Estudo da composição química de gasóleos comerciais

Abstract

No presente trabalho foram estudadas a composição química em termos percentuais dos compostos PIONA (n-parafinas, isoparafinas, olefinas, naftenos e aromáticos) e algumas propriedades físicas de diferentes classes de gasóleos comerciais utilizados em veículos rodoviários e um gasóleo para aquecimento. O gasóleo, uma fracção do crude, é um composto de extrema complexidade com milhares de diferentes moléculas na sua composição. Dividem-se sobretudo em parafinas (alcanos) lineares ou ramificadas, naftenos (cicloalcanos), olefinas (alcenos) e aromáticos. Apresentam também, mas cada vez em menor quantidade devido aos limites impostos pela legislação, hetero-compostos, ou seja, hidrocarbonetos com enxofre, azoto ou oxigénio. As propriedades físicas do gasóleo, dependentes não só da sua composição como também dos aditivos, tornam-se essenciais para o desempenho dos veículos rodoviários. Foram testados três tipos de gasóleos: de marca branca (provenientes de bombas de hipermercados), normais (bombas de marca) e os Premium (gasóleos aditivados). Para a análise química foi utilizado a cromatografia gasosa bidimensional (GC×GC/TOF-MS), um tipo de cromatografia multidimensional cada vez mais essencial para a análise de amostras muito complexas. Este tipo de cromatografia utiliza duas colunas de diferentes características que interagem com a amostra de diferentes maneiras aumentando assim a eficácia na separação quando comparado com a cromatografia convencional. A massa específica, viscosidade cinemática, índice de cetano e teor de água foram as propriedades físicas analisadas. A partir dos resultados da cromatografia verificou-se que os grupos predominantes nos três tipos de gasóleos são as parafinas lineares, aromáticos e naftenos. Observou-se ainda que a diferença mais significativa das três classes está nos compostos de maior peso molecular, sendo que os gasóleos Premium apresentam percentagens inferiores das moléculas mais pesadas, o que facilita a combustão em relação às outras classes estudadas. A classe de marca branca foi a que apresentou os piores resultados neste aspecto.

In the present work it was studied the chemical composition in percentage terms of PIONA compounds (n-paraffins, branched paraffins, olefins, naphthenes, and aromatic) and some physical properties of different classes of commercial diesel used in road vehicles and diesel with the purpose of heating. Diesel fuel, a fraction of crude oil, is highly complex with thousands of different molecules in their composition. They are divided mainly into paraffins (alkanes) linear or branched, naphthenes (cycloalkanes), olefins (alkenes) and aromatic. Also present, but increasingly fewer due to limits imposed by legislation, hetero-compounds, i.e., hydrocarbons with sulfur, nitrogen or oxygen. The physical properties of diesel, depending not only on its composition as well as additives, are essential to the performance of road vehicles. Three different types of diesel where tested, white label (from pumps of supermarkets), standard (pump brand) and Premium (diesel with aditives). For chemical analysis it was used two-dimensional gas chromatography (GC × GC), a type of multidimensional chromatography that is becoming essential for the analysis of very complex samples. This type of chromatography uses two columns of different characteristics that interact with the sample in different ways thereby increasing the separation efficiency compared to conventional chromatography. The density, viscosity, cetane number and water content were the physical attributes in study. The results of chromatography showed that the predominant groups in the three types of diesel are the linear paraffins, aromatics and naphthenes. The most significant difference of the three classes observed was in the number of carbons, having the premium diesel fuels fewer percentages of heavier molecules, which facilitates combustion. The class white label was the one with the worst results in this respect.