tensão 230 V

Frequência 50-60 Hz

Potência 120 W

Aparelho de Banho-Maria – Fabricado pela P-SELECTA com o nome de

PRECISTERM. Este aparelho permite banhos de temperaturas desde os 0ºC até os 220ºC.

Com um termóstato capaz de estabilizar a temperatura.

Tabela 12 – Especificações Técnicas do PRECISTERM

Corrente 4,7 A

Tensão 230 V

Frequência 50-60 Hz

Potência 11000 W

Caixa Térmica – Foi usada para conservar as amostras de gasolina a baixas

temperaturas. Este equipamento é bastante eficaz para a conservação das amostras a

temperaturas inferior a 4ºC. Constituído por duas camadas separadas por um vácuo, ela

isola termicamente a amostra contida na câmara interior e, desta forma a temperatura

permanece estável por períodos de tempos prolongados.

46

Outros equipamentos. Foram usados equipamentos suplementares que

possibilitaram de igual modo a realização desta parte experimental: provetas, pipetas,

copos de precipitação, lâminas de cobre, termómetros.

2.1.4. Caracterização das amostras de gasolina

Para a caracterização dos amostras, foram realizados os seguintes ensaios:

Ensaio do aspecto e cor

Determinação da massa volúmica

Ensaios da destilação (Curva ASTM)

Teste da corrosão à Lâmina de Cobre

2.1.5. Procedimentos

Os procedimentos utilizados para as determinações e ensaios estão apresentados

neste epígrafe.

Ensaio do Aspecto e da Cor

Para a realização do ensaio do aspecto e da cor. transferiu-se uma quantidade

significativa para um copo de precipitação de 250 mL. Visualmente, observou-se a

coloração da gasolina, e também a existência ou não de partículas suspensas no seio da

amostra. analisou-se também o cheiro do combustível.

Teste da Corrosão à Lâmina de Cobre

O ensaio da lâmina de cobre foi efectuado pelo seguinte procedimento:

Poliu-se com uma lixa uma lâmina de cobre com as dimensões de mais ou

menos 9 cm x 2 cm;

Transfere-se para um copo de precipitação 250 mL de gasolina

(aproximadamente até a metade da capacidade do copo);

Submerge-se parcialmente a lâmina de cobre no copo de precipitação;

O conjunto (copo + gasolina + lâmina) coloca-se sobre um banho

termostatizado a 50ºC durante 3 horas;

Ao fim desse tempo, desligou-se o banho,

Retira-se a lâmina de cobre e compara-se com os padrões de cor (ver Figura 7)

Determinação da massa volúmica (densidade)

47

Para determinação da massa volúmica segue-se os seguintes passos:

Pesa-se um picnómetro vazio em uma balança analítica e regista-se o valor

da massa. A pesagem repete-se 3 vezes.

Enche-se o picnómetro com a amostra da gasolina até o limite, e introduziu-

se a cabeça do picnómetro. Perfaz-se até ao limite do volume;

Leva-se o conjunto a um banho termostatizado, no qual a temperatura fixa-

se a 15ºC durante 15 minutos;

De seguida pesa-se o conjunto numa balança analítica repetindo-se o

procedimento por três vezes;

Anotam-se as respectivas massas dos ensaios;

Procede-se ao cálculo da densidade (massa volúmica).

Para o cálculo da densidade (massa volúmica) utilizou-se a seguinte relação:

Em que m representa a massa da gasolina, V é o volume da gasolina no

picnómetro.

mgasolina = mpic+gasolina –mpicn.vazio

Esta densidade (ou massa volúmica) é dada em Kg/L conforme a norma angolana.

Tanto a massa dada na balança analítica (g) como o volume do picnómetro (V) são

convertidos nas respectivas unidades: Kg e L. Efectuam-se três medidas de massa com o

fim de se achar um valor médio e aproximado ao valor real do conjunto.

Elaboração da curva de destilação

A curva de destilação ASTM é uma curva que expressa a relação entre a

percentagem evaporada ou recuperada e a temperatura de ebulição. Este ensaio foi

executado obedecendo aos critérios estabelecidos na norma ASTM D86:

Monta-se o aparelho de destilação e abre-se a torneira para que a água passe

pelo condensador e se arrefeçam os vapores quentes provenientes do balão de

destilação:

Com um proveta, medem-se 100 mL de gasolina previamente acondicionada

numa caixa térmica com gelo e transfere-se essa quantidade para o balão de

destilação.

48

Procede-se com a destilação, ligando a placa de aquecimento à máxima

temperatura;

Anota-se a temperatura em que cai a primeira gota na proveta, e depois, a cada

cinco mL. A partir dos 80 mL a temperatura anota-se a cada mililitro;

Prossegue-se com a destilação até que a temperatura comece a baixar (como

resultado do craqueamento térmico das fracções pesadas). Há o aparecimento

de vapores embranquecimento. Anota-se essa temperatura como a temperatura

final;

Anota-se o volume recolhido na proveta;

Após o arrefecimento, procede-se à medição do volume (usar uma pipeta)

contido no balão de destilação.

Para a elaboração da curva de destilação ASTM, tomam-se em consideração os

valores de temperatura anotados da destilação, todas as temperaturas desde a queda da

primeira gota até a temperatura final.

Para a determinação das percentagens, calcula-se as:

Percentagem recuperada (PR) é o volume em mililitros de condensado observado

na proveta que corresponde simultaneamente a leitura do termómetro.

Exemplo: 10% recuperado, 15% recuperado, etc.

Percentagem Total Recuperável (PT) é a soma da percentagem recuperada na

proveta (ao fim do ensaio) e o resíduo do balão.

Percentagem de Perdas (PP) é a diferença entre 100 e a percentagem total

recuperável (PT). Assim a percentagem de perdas é dada por:

PP = 100 – (recuperado + resíduo)

Percentagem evaporada (PE) é a soma da percentagem recuperada (PR) e a

percentagem de perdas (PP). Representa todas as fracções que abandonaram a fase líquida

quer tenham sido recuperadas na proveta (recuperado) quer tenham sido perdidas (perdas).

PE = PR + PP

Por exemplo: Se em 100 mL, o recuperado na proveta for de 96 mL, e no balão

restar um resíduo de 2 mL, então a diferença entre os 100 – (96 ml+2ml) será a perda do

sistema, ou seja haverá 2 mL de perdas. Se durante esta destilação, à temperatura de 64ºC,

o volume for 10 mL (lidos na proveta), a este valor soma-se os 2 mL de perdas, dando

assim 12% de evaporado.

49

A curva ASTM é traçada com os valores de temperaturas e o correspondente

evaporado ou recuperado conforme as especificações do MINPET (no caso de Angola).

50

2.2 . Resultados e Discussões

Neste capítulo apresentam-se os resultados dos ensaios de laboratórios efectuados

para este trabalho.

Tabela 13 – Detalhes das amostras (data, local e empresa distribuidora)

Amostra Data de Recolha Local de Recolha Empresa

Amostra A 25/06/2011 1º De Maio Sonangol

Amostra B 06/07/2011 Congolenses Sonangol

Amostra C 06/07/2011 Congolenses Sonangalp

Amostra D 08/07/2011 Grafinil-Bar Pumangol

Amostra E 08/07/2011 Vila Da Viana Sonangol

Amostra F 12/07/2011 Golfe II Sonangol

Amostra G 12/07/2011 Camama Pumangol

Amostra H 08/03/2012 São Paulo Sonangol

Amostra I 08/03/2012 Miramar Sonangol

Amostra J 08/03/2012 Miramar Sonangol

Amostra K 08/03/2012 Chamavo Sonangol

Os resultados serão apresentados e discutidos de acordo com a seguinte ordem:

Aspecto:

o Cor

o Cheiro

o Partículas

Densidade;

Corrosão à Lâmina de cobre;

Destilação:

o Ponto 10% evaporado;

o ponto 50% evaporado;

o Ponto 90% evaporado;

51

o Resíduo da destilação

Inquérito aos automobilistas.

2.2.1. Ensaios de aspecto

Figura 18 - Aspecto das Amostras (à esquerda, recipiente contendo o destilado, amostra A,

B, C ... K)

Cheiro

As amostras recolhidas nos 11 postos de abastecimento durante o período de Julho

de 2011 a Janeiro de 2012, apresentam todas o cheiro característico de gasolina conforme a

especificação nacional. Todas amostras tinham odor característico de gasolina para

comercialização, facilmente identificável.

Partículas em suspensão

Em todas as amostras analisadas, constatou-se a inexistência de partículas em

suspensão. Este facto é indicativo do bom estado de conservação da gasolina nos

reservatórios nos postos de abastecimento. Tão pouco foram observados visualmente

depósitos de detritos como areias, gomas ou ainda traços de água (gotículas) nas amostras.

52

Cor

A coloração das amostras da gasolina comercializada em Luanda varia (tal como

aparece na fotografia da Figura 18). A coloração não é uniforme, algumas amostras

apresentam uma tonalidade amarelo-claro, acastanhada e outras esverdeada.

Na Tabela a seguir se apresenta o ensaio do aspecto da gasolina.

Tabela 14 - Analise visual da cor, cheiro e partículas

Amostra Coloração Cheiro Partículas

Amostra A Amarela Acastanhada Comercia

l

Isento

Amostra B Amarela Esverdeada Comercia

l

Isento

Amostra C Amarela Acastanhada Comercia

l

Isento

Amostra D Amarela Esverdeada Comercia

l

Isento

Amostra E Amarela Acastanhada Comercia

l

Isento

Amostra F Verde Clara Comercia

l

Isento

Amostra G Amarela Clara Comercia

l

Isento

Amostra H Amarela Acastanhada Comercia

l

Isento

Amostra I Amarelo Claro Comercia

l

Isento

Amostra J Amarelo Claro Comercia

l

Isento

Amostra K Amarelo Claro Comercia

l

Isento

53

A coloração da gasolina comercializada em Luanda não condiz com os parâmetros

de cor estabelecidos pelo Ministério dos Petróleos (vide Tabela 10). A coloração varia

bastante (amarelo a acastanhada). A razão dessa variedade de corantes deve-se ao fato da

não injecção com regularidade de corantes por parte da Refinaria de Luanda. Portanto, a

gasolina comercializada em Luanda é expedida muitas vezes para consumo com a cor

original após o blending (mistura dos diversos componentes).

A cor da gasolina após o blending é um dado importante, visto que dá uma idéia

acerca do teor em fracções pesadas presentes . As fracções pesadas na gasolina apresentam

uma coloração mais escura e amarelada, tendendo para o castanho. Em termos de produtos

derivados do petróleo, quanto menor for ponto de ebulição, mais claro é o derivado. Os

gases obtidos no topo da coluna atmosférica, quando liquefeitos são incolores e de aspecto

límpido. Produtos relativamente mais pesados que a gasolina, apresentam uma coloração

mais amarelada (tendendo para o castanho) quando extraídos da coluna de destilação. As

fracções do fundo da coluna são mais pesadas e de coloração escura como (Fuel Oil e

asfaltos). A cor é, portanto, um indicador da qualidade do fraccionamento, e a sua

intensidade, é função do grau de refinação (WUITHIER, 1972).

Este facto foi comprovado no ensaio de destilação. Observou-se que à medida que

aumentava o volume de destilado (recuperado) na proveta, a coloração variava da seguinte

forma (em função da temperatura de recuperação): incolor (primeiras gotas), esverdeado

(após 50 mL) e tons amarelados (após 83 mL), e no fim do ensaio, o resíduo, com uma

coloração acastanhada (ver Figura 22).

54

Figura 19 - Destilado e o Resíduo Figura 20 – Amostra e seu destilado

Expressa-se no gráfico a seguir esta variação:

Figura 21 - Variação da Coloração em função o volume de destilação

55

Igualmente, verificou-se que quanto maior for a diferença de coloração entre a

amostra e o seu destilado (ver Figura 20) maior é o resíduo da destilação e mais pesada, a

gasolina.

Figura 22 – Amostra, destilado e seu consequente resíduo

Tempo de armazenagem após colheita das Amostras

A coloração não é somente indicador da composição fraccionária da gasolina, como

também é indicador do nível de oxidação das cadeias olefínicas presentes na gasolina.

Após as análises, as amostras (A, B, C, D e E, Vide Figura 23) convenientemente fechadas

foram conservadas à temperatura ambiente, no laboratório em local seco e limpo durante

19 dias. No final deste período de armazenagem a coloração destas amostras de gasolina

alterou-se e passou a ser mais intensa, indicativo da ocorrência de reações de

polimerização e oxidação já anteriormente referidas.

56

Figura 23 - Mudança de cor das amostras após 19 dias de armazenamento

Isto sucede, porque o ar e o calor presentes no local de armazenamento, promovem

reações de oxidações nas olefinas e em compostos nitrogenados presentes na gasolina,

criando assim novos compostos e polímeros que deixam a tonalidade da gasolina mais

intensa. Olefinas e diolefinas em concentrações de apenas 20% expostas ao ar e calor

produzem largas quantidades de gomas (ciclohexenos, estirenos, 2-pentenos,

trimetiletileno, etc.) em apenas 24 horas (CASSAR, 1931).

O armazenamento da gasolina durante longos períodos é prejudicial visto que

propicia o processo de formação de gomas, que podem provocar o entupimento dos filtros,

e, o aparecimento de borras no motor e nos cilindros. Portanto, quanto menor for o tempo

de armazenamento do combustível nos postos de abastecimentos, melhor será o

desempenho do motor e do sistema de alimentação.

2.2.2. Ensaios de densidade

Os valores para densidade de acordo com as especificações do Ministério dos

Petróleos devem situar-se entre 0,710 e 0,780 Kg/L. A princípio, esta margem abre uma

folga para aquilo que é a densidade suportada pelos flutuadores. Geralmente os flutuadores

dos automóveis são construídos para densidades de 0,73 a 0,77 Kg/L (NSIALA, 2009).

Na Tabela a seguir, são apresentados os resultados das pesagens efectuadas para a

determinação da densidade das amostras.

Tabela 15 - Resultados das pesagens das amostras

57

Massa do Picnómetro Massa do Picnómetro + Gasolina

AMOSTRA A

Ensaio nº 01 25,90 g 44,96 g

Ensaio nº 02 25,90 g 44,96 g

Ensaio nº 03 25,90g 44,96 g

25,90 g 44,96 g

AMOSTRA B

Ensaio nº 01 25,90 g 44,31 g

Ensaio nº 02 25,90 g 44,31 g

Ensaio nº 03 25,90g 44,31 g

25,90 g 44,31 g

AMOSTRA C

Ensaio nº 01 25,90 g 44,54 g

Ensaio nº 02 25,90 g 44,54 g

Ensaio nº 03 25,90g 44,54 g

25,90g 44,54 g

AMOSTRA D

Ensaio nº 01 25,90 g 44,42 g

Ensaio nº 02 25,90 g 44,42 g

Ensaio nº 03 25,90g 44,42 g

25,90g 44,42 g

AMOSTRA E

Ensaio nº 01 25,90 g 44,54 g

Ensaio nº 02 25,90 g 44,54 g

Ensaio nº 03 25,90 g 44,54 g

25,90 g 44,54 g

AMOSTRA F

Ensaio nº 01 22,28 g 41,01 g

Ensaio nº 02 22,28 g 40,97 g

Ensaio nº 03 22,28 g 40,97 g

22,28 g 40,98 g

AMOSTRA G

58

Ensaio nº 01 22,90 g 41,42 g

Ensaio nº 02 22,90 g 41,42 g

Ensaio nº 03 22,90g 41,42 g

22,90 g 41,42 g

AMOSTRA H

Ensaio nº 01 22,15 g 41,23 g

Ensaio nº 02 22,15 g 41,22 g

Ensaio nº 03 22,15 g 41,22 g

22,15 g 41,22 g

AMOSTRA I

Ensaio nº 01 22,28 g 40,90 g

Ensaio nº 02 22,28 g 40,84 g

Ensaio nº 03 22,28 g 40,87 g

22,28 g 40,88 g

AMOSTRA J

Ensaio nº 01 21,77 g 40,51 g

Ensaio nº 02 21,78 g 40,49 g

Ensaio nº 03 21,78 g 40,49 g

21,78 g 40,49 g

AMOSTRA K

Ensaio nº 01 22,29 g 40,32 g

Ensaio nº 02 22,27 g 40,36 g

Ensaio nº 03 22,28 g 40,33 g

22,28 g 40,33 g

Os cálculos para as determinações das massas das amostras são apresentados a

seguir:

Amostra A

59

Amostra B

Amostra C

Amostra D

Amostra E

60

Amostra F

Amostra G

Amostra H

Amostra I

Amostra J

61

Amostra K

Os valores da densidade variam fortemente de amostra para amostra, de modo

que a diferença entre a amostra mais densa (amostra H) e a menos densa (amostra K)

é de 0,0408 kg/L. Verifica-se igualmente que algumas amostras têm valores de

densidades idênticos (amostras C e E). As densidades das amostras C, D, E, F, I, J

possuem valores muito próximos.

Tabela 16 – Valores da densidade das amostras

Amostra Densidade a 15ºC (Kg/L)

Amostra A 0,7624

Amostra B 0,7364

Amostra C 0,7456

Amostra D 0,7408

Amostra E 0,7456

Amostra F 0,7480

Amostra G 0,7408

Amostra H 0,7628

Amostra I 0,7440

Amostra J 0,7484

Amostra K 0,7220

62

As densidades de todas as amostras estão dentro do limite especificado pelo

Ministério dos Petróleos, não obstante a variabilidade entre as mesmas. No gráfico da

Figura 25, ilustra-se o que acima referimos.

Figura 24 - Densidades das Amostra

Da análise da incidência da densidade no consumo do motor durante a viagem

se pode referir que as amostras com maiores valores de densidade (amostras A, H, J e

F) terão maior economia na estrada, visto que a quantidade específica de combustível

servida na mistura carburante, será relativamente inferior. As amostras com

densidades baixas (amostra K), terão um consumo elevado, dado que aumentará o

consumo específico devido a riqueza da mistura servida no carburador.

As amostras A e H tendem a propiciar perdas de potência, já que o nível do

pulverizador será elevado ao nível da gasolina, com o qual, a gasolina será servida em

menores proporções produzindo uma mistura desequilibrada de ar-gasolina, o que

provocaria a paragem do motor. (ver Figura 3).

As constatações acima referidas levam-nos a questionar o modo como a

gasolina é vendida ao consumidor nos postos de abastecimento. A propriedade

calorias/quilogramas (Cal/kg) geralmente é constante, logo a venda de combustível

por unidades volumétricas, influência a economia dessas amostras durante a viagem.

Uma diferença em termos de 0,040 kg/L em densidade traduz-se num consumo

especifico de 5% de combustível. Portanto, 25 L de um combustível com 0,750Kg/L e

25 L de outro com 0,710 Kg/L serão diferenciados por 5% de economia em estrada

(WUITHIER, 1972).

63

O princípio da venda mássica da gasolina ao consumidor, contribuiria para a

poupança em termos monetários, e desta forma o consumidor pagaria o preço justo

pelo combustível que adquire. Se dois consumidores, ambos com depósitos vazios, e

motores idênticos comprarem 25 litros (1500 Akz) de gasolina referentes à amostra H

(um deles) e K (outro consumidor), o consumidor da amostra K perderá 5% em

cal/kg, o que se traduzirá numa perda de 75Akz (1,25 litros de gasolina).

As condições económicas da maioria dos consumidores em Luanda, a

problemática dos engarrafamentos nas estradas da capital, as condições das próprias

estradas que constantemente exigem esforços do motor (buracos, lombas, e

degradações), bem como a temperatura média anual do país (até 30ºC) deveriam levar

a Refinaria de Luanda a formular um combustível com a maior densidade possível

dentro dos parâmetros estabelecidos (sem prejudicar propriedades, como quantidade

de fracções pesadas, olefinas e outros).

Portugal e França, países com limites de temperatura inferiores aos de Luanda,

estabelecem como limite mínimo de densidade para a gasolina 0,720 kg/L. Sem

desconsiderar que a maior parte dos flutuadores são ajustados para densidades de

0,730 mínimo (WUITHIER, 1972). O Ministério dos Petróleos estabelece como

densidade mínima, o valor de 0,710 Kg/L. Angola é um país quente e Luanda uma

cidade com uma temperatura média anual de 27ºC, logo, o incremento no valor da

densidade da gasolina para valores acima do atual é uma questão a ser repensada.

2.2.3. Corrosão à lâmina de cobre

A corrosividade da gasolina comercializada em Luanda condiz com os limites

das especificações impostas pelo Ministério dos Petróleos. Na tabela 17 aparecem

descritos os resultados dos experimentos de corrosão à lâmina de cobre.

Esta análise não obstante ser qualitativa, é indicativa da presença de

compostos de enxofre e outros elementos corrosivos presentes na gasolina. Pelo que

se observa da fotografia da Figura 25 e também do padrão de corrosão à lâmina de

cobre, a gasolina comercializada nos postos de abastecimento referidos nesta

monografia, apresenta um nível de corrosão 1A, podendo-se então afirmar que as

partes metálicas do motor conservam-se adequadamente com o uso da mesma.

64

Figura 25 – Ligeira descoloração da lâmina de cobre

Amostra Nível de Corrosão

Amostra A 1 A

Amostra B 1 A

Amostra C 1 A

Amostra D 1 A

Amostra E 1 A

Amostra F 1 A

Amostra G 1 A

Amostra H 1 A

Amostra I 1 A

Amostra J 1 A

Amostra K 1 A

Tabela 17 – Resultados dos testes de corrosão à lâmina de cobre

65

2.2.4. Ensaios de destilação

Os ensaios de destilação foram realizados obedecendo os limites de

temperatura impostos pelo Ministério dos Petróleos. Essas temperaturas podem ser

consultadas na tabela 9). A seguir apresentam-se as temperaturas máximas para os

vários pontos que permitem estruturar a curva de destilação da gasolina:

10% recuperado, máximo 70ºC



Ponto Final, máximo 215ºC

E para o resíduo da destilação, um máximo de 2% em volume.

Figura 26 - Curva dos limites máximos para os volumes recuperados a cada

temperatura, estabelecida pelo Ministério dos Petróleos.

As análises efectuadas às 11 amostras recolhidas em vários postos de

abastecimento revelaram que existe falta de rigor no controlo das percentagens das

fracções durante a formulação da gasolina. Na tabela 18 observa-se que há amostras

em que o ponto inicial de destilação conforma-se com o estabelecido nas normas,

outras revelam défices nas fracções pesadas.

Experimentalmente foi possível constatar que, a gasolina comercializada não

têm as fracções pesadas e o teor em resíduo totalmente em concordância com o

estabelecido. Esta não concordância com as especificações, tem incidência sobre a

66

limpeza do combustível após queima, e induz a formação constante de gomas no

motor.

Tabela 18 – Valores referentes à temperatura média obtida para cada amostra

RECUPERADO

(ML)

TEMPERATURA (ºC)

A B C D E F G H I J K

Inicio 45 40 45 39 39 46 41 54 44 46 47

10 68 58 60 58 54 72 59 77 60 62 64

20 83 71 70 71 64 86 72 90 70 75 78

30 101 86 81 84 73 96 86 10

0

82 87 88

40 120 102 94 10

0

82 106 102 11

3

99 100 100

50 138 115 107 11

4

100 116 114 11

9

111 111 111

60 157 126 120 12

6

116 124 126 13

4

120 120 126

70 171 137 134 13

7

126 133 136 14

5

130 130 133

80 189 150 147 14

7

141 141 147 15

6

142 141 145

88 204 162 160 16

0

159 151 158 17

0

159 154 160

89 206 163 164 16

1

161 152 161 17

5

161 156 164

90 209 164 166 16

2

163 154 164 161 158 166

91 211 165 169 16

3

164 157 165 162 160 166

92 213 166 173 16

4

165 160 166 163 162 166

93 214 - 175 16

5

167 162 167 164 163 167

94 215 - 178 16

7

- 164 167 164 163 168

95 - - 179 - - 166 168 164

67

Tabela 19 – Valores do volume recuperado das amostras, seu resíduo e perdas

A B C D E F G H I J K

P.I., ºC 45 40 45 39 39 46 41 54 44 46 47

P.F., ºC 215 166 179 167 167 166 168 175 164 163 168

Recup., mL 94 92 95 94 93 95 95 89 95 94 94

Resíduo, mL 5 5 3 1,3 2,16 1,9 2,1 7,8 3,12 1,8 1,95

Perdas, mL 1 3 2 4,7 4,84 3,1 2,9 3,2 1,88 4,2 4,05

Os dados obtidos durante a destilação podem ser apresentados em gráficos de

volume versus temperatura (exemplo, gráfico da Figura 27). Gráficos representativos

da relação volume-temperatura ajudam do comportamento do volume e temperatura

durante o processo de destilação. No apêndice desta monografia podem consultar-se

estes gráficos.

Ponto inicial. É a temperatura lida no termómetro no momento em que cai a

primeira gota na proveta. Na prática, este ponto condiciona o ponto 10% em que

deve-se ter evaporado a quantidade suficiente para o arranque do motor. Assim,

quanto mais elevado for o ponto inicial maior será a temperatura para os 10% de

recuperado.

O ponto inicial traduz o inicio da destilação, isto é, a temperatura mínima das

fracções ligeiras recuperáveis na gasolina.

Figura 27 - Ponto Inicial de Destilação das amostras

68

O Ministério dos Petróleos não estipula nenhum limite para o ponto inicial,

porém, como dito acima, o ponto inicial é uma propriedade de grande importância

porque condiciona o ponto 10% recuperado que vem estipulado pelo Ministério e

sua temperatura não deve ultrapassar os 70ºC (vide gráfico da Figura 28):

Figura 28 - Relação entre o Ponto Inicial e o Ponto 10% recuperado de Destilação das

amostras

As amostras H, F, A são as que apresentam maior temperatura no inicio da

destilação, e observa-se que os pontos a 10% recuperado para estas amostras são os

que apresentam temperaturas mais elevadas, respectivamente 77ºC, 72ºC e 68ºC, e o

mesmo ocorre no resto das amostras.

Assim a diferença entre o ponto inicial e o ponto 10% recuperado mostra a

quantidade de fracções ligeiras presentes na gasolina. Em termos de volume, são 10

mL de recuperado, porém, o que interessa, do ponto de vista de arranque do motor, é

o calor especifico desses 10 mL e a sua consequente facilidade de evaporação (que

varia conforme as amostras, de 26ºC a 15ºC). No momento do primeiro arranque do

dia, o motor do carro está frio, bem como o todo sistema de alimentação e a

69

temperatura do ar (principalmente no tempo de Cacimbo) logo, a primeira mistura

servida na câmara de combustão deve exigir pouca quantidade de energia para entrar

em combustão. A mistura deve ser rica o suficiente para entrar em combustão e com

boa taxa de vaporização para que a combustão se dê rapidamente no accionar das

velas.

O ponto 10% não deve ser recuperado abaixo de 50ºC (NSIALA, 2009) bem

como não deverá exceder os 70ºC (MINPET, 2008); pode-se então estabelecer, desta

forma para as amostras analisadas, os limites máximos e mínimos do ponto 10%

recuperado tal como especificado no gráfico da Figura 29:

Figura 29 - Limites de temperatura para o ponto 10% recuperado das amostras na

Destilação

De acordo com o gráfico da figura 29, as amostras F e H apresentam para o

ponto 10% de recuperado, temperaturas acima da fixada pelo Ministério dos

Petróleos. Não obstante as temperaturas das demais amostras considerarem-se

aceitáveis (abaixo de 70°C), é observável que há duas amostras que não obedecem as

especificações. A não conformação destas amostras ao valor estipulado (70°C) é

danosa para o motor sobretudo no que toca ao arranque a frio visto que, um ponto

10% recuperado acima dos 70ºC embora previna ocorrências de tampões de vapor,

todavia, devido a sua baixa volatilidade, dificulta o arranque a frio do motor,

principalmente em épocas frias do ano.

Fracções com ponto de ebulição muito próximo do limite mínimo (amostra E)

poderão criar tampões de vapor ao longo do circuito de alimentação em épocas

70

quentes, o que impediria a injecção de gasolina no carburador, o que provocaria a

paragem do motor (Figura 2).

As amostras B, C, D, G, I, J e K são aquelas cujo ponto 10% recuperado

permite um bom arranque ao motor, sem tampões de vapor (vapor-lock) em épocas

quentes e congelamentos em épocas de clima frio.

O ponto 10% de recuperado é importante do ponto de vista das condições

climáticas do país onde a gasolina é utilizada. Países quentes, como Angola, devem

regular o ponto 10% moderadamente elevado, e países frios, devem-no estabelecer o

mais baixo possível.

Ponto 50%. É a fracção “coração da gasolina” que condiciona a economia em

longas viagens, a prevenção de paragem a quente, o aquecimento do motor, a

aceleração e a potência do motor, a suavidade do motor, e até a economia em viagens

curtas. O ponto 50% das amostras é apresentado no gráfico da Figura 30:

Figura 30 - Ponto 50% evaporado das amostras

A volatilidade da fracção recuperada a 50% é o fator que determina o bom ou

mau funcionamento do motor após o arranque e ao longo da viagem.

O Ministério dos Petróleos não estipulou valores mínimos para o ponto 50%,

apenas o valor máximo de 125ºC. De modo geral, a temperatura mínima ideal para o

ponto 50% é de 100ºC (NSIALA, 2009).

71

Assim, no gráfico a seguir, verificamos a relação dos valores obtidos nos

ensaios e a sua conformidade com as normas e as especificações emanadas pelo

Ministério dos Petróleos. Nota-se que a amostra A, excede em 13ºC o valor máximo

admissível para o ponto 50ºC, bem como percebe-se que a amostra E possui no valor

mínimo ideal de volatilidade.

Figura 31 - Limites para o Ponto 50% recuperado

Logo, a amostra A e a amostra E são dois extremos nesta análise; a amostra A

possui baixa volatilidade com ponto 50% recuperado obtido a 138ºC, já a amostra E é

obtida a 100ºC (no limite da temperatura mínima). Em termos comparativos, a

amostra E, tendo alta volatilidade, garantirá uma fácil e rápida vaporização e por sua

vez, uma boa aceleração e potência, um aquecimento razoável, e certa suavidade do

motor. Não obstante essas qualidades, esta amostra tende maioritariamente a

apresentar fenómenos de congelamento no motor no auge da viagem, devido a baixas

temperaturas (no motor), aumentando desta forma as possibilidades de paragem ao

meio da viagem. Igualmente será reduzida economia em viagens longas devido a

elevada volatilidade.

A amostra A terá comportamento inverso ao da amostra E, por possuir baixa

volatilidade. Terá melhor economia em viagens longas, porém, devido a uma

72

deficiente vaporização (no auge da viagem) exigirá mais do motor, principalmente

nos momentos em que é necessária maior aceleração. Um combustível com essas

características, reduz a suavidade do motor durante a viagem e induz a falhas nas

velas.

O ponto 50% carece de maior atenção da parte do produtor. Suavidade,

aceleração e potencia e estabilidade quanto a paragem a meio da viagem devem estar

sempre presentes no momento da formulação do combustível. Para tal, a temperatura

da fracção do ponto 50% recuperado deve ser regulada entre os 100ºC e 125ºC.

As amostras B, D, G, I, J conformam-se com as especificações estabelecidas

pelo Ministério dos Petróleos.

O ponto 90% considerado também como a “cauda da gasolina”, é de grande

importância principalmente por razões de consumo, por ser a fracção que mais

influencia a economia dos combustíveis.

O Ministério dos Petróleos estabelece como limite máximo para o ponto 90%,

a temperatura de 180ºC.

No gráfico da Figura 32, é possível observar que as amostras A e H não se

conformam com as especificações do Ministério dos Petróleos.

A amostra A apresenta um ponto 90% recuperado acima dos 180ºC,

temperatura de 209ºC. Esta amostra terá uma muito boa economia em viagens longas,

porém, em função do teor em resíduo, apresentará grandes probabilidades de formar

depósitos carbunculosos, sujamento da câmara de combustão, e aumento da exigência

de índice de octano (WAQUIER, 2004), diluição do óleo lubrificante do cárter e

desgaste prematuro do motor. Tudo isto deve-se à sua baixa volatilidade, o que

provocará uma má vaporização. A temperatura do ponto 90% não deve ser muito

elevada e sim moderadamente baixa (menor que 180ºC).

Figura 32 - Limites para o Ponto 90% recuperado das amostras

73

Na amostra H, apresenta um valor anómalo no que se refere à sua

conformidade com as especificações, o ponto final foi obtido antes mesmo dos 90%

de recuperado. O volume final foi de 89 mL, com uma quantidade de resíduos 4 vezes

superior ao limite máximo estabelecido. Esta amostra será discutida com mais

detalhes na parte do resíduo.

As amostras B, C, D, E, F, G, I, J e K apresentam um valor do ponto 90%

abaixo do limite máximo.

Estas amostras apresentarão uma economia relativamente baixa, visto que

quanto menor for o ponto 90%, menos económica será a fracção (ver Figura 1),

principalmente a amostra F (com o menor ponto 90% recuperado). Esta propriedade

está fortemente relacionada com o Ponto Final.

O Ponto Final expressa a quantidade de fracções recuperáveis, em valores de

temperatura, presentes na gasolina.

O Ministério dos Petróleos fixa como temperatura máxima para o ponto final

215ºC. Em termos de fraccionamento do crude, é na faixa dos 205-220ºC que termina

o corte da gasolina e começa o corte do querosene. Portanto, a temperatura deste

ponto não deve exceder os 215ºC, visto que acima desta temperatura estar-se-á em

presença de um outro corte petrolífero (corte do querosene). Entretanto, alguns

afirmam que a temperatura ideal para o ponto final deve-se situar-se abaixo dos

205ºC6 por ser este o ponto final real da fracção da gasolina.

Embora todas apresentem temperaturas do Ponto Final abaixo do limite

máximo oficial, na prática se constatará alguma variabilidade em termos de economia

6 Pierre Wuithier (1972), Eng.º Ndongala Nsiala (2009)

74

de combustível. Já que, quanto maior o Ponto Final, maior é quantidade de fracções

destiláveis (capazes de formar uma mistura inflamável com o ar) da gasolina.

Figura 33 - Valores para o ponto 90% recuperado nas amostras

A amostra A com um Ponto Final de 215ºC, terá boa economia em viagens

longas, e as outras, terão uma economia de combustível relativamente inferior,

sobretudo, as amostras I e J.

Figura 34 - Relação do ponto 90% e o ponto Final

75

No gráfico da Figura 34 podemos notar a proximidade entre o Ponto 90% e o

Ponto Final das amostras. Esta proximidade é prejudicial à economia do combustível.

A Refinaria de Luanda deve produzir gasolinas com um ponto 90% abaixo dos 180ºC

e um Ponto Final próximo ao intervalo de temperatura entre 205 e 215ºC, desta forma

teríamos uma boa quantidade de fracções pesadas capazes de assegurar, através do

seu alto poder calorífico e baixa volatilidade, uma longa viagem.

Resíduo de destilação. Após o ponto final, o liquido restante é considerado

“resíduo de destilação”. O resíduo da destilação é igualmente importante, porque

determina as condições em que ficará o motor após a combustão, principalmente, o

estado de limpeza do motor. Uma quantidade excessiva de resíduo, traz consigo danos

ao veículo, induz a depósitos carbunculosos, sujamento da câmara de combustão e das

velas, aumento da exigência de índice de octano, diluição do óleo lubrificante do

cárter e desgaste prematuro do motor. O Ministério dos Petróleos estabeleceu um

limite máximo de 2% em volume para o resíduo da destilação. A presença de resíduo

na gasolina, além de prejudicial para estado do motor e das velas, pode-se tornar

desperdício em termos monetários, visto que em 25 litros de gasolina comprados, o

teor máximo admissível para o resíduo (parte não recuperável) é de 0,5 litros de

gasolina (30 Akz).

A sua presença na gasolina é inevitável, pois resulta da presença das fracções

pesadas, que são responsável pela economia, algumas vezes contaminações por

gasóleo.

76

Figura 35 - Valores do teor em resíduo das amostras e o valor limite máximo

Na Figura 35, observa-se que as amostras H, A, B, C, I estão fora da

especificação regulamentada pelo Ministério dos Petróleos. A amostra H apresentou o

maior valor em termos de teor em resíduo, 4 vezes superior ao valor máximo

admissível. Esta amostra após a evaporação das fracções destiláveis, além de revelar

pouca economia, provocará graves problemas nos filtros, formação de gomas dentro

da câmara de combustão e demais problemas referidos ao longo deste trabalho. As

amostras A e B valores em teor de resíduos duas vezes e meia superiores ao máximo

estabelecido. Nas amostras C e I, o teor em resíduo é 1,5 vezes superior.

No entanto, 60% das amostras analisadas apresentam teor em resíduo abaixo

ou praticamente no limite máximo estabelecido (amostras D, E, F, G, J e K). A

amostra com melhor teor em resíduo é amostra D, cujo valor mostra que no final da

combustão completa das fracções recuperáveis, restará apenas 1,3% de resíduo nas

câmaras de combustão.

2.2.5. Síntese dos Resultados

Tabela 20 - Síntese dos resultados das análises das amostras e sua conformidade

AMOSTRA A NORMA RESULTADO CONFORMIDADE

Cor Verde Amarelo-castanho Densidade 0,71-0,78 0,764

10% Máx. 70ºC 68ºC 50% Máx.125ºC 138ºC 90% Máx. 180 209ºC P.F. Máx.215ºC 215ºC

77

Resíduo 2% 5% Corrosão à lâmina

de Cobre1 A – 1 B 1A

50%

AMOSTRA B NORMA RESULTADO CONFORMIDADECor Verde Amarelo-verde

Densidade 0,71-0,78 Kg/L 0,736 10% Máx. 70ºC 58ºC 50% Máx.125ºC 115ºC 90% Máx. 180ºC 164ºC P.F. Máx.215ºC 166ºC



75%

AMOSTRA C NORMA RESULTADO CONFORMIDADE

Cor Verde Amarelo-castanho Densidade 0,71-0,78 Kg/L 0,746

10% Máx. 70ºC 60ºC 50% Máx.125ºC 107ºC 90% Máx. 180ºC 166ºC P.F. Máx.215ºC 179ºC



75%

AMOSTRA D NORMA RESULTADO CONFORMIDADECor Verde Amarelo-verde


Resíduo 2% 1,3% Corrosão à lâmina


90%

AMOSTRA E NORMA RESULTADO CONFORMIDADE

78

Cor Verde Amarelo-castanho Densidade 0,71-0,78 Kg/L 0,746




75%

AMOSTRA F NORMA RESULTADO CONFORMIDADECor Verde Verde




90%

AMOSTRA G NORMA RESULTADO CONFORMIDADE

Cor Verde Amarelo-Claro Densidade 0,71-0,78 Kg/L 0,741




75%

AMOSTRA H NORMA RESULTADO CONFORMIDADECor Verde Amarelo-castanho

Densidade 0,71-0,78 Kg/L 0,763 79

10% Máx. 70ºC 77ºC 50% Máx.125ºC 119ºC 90% Máx. 180ºC - P.F. Máx.215ºC 175ºC



40%

AMOSTRA INORMA RESULTADO CONFORMIDADE

Cor Verde Amarelo-verde Densidade 0,71-0,78 Kg/L 0,744




90%

AMOSTRA J NORMA RESULTADO CONFORMIDADECor Verde Amarelo-Claro




90%

AMOSTRA K NORMA RESULTADO CONFORMIDADE

Cor Verde Amarelo-Claro Densidade 0,71-0,78 Kg/L 0,722

10% Máx. 70ºC 64ºC 80

50% Máx.125ºC 111ºC 90% Máx. 180ºC 166ºC P.F. Máx.215ºC 168ºC



90%

Conforme as tabelas acima, pode-se referenciar que:

45% (5 de 11) apresentam muito boa qualidade, com 90% de

conformidade,

36% (4 de 11) apresentam boa qualidade, com 75% de conformidade

9% (1 de 11) apresentam qualidade regular, com 50% de conformidade

9% (1 de 11) apresentam má qualidade 40% de conformidade.

Figura 36 - Gráfico do nível de qualidade das amostras

81

2.2.6. Inquérito

A partir do inquérito (ver gráfico a seguir), constatou-se que a maior parte dos

automobilistas em Luanda estão satisfeitos com a economia de consumo de seu

automóvel

Uma fatia de 11% dos automobilistas encontra-se muito satisfeito com a forma

de economia do seu automóvel, 47% encontram-se apenas satisfeitos. Porém, outros

42% dos automobilistas encontram-se insatisfeitos com a atual economia em termos

de consumo de seus automóveis.

Figura 37 - Nível de Satisfação sobre a economia da gasolina

Outra constatação feita revelou que 58% dos automobilistas (com os mais

variados anos de condução) já tiveram problemas relacionados com velas (sujamento

das velas, constante substituição das velas), filtro da gasolina (e perda constante de

potência) e problemas no depósito (acúmulo de camadas vernizadas no depósito).

82

Figura 38 – Índice de consumidores com problemas na viatura relacionadas ao

Combustível

CONCLUSÕES

Este trabalho de monografia visou analisar o nível de qualidade da gasolina

comercializada em Luanda. Durante a pesquisa, discutiu-se o nível de satisfação dos

consumidores e a conformidade da gasolina frente às especificações do Ministério dos

Petróleos. Realizou-se inquéritos e análises laboratoriais que permitiram aferir a

qualidade da gasolina.

A maior parte dos consumidores da gasolina na região Luanda mostrou-se

satisfeita com a gasolina que é comercializada, uma parte significativa dos inquiridos

reclamou do tempo que dura a gasolina quando se fazem à estrada. Muitos

consumidores igualmente queixaram-se de ligeiros problemas originários do uso deste

combustível.

As análises laboratoriais revelaram um bom nível de conformidade da gasolina

relativamente às especificações. Verificaram-se algumas inconformidades, que no

geral não afectam a qualidade da mesma. Apenas uma amostra apresentou 60% de

inconformidade respeito às especificações e uma 50%. No geral, as inconformidades

na ordem de 15 a 10% no restantes das amostras.

Quase metade das amostras (45% das amostras) apresentam muito boa

qualidade, com 90% de conformidade no que diz respeito às especificações, 36% (4

83

de 11 amostras) apresentam boa qualidade, com 75% de conformidade, 9% (1 de 11

amostras) apresentam qualidade regular, com 50% de conformidade, 9% (1 de 11

amostras) apresentam má qualidade, com 40% de conformidade.

Não obstante as inconformidades, o grau de satisfação dos consumidores está

acima da média: 11% dos inqueridos revelou estarem muito satisfeitos, e 43%

satisfeitos com o tempo de viagem.

No geral, pode-se considerar a gasolina comercializada em Luanda de boa

qualidade, visto que maior parte dos parâmetros analisados está dentro do

recomendado pelas especificações emanadas pelo Ministério dos Petróleos e satisfaz

os consumidores.

RECOMENDAÇÕES

Após conclusão do presente trabalho, e tendo em conta os resultados obtidos

sugerimos o seguinte:

Que a Refinaria de Luanda controle rigorosamente a aplicação de corantes à

gasolina que é expedida para comercialização obedecendo desta forma as

especificações dimanas do Ministério dos Petróleos.

Com o objectivo de produzir gasolina com maior economia e performance,

recomenda-se que a densidade da mesma esteja mais próxima possível do limite

máximo, ou seja, próximo a 0,781 kg/l e que o Ponto 10% recuperado seja regulado

entre os 55ºC e 65ºC (temperaturas fortemente recomendáveis às condições

climatéricas do país), e um Ponto Final mais próximo a 215ºC.

Recomendamos ao Ministério dos Petróleos que efectue contínuas

actualizações das especificações (que permanecem inalteráveis desde o ano de 2008)

para regulação da qualidade dos combustíveis a nível nacional para que melhor se

adeqúe às necessidades do consumidor.

Que à nível da Universidade Jean Piaget de Angola, criem-se condições para

que se possam determinar outras propriedades físico-químicas não determinadas neste

84

trabalho, e prosseguir com a monitorização da qualidade dos combustíveis

comercializados no país analisando propriedades como teor em enxofre, teor em

gomas, tensão de vapor, o teor em chumbo tetra-etílico que permitiriam ampliar as

conclusões sobre o nível de qualidade na formulação e na distribuição desse

combustível.

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Análise da Qualidade da Gasolina comercializada em Luanda

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