O documento descreve os processos de obtenção da gasolina automotiva a partir do petróleo, incluindo destilação, craqueamento, reforma, alquilação, polimerização e isomerização. A gasolina é uma mistura complexa de hidrocarbonetos de 4 a 12 átomos de carbono usada como combustível em motores a explosão. Sua composição e propriedades são influenciadas pelos processos de refino e tipo de petróleo utilizado.

1. GASOLINA AUTOMOTIVA
1 - INTRODUÇÃO
As gasolinas automotivas são os combustíveis usados nos motores de combustão interna
com ignição por centelha, isto é, que operam segundo o ciclo Otto. São constituídas por
hidrocarbonetos derivados do petróleo e podem conter aditivos selecionados que conferem
importantes características específicas à gasolina oriundas das refinarias.
As propriedades das gasolinas comerciais são influenciadas pelos processos de refinação
utilizados e também pela natureza dos petróleos que as originaram. As gasolinas
modernas são bastante complexas porque a mistura final para venda é composta por
várias frações de composição química variável.
2 - NATUREZA E COMPOSIÇÃO
A gasolina automotiva é uma mistura complexa de hidrocarbonetos variando de quatro a
doze átomos de carbono e tendo pontos de ebulição entre 30 e 225°C. A faixa de
destilação da gasolina tem sofrido modificação com a evolução da indústria petrolífera e
dos motores de combustão interna. No Brasil, tipicamente, ela varia de 30 a 220°C.
Os hidrocarbonetos componentes da gasolina são membros das séries parafínica,
olefínica, naftênica e aromática, e suas proporções relativas dependem dos petróleos e
processos de produção utilizados. Atualmente, as gasolinas que saem das refinarias
dotadas de vários processos de refino, são constituídas de misturas criteriosamente
balanceadas desses hidrocarbonetos, visando atender aos requisitos de desempenho nos
motores.
Uma gasolina para consumo é constituída pela mistura de dois, três ou mais componentes
obtidos nesses diferentes processos de refino, podendo ainda receber a adição de outros
compostos como o tolueno ou xileno, etanol, além de outros aditivos especiais com
finalidades específicas, entre os quais podemos citar antioxidantes, antidetonantes,
detergentes, anticongelantes, desativadores de metal, corantes, etc.
Com o agravamento da poluição causada pelos gases de escape dos veículos, a partir da
década de 1970 foram intensificados os esforços, em todo o mundo, para diminuí-los. As
entidades governamentais de proteção ao meio ambiente estabeleceram limites para a
emissão dos principais poluentes: o CO (monóxido de carbono), os HC (hidrocarbonetos
não queimados) e os NOx (óxidos de nitrogênio).
Essas limitações, cada vez mais severas, obrigaram os fabricantes de veículos a
aprimorarem os projetos de seus motores e a lançarem mão de dispositivos especiais, os
conversores catalíticos, para reduzir os poluentes. Isso trouxe, como conseqüência, a
eliminação dos derivados de chumbo da gasolina, já que esse metal envenena os
catalisadores utiIizados. A composição da gasolina sofreu novas alterações, já que era
preciso manter a octanagem elevada sem usar CTE ou CTM (chumbotetraetila ou
chumbotetrametila).
1

2. GASOLINA AUTOMOTIVA
Com a necessidade de reduzir ainda mais a poluição ambiental causada por veículos, foi
estabelecido em 1986 o PROCONVE - Programa Nacional para Controle da Poluição
causada por Veículos, com o objetivo de reduzir a poluição em grandes cidades,
promovendo o desenvolvimento tecnológico dos veículos e a melhoria da qualidade dos
combustíveis.
3 - OBTENÇÃO
Vários processos podem ser usados para obter a gasolina a partir do petróleo: Os
processos de refino sofreram uma contínua evolução simultaneamente com o progresso
dos motores; à medida que o projeto dos mesmos sofria modificações, principalmente com
relação a sua taxa de compressão, visando maior potência, os refinadores aperfeiçoavam
os processos de fabricação da gasolina a fim de satisfazer os requisitos de qualidade da
mesma, que se tornavam cada vez mais exigentes. Ao mesmo tempo, o maior consumo de
gasolina levou ao desenvolvimento de processos permitindo maiores rendimentos. Essas
metas levaram ao estado atual da indústria do refino do petróleo, constituindo uma das
mais eficientes e complexas tecnologias.
Os principais processos usados para a produção de gasolina são:
3.1 - Destilação
O petróleo aquecido a 350°C - 400°C é bombeado para uma torre de fracionamento onde,
a pressão atmosférica, é separado em várias frações: gasolina de destilação direta ou
primária, querosene, aguarrás, óleo diesel, gasóleo e cru reduzido (1).
(1) Há os que preferem adotar a designação genérica de 'naftas' para as frações mais
leves que os gasóleos, reservando o termo gasolina. Por exemplo, para o produto final
(acabado).
Tanto a quantidade como a composição de hidrocarbonetos da gasolina primária
dependem do tipo de petróleo destilado. Assim sendo, estas gasolinas diferem bastante
em suas propriedades, como densidade, características de vaporização, poder
antidetonante, etc. Ela é usada como um dos componentes da gasolina final.
3.2 - Recuperação de gasolina natural
O gás proveniente dos poços petrolíferos arrasta uma certa quantidade de hidrocarbonetos
da faixa da gasolina. Estes hidrocarbonetos constituem a gasolina natural que pode ser
recuperada por vários processos como compressão seguida de resfriamento e
condensação, ou absorção em frações mais pesadas chamadas óleo de absorção que,
depois de enriquecidas a gasolina natural, são submetidas a uma destilação, usando-se
vapor de arraste para separar a gasolina do óleo de absorção.
2

3. GASOLINA AUTOMOTIVA
A gasolina natural é altamente volátil por ser constituída de hidrocarbonetos muito leves e
o seu poder antidetonante não é dos melhores, já que; contém grande quantidade de
hidrocarbonetos parafínicos de cadeia linear. Por estes motivos, sua inclusão na gasolina
final é feita em quantidade limitada.
3.3 - Craqueamento
Este processo consiste em provocar a 'ruptura' ou 'quebra' das moléculas de
hidrocarbonetos de alto ponto de ebulição, para produzir outros de menor ponto de
ebulição na faixa da gasolina. Pode-se utilizar o processo térmico ou catalítico.
O uso do craqueamento térmico, visando obter maior volume de gasolina, data de 1913 e
rapidamente se expandiu. As frações mais pesadas são submetidas a temperaturas
elevadas, sob pressão e durante um determinado tempo. Vários são os processos usados
e as condições de operação variam com os mesmos. São empregadas temperaturas até
538°C (1000°F) e pressões da ordem de 24,5 a 70 kgf/cm2 (350 - 1000 psi). No processo
de craqueamento também se formam gases leves e coque.
O craqueamento catalítico, usado modernamente, permite o uso de pressões mais baixas.
Os catalisadores empregados são vários, como argilas naturais ou compostos sintéticos
contendo sílica.
O catalisador pode ser usado em forma de grânulos, pérolas etc, ou finamente dividido,
comportando-se como um fluido - (craqueamento fluido). O depósito de 'carbono' formado
na superfície do catalisador durante o craqueamento é queimado, regenerando-se desta
forma o catalisador. Deste modo, a operação é contínua.
A gasolina de craqueamento catalítico constitui um excelente componente para a mistura
final, pois tem elevado índice de octano. Os hidrocarbonetos parafínicos e naftênicos da
carga de alimentação, de baixa octanagem, são convertidos em sua maioria, em olefinas,
e aromáticos de alto índice de octano. Assim, o craqueamento além de aumentar a
produção de gasolina, serve como processo para melhorar a octanagem da mesma.
3.4 - Hidrocraqueamento
Consiste em craquear em presença de hidrogênio e de um catalisador.
Este processo aumenta a flexibilidade dos refinadores permitindo operar uma grande
variedade de cargas como gasóleos virgens, óleos de reciclagem, gasóleos de
craqueamento, etc.
As frações produzidas no hidrocraqueamento são muito estáveis; entretanto, se elas forem
constituir parte substancial da gasolina final, deverão ser submetidas aos processo de
reformação para melhorar o índice de octano, porque elas não possuem as olefinas de alta
octanagem que estão presentes nos produtos oriundos do craqueamento catalítico.
3

4. GASOLINA AUTOMOTIVA
.
3.5 - Reforma
Todos os processos de reforma têm a mesma finalidade - converter, frações de
hidrocarbonetos de baixa octanagem da faixa da gasolina em frações de octanagem
elevada.
Normalmente, as cargas das unidades de reforma são destilados primários de faixa 93 a
204°C (200 a 400°F), pois as frações mais leves não são adequadas.
A reforma térmica (não catalítica), que foi quase totalmente substituída pela reforma
catalítica, usa equipamento e condições de operação semelhantes às do craqueamento
térmico. A melhoria de octanagem advém, principalmente, do craqueamento das parafinas
pesadas de baixa octanagem, formando parafinas e olefinas mais leves de elevada
octanagem. Somente cerca de 80% da carga, em volume, são recuperados como gasolina,
porque nas reações produz-se substancial quantidade de gases.
Na reforma catalítica entretanto, as reações de melhoria de octanagem incluem rearranjos
moleculares, bem como, ruptura de moléculas. Dependendo do catalisador utilizado e das
condições de operação, as seguintes reações ocorrem:
- os naftênicos perdem hidrogênio para transformarem-se nos aromáticos
correspondentes, que apresentam uma octanagem mais alta;
- as parafinas de cadeia normal sofrem rearranjos para dar seus isômeros de cadeia
ramificada;
- as parafinas pesadas de baixo índice de octano são hidrocraqueadas para dar parafinas
mais leves de maior octanagem;
- as parafinas pesadas perdem hidrogênio e formam anéis para transformarem-se em
aromáticos de elevada octanagem.
Uma parte do hidrogênio liberado por estas reações é reciclada através de uma unidade
de reforma para minimizar a deposição de carbono sobre o catalisador. Este hidrogênio
reage, também, com os compostos de enxofre, formando gás sulfídrico que é facilmente
removido. A maioria dos catalisadores de reforma consiste de platina ou platina e rênio
sobre um suporte, como a alumina ou sílica-alumina.
3.6 - Alquilação ou alcoilação
Em contraposição, a alquilação produz hidrocarbonetos de cadeia maior partindo de outros
menores, isto é, produz líquidos na faixa da gasolina, partindo de gases de refinaria. É um
processo caro, mas o produto final alquilado tem excelentes características antidetonantes.
Foi muito usada durante a Segunda Guerra Mundial, para produzir gasolina de aviação de
alta octanagem. Ao terminar a guerra, com a diminuição da demanda de gasolina de
aviação, as unidades de alquilação passaram a fornecer componentes de alta octanagem
para as gasolinas automotivas.
4

5. GASOLINA AUTOMOTIVA
O processo de alquilação usa como catalisador o ácido sulfúrico ou o ácido fluorídrico. A
reação consiste em combinar um gás olefínico com um gás parafínico para produzir
hidrocarbonetos líquidos parafínicos de cadeia ramificada. A temperatura é baixa, da
ordem de 0° a 38°C (32 a 100°F), e a pressão moderada - atmosférica a 10,5 kgf/cm2
(atmosférica a 150 psi).
Usa-se o isobutano como gás parafínico e a carga olefínica preferida consiste de buteno,
embora se possa usar o propeno e os pentenos. A reação do isobutano com os butenos
produz, principalmente, os octanos ramificados. Quando se usa o propeno como gás
olefínico, o produto final consiste, principalmente, de heptanos ramificados. O produto de
alquilação tem alto índice de octano: 95 sem álcool e 106/107 com álcool.(RON).
3.7 - Polimerização
De modo semelhante à alquilação, a polimerização é um processo para fazer gasolina
partindo de gases de refinaria. Mas, na polimerização, somente reagem os gases
olefínicos, ligando suas moléculas para formar líquidos olefínicos. Os gases parafínicos de
alimentação passam através do processo sem se alterarem. Uma polimerização típica é a
de duas moléculas de isobuteno combinando-se para formar uma molécula de octeno de
cadeia ramificada.
Nos processos de polimerização para produzir componentes de gasolinas automotivas, os
gases de refinaria ricos em propeno e butenos são submetidos a temperaturas de 149 a
232°C (300 a 450° F) e pressões de 10,5 a 84 kgf/cm2 (150 a 1200 psi), em presença de
um catalísador, em geral o ácido fosfórico.
3.8 - Isomerização
Este processo converte hidrocarbonetos de cadeia linear em seus isômeros de cadeia
ramificada. O composto sofre uma reestruturação sem modificar seu peso molecular.
Assim, o heptano normal que tem um índice de octano zero (um dos padrões na escala de
índice de octano) pode ser isomerizado dando uma mistura de isoheptanos, alguns dos
quais possui em índice de octano superior a 100.
Na prática, as refinarias usam em ampla escala a conversão do butano normal a
isobutano, que é utilizado como carga de alimentação na alquilação. A isomerização
também é usada para melhorar a qualidade da gasolina natural e das frações leves da
gasolina de destilação direta, convertendo o pentano normal e hexano normal a
isopentanos e isohexanos.
Os catalisadores de isomerização incluem o cloreto de alumínio, cloreto de antimônio,
platina e outros metais e compostos metálicos. As condições da reação variam de acordo
com o catalisador usado e com o tipo de carga de alimentação processada. A variação
usual é de 38 a 482°C (100 a 900OF) e 7 a 52 kgf/cm2 (100 a 750 psi). As frações
isomerizadas possuem excelente poder antidetonante e sua octanagem é da ordem de 93
a 107 (RON)
5

6. GASOLINA AUTOMOTIVA
Sendo a gasolina final constituída pela mistura das gasolinas (naftas) obtidas nos vários
processos,de produção, sua composição dependerá das proporções em que estes
constituintes entram.
4 - TIPOS
Com base no seu índice de octano, as gasolinas automotivas têm sido classificadas, de
modo geral, em dois tipos - 'regular' e 'prêmio'. No Brasil, A ANP especifica dois tipos de
gasolina - tipo A (sem álcool) e tipo C (com álcool), em regular e Premium.
5 - UTILIZAÇÃO
As gasolinas automotivas são usadas como combustível para o motores de combustão
interna com ignição por centelha. O seu maior emprego é em carros de passageiros,
caminhões de carga e veículos utilitários; entretanto são muito usadas em equipamentos
agrícolas, motores marítimos de dois e quatro tempos, motores a explosão fixos terrestres
e outros motores empregados em diversas outras aplicações.
Ainda com relação à segurança, convém lembrar que a gasolina emite vapores inflamáveis
mesmo a temperatura ambiente. Seu ponto de fulgor é de -43°C e os seus limites de
explosividade são 1,4% a 7.6% em volume. Abaixo de 1,4% a mistura é dita pobre e acima
de 7,6% é chamada rica, não oferecendo perigo de inflamação.
6 - CARACTERÍSTICAS E REQUISITOS DE DESEMPENHO
Os principais requisitos a que deve atender uma gasolina para assegurar um desempenho
satisfatório no motor são os seguintes:
- Partida rápida e fácil em qualquer clima, facilidade de partida a frio. - Aquecimento rápido
do motor.
- Boas características de aceleração.
- Menor tendência a causar tamponamento (vapor lock) em tempo quente.
Essas características relacionam-se com os ensaios de destilação e pressão de vapor.
- Ausência de frações pesadas, a fim de evitar diluição do óleo do cárter, característica
relacionada com o ensaio de destilação e em alguns casos, com o ensaio de goma. .
- Boas características antidetonantes, o que proporciona um máximo de potência com um
mínimo de consumo - propriedade relacionada com o índice de octano .
- Ausência de goma e menor tendência a produzi-Ia quando em armazenamento -
características relacionadas, respectivamente, com os ensaios de goma e período de
indução.
- Ausência de compostos corrosivos de enxofre - característica relacionada com os
ensaios de corrosividade e teor de enxofre.
6

7. GASOLINA AUTOMOTIVA
7 - ESPECIFICAÇÕES. MÉTODOS DE ANÁLISE E SEU SIGNIFICADO
A qualidade de um produto pode ser definida em termos de adequabilidade para
determinada aplicação. O controle de qualidade é feito por intermédio de análises e
ensaios apropriados. Estes ensaios devem ser relativamente simples e ter boa precisão e
reprodutibilidade.
Geralmente, o usuário ou consumidor julga a qualidade de um produto pelo seu
desempenho em função do custo.
Para garantir a qualidade do produto e um desempenho satisfatório a que se destina, e a
uniformidade de fabricação, são estabelecidas as especificações. Uma especificação
eficiente pode ser definida como aquela que dá um controle adequado da qualidade do
produto, sem ser demasiadamente restritiva e ao mesmo tempo envolvendo um mínimo de
esforço para testá-la.
A especificação brasileira para a gasolina automotiva é estabelecida,atualmente, pela
portaria ANP n° 309 de 27 de dezembro de 2001.
A seguir veremos, com maior detalhe, o significado das várias características
especificadas:
7

8. GASOLINA AUTOMOTIVA
Tabela de Especificação
Segundo o regulamento técnico ANP n°05 de 2001.
ESPECIFICAÇÃO
MÉTODO
CARACTERÍSTICA UNIDADE Gasolina Comum Gasolina Premium
Tipo A Tipo C Tipo A Tipo C ABNT ASTM
Cor - (1) (2) (1) (2) visual (3)
Aspecto - (4) (4) (4) (4)
Álcool Etílico Anidro %vol 1 máx (5). (6) 1 máx. (5) (6) NBR 13992
Combustível - AEAC
Massa específica a 20ºC Kg/m³ anotar anotar anotar anotar NBR 7148 D 1298
NBR 14065 D 4052
Destilação NBR 9619 D 86
10% evaporado, máx. ºC 65,0 65,0 65,0 65,0
50% evaporado, máx. ºC 120,0 80,0 120,0 80,0
90% evaporado, máx.(7) ºC 190,0 190,0 190,0 190,0
PFE, máx. ºC 220,0 220,0 220,0 220,0
Resíduo, máx. %vol 2,0 2,0 2,0 2,0
Nº de Octano Motor – MON, - (8) (9) 82,0 (9) - - MB 457 D 2700
mín.
Índice Antidetonante – IAD, - (8) 87,0 (8) 91,0 MB 457 D 2699
mín.(10) D 2700
Pressão de Vapor a kPa 45,0 a 62,0 69,0 máx. 45,0 a 62,0 69,0 máx. NBR 4149 D 4953
37,8 ºC (11) NBR 14156 D 5190
D 5191
D 5482
Goma Atual Lavada, máx. mg/100 mL 5 5 5 5 NBR 14525 D 381
Período de Indução a 100ºC, min (12)(13) 360 (12)(13) 360 NBR 14478 D 525
mín.
Corrosividade ao Cobre a 50ºC, - 1 1 1 1 NBR 14359 D 130
3h, máx.
Enxofre, máx. (14) % massa 0,12 0,10 0,12 0,10 NBR 6563 D 1266
NBR 14533 D 2622
D 3120
D 4294
D 5453
Benzeno, máx. (14) %vol 1,2 1,0 1,9 1,5 - D 3606
D 5443
D 6277
Chumbo, máx. (5) g/L 0,005 0,005 0,005 0,005 - D 3237
Aditivos (15) - - - - - - -
Hidrocarbonetos: %vol MB 424 D 1319
(14) (16)
Aromáticos, máx. (17) 57 45 57 45
Olefínicos, máx. (17) 38 30 38 30
8

9. GASOLINA AUTOMOTIVA
(1) De incolor a amarelada, isenta de corante.
(2) De incolor a amarelada se isenta de corante cuja utilização é permitida no teor máximo
de 50 ppm com exceção da cor azul, restrita à gasolina de aviação
(3) A visualização será realizada em proveta de vidro, conforme a utilizada no Método NBR
7148 ou ASTM D 1298.
(4) Límpido e isento de impurezas.
(5) Proibida a adição. Deve ser medido quando houver dúvida quanto à ocorrência de
contaminação.
(6) O AEAC a ser misturado às gasolinas automotivas para produção da gasolina C deverá
estar em conformidade com o teor e a especificação estabelecidos pela legislação em
vigor.
(7) No intuito de coibir eventual presença de contaminantes o valor da temperatura para
90% de produto evaporado não poderá ser inferior à 155 ºC para gasolina A e 145°C para
gasolina C.
(8) A Refinaria, a Central de Matérias-Primas Petroquímicas, o Importador e o Formulador
deverão reportar o valor das octanagem MON e do IAD da mistura de gasolina A, de sua
produção ou importada, com AEAC no teor mínimo estabelecido pela legislação em vigor.
(9) Fica permitida a comercialização de gasolina automotiva com MON igual ou superior a
80 até 30/06/2002.
(10) Índice antidetonante é a média aritmética dos valores das octanagens determinadas
pelos métodos MON e RON.
(11) Para os Estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná, São Paulo, Rio de
Janeiro, Espírito Santo, Minas Gerais, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás e
Tocantins, bem como para o Distrito Federal, admite-se, nos meses de abril a novembro,
um acréscimo de 7,0 kPa ao valor máximo especificado para a Pressão de Vapor.
(12) A Refinaria, a Central de Matérias-Primas Petroquímicas, o Importador e o Formulador
deverão reportar o valor do Período de Indução da mistura de gasolina A, de sua produção
ou importada, com AEAC no teor máximo estabelecido pela legislação em vigor.
(13) O ensaio do Período de Indução só deve interrompido após 720 minutos, quando
aplicável, em pelo menos 20% das bateladas comercializadas. Neste caso, e se
interrompido antes do final, deverá ser reportado o valor de 720 minutos.
(14) Os teores máximos de Enxofre, Benzeno, Hidrocarbonetos Aromáticos e
Hidrocarbonetos Olefínicos permitidos para a gasolina A referem-se àquela que
transformar-se-á em gasolina C através da adição de 22%±1% de álcool. No caso de
alteração legal do teor de álcool na gasolina os teores máximos permitidos para os
componentes acima referidos serão automaticamente corrigidos proporcionalmente ao
novo teor de álcool regulamentado.
(15) Utilização permitida conforme legislação em vigor, sendo proibidos os aditivos a base
de metais pesados.
(16) Fica permitida alternativamente a determinação dos hidrocarbonetos aromáticos e
olefínicos por cromatografia gasosa. Em caso de desacordo entre resultados prevalecerão
os valores determinados pelos ensaios MB424 e D1319.
(17) Até 30/06/2002 os teores de Hidrocarbonetos Aromáticos e Olefínicos podem ser
apenas informados.
9

10. GASOLINA AUTOMOTIVA
7.1 - Álcool
Este tópico é abordado com detalhes no item 6.9.
7.2 - Cor
Esta propriedade já teve importância maior no passado, quando a cor era indicativa da
eficiência do tratamento químico após o processo de refinacão e, até certo ponto, da
estabilidade da gasolina. No caso da gasolina tipo A e tipo C, sem aditivo, a cor pode
variar de incolor a amarelada. Quando a gasolina é aditivada, ela recebe um corante para
diferencia-lá das demais, podendo apresentar qualquer cor, exceto azul(reservada para
gasolina de aviação) e rosa (reservada para a mistura formada pelo metanol, etanol e
gasolina-MEG). Alterações na cor da gasolina podem ocorrer devido à presença de
contaminantes ou devido à oxidação de compostos instáveis nela presentes (olefinas e
compostos nitrogenados)
7.3 - Corrosividade
Os produtos de petróleo são freqüentemente usados em contato com metais, sendo assim
importante que estes não sofram corrosão.
Certos metais, como o cobre e a prata, são muito sensíveis ao ataque por enxofre
elementar ou compostos de enxofre, sendo por este motivo, muito usados para detectar a
corrosividade de produtos de petróleo. No caso da gasolina, utiliza-se uma lâmina de cobre
recentemente polida, que é imersa na amostra por três horas à temperatura de 50°C, em
condições padronizadas pelo método NBR 14359. Decorrido o período de ensaio, a lâmina
é lavada e comparada com padrões especiais, sendo o resultado expresso em função
dessa comparação.
O ensaio de corrosividade pela lâmina de cobre permite apenas uma avaliação qualitativa
de enxofre elementar ou de certos compostos agressivos de enxofre. É importante evitar o
contato da lâmina de cobre, durante ou após o ensaio, com água ou com produtos vindos
do tratamento da gasolina como, por exemplo, soda arrastada (nas refinarias), o que
poderá manchar a lâmina, dificultando sua interpretação.
7.4 - Destilação
O ensaio de destilação, efetuado de acordo com o método NBR9619, propicia uma medida
em termos de volatilidade, das proporções relativas de todos os hidrocarbonetos
componentes de uma gasolina.
Consiste o ensaio em destilar 100 mL de gasolina, condensar o destilado e registrar as
temperaturas nas quais as várias porcentagens destilam.
10

11. GASOLINA AUTOMOTIVA
A especificação da gasolina assinala as temperaturas máximas nas quais 10%,50% e 90%
do combustível devem estar evaporados sob condições definidas, bem como o 'ponto final
de ebulição', que é a temperatura máxima observada durante a destilação, e a
porcentagem do resíduo. Convém lembrar que o 'evaporado por cento' é a soma do
'recuperado por cento' e da 'perda por cento'.
Estas características da destilação, juntamente com a pressão de vapor definem e
controlam a partida do motor, seu aquecimento, aceleração, tendência ao tamponamento e
diluição do óleo do carter e, economia de combustível, bem como a tendência a provocar o
congelamento no carburador, fenômeno que ocorre a baixas temperaturas em
determinadas condições de umidade.
A destilação tem aplicação, também, no que se refere à verificação de contaminações
entre produtos de características diferentes, bem como de adulterações propositais.
A temperatura de evaporação dos 10% deve ser suficientemente baixa para assegurar
uma partida fácil sob condições normais de temperatura ambiente. Geralmente, o 'ponto
de 10%' deve ser mais baixo no inverno do que no verão. Da volatilidade dos primeiros
10% vai depender uma vaporização adequada do produto, a fim de que o motor frio entre
em pleno funcionamento com menor número de rotações possível, favorecendo, desse
modo, uma partida fácil e rápida. Entretanto, um ponto de 10% demasiado baixo pode
contribuir para o congelamento no carburador e ocasionar o fenômeno do tamponamento
(vapor-Iock). Quando duas gasolinas possuem a mesma pressão de vapor, aquela que
tem o ponto 10% da destilação mais baixo, usualmente apresenta maior tendência ao
tamponamento.
O excesso de frações leves em uma gasolina favorece a interrupção do fluxo líquido ou o
torna descontínuo, podendo provocar a parada do motor ou as falhas conhecidas como
'engàsgue'. Uma volatilidade exagerada também aumenta as perdas por evaporação
durante o armazenamento e manipulação do produto. Por outro lado, quando a
porcentagem de frações leves de uma gasolina é baixa, a partida do motor em tempo frio
será mais difícil.
O 'ponto 50%' da curva de destilação da gasolina indica a sua capacidade de suprir uma
mistura adequada de combustível durante o período de aquecimento, particularmente
durante as acelerações nesse período de aquecimento. Quanto mais baixa a temperatura
do 'ponto 50%', mais rapidamente o motor se aquecerá; entretanto, também aumentará a
tendência ao congelamento no carburador, com a conseqüente possível paralisação do
motor. As características de aquecimento rápido são desejáveis tanto para um bom
desempenho do veículo como para evitar o desperdício de combustível. enquanto o. Em
resumo, as características de aquecimento e aceleração dependem das frações
intermediárias controladas pela temperatura dos 50% evaporados, que, nas gasolinas
atuais, se situa em tomo dos 120°C.
11

12. GASOLINA AUTOMOTIVA
A temperatura correspondente aos 90% evaporados e ao 'ponto final de ebulição: assim
como a porcentagem do resíduo, indicam a quantidade de componentes da gasolina que
possuem ponto de ebulição relativamente elevados. Com o motor trabalhando na
temperatura normal de operação, estes componentes contribuem para uma economia de
combustível, mas, por outro lado, eles têm tendência a causar uma distribuição deficiente
da mistura no coletor de admissão, bem como a propiciar a diluição do óleo lubrificante no
cárter. A diluição do óleo do cárter e a lavagem do óleo lubrificante nas paredes dos
cilindros ocorrem sempre que a gasolina atinge os cilindros em forma líquida e tem
oportunidade de fluir para o cárter, passando pelos anéis de segmento.
12

13. GASOLINA AUTOMOTIVA
Além dos inconvenientes citados, uma temperatura de 90% evaporados muito alta
provocará depósitos excessivos na câmara de combustão, formação de vernizes e borra
no motor.
7.5 - Enxofre
Todos os petróleos contêm compostos de enxofre sob diferentes formas e quantidades
variáveis, conforme sua origem. Esses compostos são indesejáveis por várias razões:
- podem dar odores desagradáveis em alguns produtos;
- alguns tipos são corrosivos, atacando os equipamentos de refinação, os tanques de
armazenamento e os motores;
- eles são venenos para certos catalisadores usados nos processos de refinação; .
- agem como produtos antagônicos em relação aos compostos antidetonantes, reduzindo a
sua eficiência;
- pela combustão formam óxidos de enxofre que vão se constituir em poluentes da
atmosfera.
Entre os compostos mais prejudiciais encontrados nas gasolinas estão os sulfetos (mono e
dissulfetos) e os mercaptans. Eles são altamente nocivos à gasolina.
Um teor elevado de enxofre na gasolina é sempre indesejável também, porque os óxidos
de enxofre podem levar à formação dos ácidos sulfuroso e sulfúrico, devido à
condensação de umidade, o que provocará corrosão no silencioso e na tubulação de
escapamento dos gases de exaustão do motor.
Nos veículos dotados de catalisador, quando a carga de material catalítico não é adequada
ou quando não está devidamente dimensionada, o enxofre pode levar à formação de ácido
sulfídrico que é tóxico e apresenta odor desagradável.
O teor de enxofre total pode ser determinado pelos métodos NBR 14533 e NBR 6563.
7.6 - Goma
As gasolinas modernas contêm em sua composição hidrocarbonetos insaturados que
podem se oxidar em presença do ar. Esta oxidação é muito lenta para certos produtos e
mais rápida para outros, como os provenientes do craqueamento.
Muitas vezes, as gasolinas são armazenadas por tempo relativamente longo e deverão
manter-se estáveis, resistindo a quaisquer modificações tanto durante a permanência no
tanque de estocagem como no tanque dos veículos, e até chegar aos cilindros do motor.
13

14. GASOLINA AUTOMOTIVA
A ação do ar e do calor faz com que a gasolina sofra reações de oxidação e polimerização
formando 'goma', material resinoso que, no estágio primário de sua formação, pode
permanecer em solução, mas que depois, por novas reações químicas, pode precipitar. A
'goma' pode apresentar-se como material resinoso sólido ou semi-sólido que, pelo
aquecimento, pode se converter em uma espécie de verniz. Quando quente, a 'goma' é
pegajosa e ao esfriar endurece, lembrando um verniz.
A formação da 'goma' parece ser o resultado de uma reação em cadeia, iniciada pela
formação de peróxidos e catalisada pela presença de certos metais, particularmente o
cobre, que pode entrar em contato com a gasolina durante as operações de refinação e
manuseio.
A presença da 'goma' acarreta uma série de problemas: defeito no carburador, depósitos
na bomba e sistema de alimentação, nas válvulas e guias, no tanque, acúmulo nos filtros
restringindo o fluxo de combustível e etc. O motor diminui o seu rendimento.
A 'goma' é determinada pelo método NBR 14525 que consiste, essencialmente, na
determinação do resíduo que permanece após a evaporação da amostra com o auxílio de
um jato de ar pré-aquecido e lavagem com heptano normal. Após a secagem e pesagem o
resíduo é expresso em mg/100 mL. A lavagem com heptano normal é feita para eliminar
qualquer produto não volátil como certos aditivos usados na: gasolina. A 'goma' obtida é
chamada 'goma lavada'.
O máximo de goma atual permitido pela especificação é de 5mg/100mL. Certas gasolinas
contendo componentes provenientes de craqueamento térmico têm tendência a aumentar
o teor de 'goma’ relativamente rápido se sofrerem a adição de álcool.
7.7 - Índice de octano
A qualidade antidetonante de uma gasolina automotiva é de importância fundamental. Se
esse poder antidetonante for baixo, ocorre a detonação.
O índice de octano de uma gasolina é uma medida da sua qualidade antidetonante ou
capacidade de resistir à detonação e é determinado em um motor padrão que consiste,
essencialmente, de um motor monocilíndrico, com taxa de compressão variável e que foi
desenvolvido pelo Cooperative Fuel Research comitte- CFR.
A eficiência e potência de um motor a gasolina dependem das suas características.O
desenho da câmara de combustão, a mistura combustível,o avanço da ignição, a taxa de
compressão, a qualidade da centelha, o tipo de válvulas etc. têm influência sobre a
potência obtida durante a fase de expansão ou potência.
A detonação é um fenômeno de combustão anormal que depende de complexos
processos físicos e químicos estreitamente interligados com o projeto do motor e as
condições de operação. Não se pode caracterizar, completamente, o desempenho
antidetonante de uma gasolina por intermédio de um ensaio simples. Esse desempenho
está intimamente relacionado ao motor onde ela é usada e às condições de operação.
14

15. GASOLINA AUTOMOTIVA
Esse relacionamento varia de um tipo de motor para outro e pode mesmo ser diferente
para motores de uma mesma marca e tipo oriundos de uma mesma linha de fabricação,
devido a variações normais em uma produção em série.
Na combustão normal, a mistura combustível/ar em cada cilindro do motor deve queimar
suave e uniformemente, em seguida à ignição feita pela vela. Mas, às vezes, enquanto a
frente de chama varre a câmara de combustão, a porção ainda não queimada de
combustível (gás residual) sofre tal aquecimento e compressão que não resiste, sofrendo
uma autoignição e detonando violentamente. O pistão, em vez de ser empurrado para
baixo de modo uniforme na fase de potência, sofre uma pancada seca instantânea, à qual
ele não pode responder por estar ligado ao eixo de manivela, que por sua vez está ligado a
outros pistões em fases diferentes do ciclo do motor, na velocidade mantida no momento.
A súbita liberação de energia da detonação na área de gás residual provoca flutuações de
pressão de elevada freqüência através da câmara de combustão, que são registrados pelo
ouvido como um ruído metálico forte chamado 'detonação' ou 'batida de pino'. Energia do
combustível que poderia ser convertida em trabalho útil é dissipada sob forma de ondas de
pressão e aumento de calor radiante para as peças circundantes do motor e; para a água
de refrigeração. Além de produzir um som indesejável e desperdiçar energia do
combustível, a detonação prolongada superaquece as válvulas, velas e pistões, o que não
somente encurta sua vida mas também causa a pré-ignição danosa para o motor(ignição
de mistura combustível/ar antes da ignição pela centelha da vela, isto é, muito antes do
início da fase de potência). Acredita-se que a detonação seja o resultado final de reações
químicas que começam na mistura combustível/ar, praticamente logo depois dela ser
admitida no cilindro. À medida que a temperatura da mistura é progressivamente elevada
pelas paredes quentes do cilindro - pela compressão antes da fase de potência e pelo
aquecimento adicional pelos gases que queimam após a ignição dada pela vela - alguns
dos hidrocarbonetos do combustível sofrem uma série de reações de oxidação e
craqueamento, convertendo-se em compostos instáveis, suscetíveis à autoignição e
detonação instantânea. Em resumo, a presença ou ausência de detonação em um motor
depende do resultado de uma corrida entre a frente de chama que avança e certas
reações de pré-combustão que ocorrem no gás residual.
15

16. GASOLINA AUTOMOTIVA
A estrutura química dos hidrocarbonetos do combustível tem enorme influência na
tendência a causar detonação. As parafinas de cadeia linear têm menor resistência à
detonação do que as parafinas de cadeia ramificada as olefinas e hidrocarbonetos cíclicos.
Os naftênicos (cíclicos saturados) têm maior tendência à detonação do que os aromáticos
(cíclicos insaturados)
O poder antidetonante de uma gasolina dependerá, fundamentalmente, de sua
composição química. Assim, uma gasolina de destilação direta, rica em hidrocarbonetos de
cadeia normal e longa (parafínicos) é, em geral, a que possui maior tendência à
detonação, apresentando baixos valores para o índice de octano. Contrariamente,
gasolinas provenientes de reforma catalítica (contendo alto teor de aromáticos e
isoparafinas), e de craqueamento catalítico ou térmico (contendo elevado teor de olefinas).
possuem baixa tendência à detonação e, por conseguinte, altos valores de índice de
octano.
Define-se índice de octano de um combustível como sendo a porcentagem, por volume, de
isooctano (2,2,4. trimetilpentano) que se deve misturar com heptano normal para se obter
a mesma intensidade de detonação que a do combustível. Por convenção, ao isooctano foi
dado o valor cem e ao heptano normal, o valor zero, dado o seu baixo poder antidetonante.
A 'escala de octanagem' foi criada pelo Dr. Graham Edgar, da Ethyl Corporation, em 1926,
e possibilitava a avaliação de combustíveis com índices de octano entre zero e cem. Com
o desenvolvimento de novos processos de refinação e o uso de aditivos químicos para
aumentar a octanagem, mais tarde a escala foi ampliada. para permitir testar combustíveis
com índice de octano maior que cem.
Existem vários métodos para determinar as características antídetonantes das gasolinas.
Os métodos de laboratório usam motores CFR monocilíndricos, mas o desempenho nos
motores multicilíndricos em veículos é determinado em estrada, com aparelhagem
especial, obtendo-se o chamado 'índice de octano em estrada' (Road Octane Number).
Também são usados dinamômetros de chassis, que reproduzem as condições da estrada
em laboratórios.
A ASTM padronizou vários métodos para determinação do poder antidetonante de
combustíveis.
No Brasil, o método especificado é o 'Motor, usando-se o MB-457, correspondente ao
ASTM O 2700.
Nos Estados Unidos e na maioria dos demais países, o método mais usado é o RON,
entretanto, normalmente são determinados os dois valores – MON e RON.
Os dois métodos diferem nas condições operacionais, sendo o método MON mais severo
do que o RON.
Sendo mais severo, o método MON, dá resultados mais baixos do que o método RON. A
diferença entre os dois resultados chama-se sensibilidade (S).
16

17. GASOLINA AUTOMOTIVA
A sensibilidade depende da natureza do petróleo e do tipo de processo de refinação, ou
seja, dos tipos de hidrocarbonetos presentes. As parafinas têm pouca ou nenhuma
sensibilidade. As olefinas e aromáticos são bastante sensíveis dando assim uma
sensibilidade apreciável as gasolinas de craqueamento e reforma. Os combustíveis de
referência, por definição, tem o mesmo índice de octano tanto pelo método RON como
pelo método MON. De um modo geral, quando dois combustíveis possuem o mesmo
índice de octano RON, aquele que tem a menor sensibilidade terá o melhor desempenho
antidetonante na estrada.
O índice de octano RON é determinado em condições relativamente suaves, isto é,
temperatura baixa da mistura e velocidade baixa do motor. É indicativo da operação do
motor com aceleração plena e velocidades. baixas ou médias. Na prática, essas condições
existem para os veículos de passageiros durante os períodos de operação com aceleração
'sem forçar'.
Já o MON representa a operação em condições mais severas, isto é, temperatura alta da
mistura e velocidades relativamente altas, tal como ocorre quando se acelera ao máximo
para efetuar ultrapassagens ou subir rampas, lombadas, etc. '
Presentemente, não existe um modo totalmente satisfatório de correlacionarmos
resultados obtidos nos métodos de laboratório MON e RON, com os obtidos em operação
na estrada para todos os tipos de veículos.
Foram desenvolvidas muitas correlações tentando traduzir os resultados de laboratório em
termos de desempenho na estrada (índice de octano na estrada), mas quando muito, tais
correlações representam, somente, o resultado médio obtido para um número limitado de
veículos, quando operados sob determinadas condições específicas. A ASTM passou a
usar uma correlação aproximada à qual chamou de 'índice antidetonante' que é definida,
em termos dos resultados obtidos nos métodos MON e RON, assim:
Indice-Antidetonante (IOM) = (MON + RON).
A especificação brasileira usa o MON determinado no motor CFR.
17

18. GASOLINA AUTOMOTIVA
7.8 - Período de indução
Para verificar a tendência à formação de goma durante a armazenagem, isto é, a
estabilidade à goma, emprega-se o método NBR 14478.
Este método provoca o envelhecimento prematuro da gasolina ao submeter-se certa
quantidade de amostra à ação de oxigênio, a pressão e temperatura determinadas. O
método consiste em oxidar a amostra contida em um recipiente adequado, o qual é
carregado com oxigênio até uma pressão de 7,0 Kgf/cm2 e aquecido em banho de água a
uma temperatura de 100°C.
A pressão no interior da bomba é medida continuamente e o tempo decorrido entre o início
do teste, a colocação da bomba no banho a 100°C e o ponto em que ocorre uma nítida
queda de pressão - ponto de quebra - inicia a estabilidade da gasolina, sendo chamado de
'período de indução'.
O 'período de indução' é expresso em minutos e a especificação exige que ele seja no
mínimo de 360 minutos, para garantir um tempo razoável de armazenagem sem que se
forme uma quantidade apreciável de goma.
7.9 - Pressão de vapor
De um modo geral, a pressão de ,vapor de um líquido volátil é a pressão exercida pelos
vapores do mesmo, em um espaço confinado, ou em outras palavras, é a força por
unidade de área, exercida sobre as paredes de um recipiente fechado, pela porção
vaporizada do líquido nele contido. No caso da gasolina, as condições do ensaio devem
ser cuidadosamente estabelecidas uma vez que a pressão de vapor varia com a
temperatura, com a quantidade de ar dissolvido e com a relação de vapor para líquido
existente no recipiente.
A pressão de vapor Reid da gasolina, quando medida a37,8°C(100°F) em bomba tendo
uma relação de ar para líquido de 4/1, é conhecida como 'pressão de vapor Reid' (PVR).
A pressão de vapor Reid é expressa em termos de pressão absoluta em Kgf/cm2.
Para os produtos de petróleo, exceto para os hidrocarbonetos puros ou praticamente
puros, a pressão de vapor depende não somente da temperatura, mas também das
concentrações relativas de cada hidrocarboneto presente. Para as gasolinas, depende
particularmente das concentrações relativas dos hidrocarbonetos que têm pontos de
ebulição abaixo de 37,8°C.
Considerando que a composição do líquido varia à medida que os componentes mais
voláteis se vaporizam, depreende-se que a pressão de vapor do produto variará com o
volume de espaço livre na aparelhagem.
18

19. GASOLINA AUTOMOTIVA
A amostragem e o manuseio da amostra devem ser feitos com cuidados especiais no caso
do ensaio de pressão de vapor, porque senão os resultados serão, mais baixos, devido à
evaporação das frações mais leves.
O PVR tem grande importância em uma especificação de gasolina, uma vez que está
intimamente relacionada com as características de volatilidade do produto. É importante
nas perdas por evaporação, no armazenamento e nos transportes, bem como no
manuseio. Pressões de vapor elevadas e.temperaturas baixas do ponto 10% da curva de
destilação levam à facilidade de partida do motor, entretanto, também aumentam a ten-
dência ao tamponamento pelo vapor combustível- vapor lock -durante a operação do
motor, aumentando a vaporização no sistema de alimentação do carburador.
O método empregado para determinação da PVR é o NBR 4149 ou NBR 14156.
8 - ADITIVOS
Os aditivos para gasolina são usados para reforçar ou propiciar várias características de
desempenho relacionadas com a operação satisfatória dos motores, bem como tentar
minimizar problemas de manuseio e armazenamento. Os aditivos complementam o
processamento na refinaria, permitindo obter o mais alto nível de desempenho do produto.
Existe uma variedade grande de aditivos usados nas gasolinas modernas. No Brasil, este
uso é restrito e apenas alguns distribuidores juntam produtos especiais à gasolina. Nos
postos de serviço são encontrados, também, alguns tipos de aditivos, mas o seu uso não é
tão generalizado como em outros países.
9 - MISTURAS COM ÁLCOOL
9.1 - Histórico
Em muitos países, principalmente na Europa, fatores de ordem econômica obrigaram, em
várias ocasiões, os governos a adotarem certas medidas no tocante aos carburantes para
uso automotivo.
De modo geral, as misturas carburantes são baseadas em álcoois como etanol (álcool
anidro) e metanol, ou certos hidrocarbonetos aromáticos, como o xileno, benzeno ou
tolueno.
A preferência tem sido para o uso das misturas com etanol, xileno, tolueno e benzeno.
Muitos países utilizaram grandes quantidades de álcool anidro e de 'benzol' ou 'toluol'
misturados à gasolina para consumo em motores de combustão interna. Podemos citar a
Alemanha, Inglaterra, França, tália, Suécia, Tchecoslováquia, Espanha, Argentina, Estados
Unidos, África do Sul, Austrália etc.
19

20. GASOLINA AUTOMOTIVA
No Brasil, a adição de álcool (etanol) anidro à gasolina é feita há muitos anos. Atualmente,
usa-se 25% ± 1% na mistura
9.2 - Uso do álcool hidratado
Como o problema de importação de petróleo se tornasse cada vez mais sério; onerando o
país de maneira brutal, foi criado em 1975 um programa chamado Proálcool, em que o
Brasil incentivaria o uso do álcool hidratado em veículos com motores projetados para
utilizar esse combustível.
9.3 - Aspectos técnicos
As vantagens ou desvantagens do uso de misturas gasolina-álcool nos motores de
combustão interna têm sido comentadas e discutidas por inúmeros especialistas e
técnicos. E farta a literatura existente sobre o assunto e existem duas correntes fortes,
uma favorável e outra desfavorável. Mesmo nos Estados Unidos houve adeptos das duas
escolas e também os norte-americanos usaram misturas gasolina-álcool e gasolina-benzol.
Aceita-se hoje que, em proporções até o máximo de 15% ou 26% de álcool em volume, a
utilização de misturas de gasolina-álcool traz vantagens apreciáveis. Em verdade, o
problema do uso do álcool anidro é uma questão de preço.Sendo o álcool mais caro e
tendo usos mais nobres em petroquímica, sua utilização em misturas carburantes vem
diminuindo, ou desaparecendo nos países de indústria petroquímica avançada. Também
concorre para isto; o fato de tais países terem processo de refinação que fornecem
gasolinas de elevada octanagem, como o craqueamento e reforma catalítica, alquilação,
polimerização, isomerização, etc.
Os aspectos técnicos mais interessantes de ressaltar na adição de álcool são:
- O álcool aumenta a octanagem da gasolina. Esse aumento depende da composição da
gasolina e principalmente do nível de octanagem dela. Nos baixos níveis de octanagem, o
álcool tem excelente valor de mistura (blending value)
- A tolerância das misturas à água é muito baixa. A presença de pequenas quantidades de
água provoca a separação dos dois carburantes. Uma mistura com 5% de álcool separa
com apenas 0,1 % de água; uma de 10% de álcool separa com 0,3% de água. A adição de
benzol melhora a tolerância a água.
- O álcool tem elevado calor latente de vaporização (205 cal/g) comparado com a gasolina
(80 cal/g), o que aumenta o resfriamento no motor, influenciando favoravelmente a
resistência à detonação.
- O álcool é causa de partidas mais difíceis com o motor frio, principalmente em climas
frios. Por outro lado, sendo um produto de ponto de ebulição constante (78,3°C), forma um
patamar na curva de destilação, aumentando a tendência ao tamponamento.
- O uso de álcool traz uma economia de dólares por diminuir a importação de cru. Com a
atual crise do petróleo e os preços vigentes, esta é uma vantagem importante.
- Permite o aproveitamento do excesso de produção de álcool-anidro produzido pelas
usinas açucareiras.
- A contaminação do álcool com cobre proveniente das colunas de destilação, acarreta
problemas de goma nas misturas com gasolinas ricas em olefinas e diolefinas.
20

21. GASOLINA AUTOMOTIVA
- A proporção ideal de álcool nas misturas é de 15% em volume, conforme estudos
técnicos realizados em vários países.
-O álcool reduz a poluição ambiental provocada pelas emissões do escapamento dos
veículos.
Vários estudos realizados tanto no Brasil como no exterior revelaram que as emissões são
mais baixas para o álcool do que para a gasolina. Os norte- americanos e os europeus têm
estudado mais o metanol que é mais barato do que o etanol e pode ser produzido a partir
de matérias-primas abundantes como o gás natural, o carvão e a madeira.
Um cuidadoso estudo efetuado pela Universidade de São Paulo revelou que no caso do
etanol a emissão de CO foi 65% menor, a de HC foi 69% menor e a de NOx foi 13%
menor. No entanto a emissão de aldeídos aumentou em 400% em relação à gasolina, o
que também é motivo de preocupação.
A especificação da ANP, atualmente, para a gasolina automotiva prevê uma adição de
25% de álcool anidro (etanol), o que melhorava bastante o problema da poluição por
veículos nos locais de tráfego intenso como os centros de São Paulo, Rio de Janeiro, Belo
Horizonte etc.
21