ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: PREVISÃO DO NÚMERO DE CETANO DERIVADO DO ÓLEO DIESEL A PARTIR DAS PROPRIEDADES FISCO-QUÍMICAS
AUTORES: SOUZA, T.B. (UFPR) ; YAMAMOTO,C.I. (UFPR) ; GRÖTZNER,M.B. (UFPR) ; CÔCCO,L.C. (UFPR)
RESUMO: RESUMO: Por ser uma matriz muito complexa o Óleo Diesel gera muitos estudos. Este trabalho tem como objetivo mostrar como um modelo matemático e estatístico pode prever com boa precisão o número de cetano derivado, já que são poucos os laboratórios que detém tal tecnologia. Adotou-se as análises físico-químicas realizadas pelo LACAUT ets de destilação (10, 50e 90% recuperados), massa específica, ponto de fulgor e enxofre, além do número de cetano derivado medido a partir do IQT. Com isso, obteve-se um modelo satisfatório de previsão, gerando grande economia de tempo e custo para viabilizar este modelo.
PALAVRAS CHAVES: óleo diesel, pls, propriedades fisico-quimicas
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: No Brasil, hoje,existem dois tipos de óleo diesel comercializados, sendo que a maior diferença entre eles na legislação é o teor de enxofre. Para que isso ocorra é necessário um processamento adicional. Duas das propriedades que ditam a qualidade e eficiência do diesel são o número e o índice de cetano, que têm seus valores mínimos estipulados pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), sendo que quanto maior é o valor do número de cetano, menor é o atraso da ignição. Problemas com o óleo diesel têm sido observados, pois além do aumento da utilização de petróleo nacional, a ANP determinou o aumento do número e índice de cetano mínimos aceitáveis. O petróleo nacional tem composição mais pesada, e aliado ao processo de craqueamento catalítico, acaba-se gerando um diesel com compostos mais estáveis e com um menor valor de cetano (CAMPOS, 89). Isso tem alterado o cálculo do índice de cetano, pois hoje é necessária a adição de um melhorador de cetano para poder comercializá-lo. Porém ainda não se tem uma metodologia exata para quantificar este aditivo (FLEISCHHACKER et. al.,2000). Para prever um modelo matemático adequado que seja representativo no número de cetano sem utilizar um motor CRF ou o IQT (Ignition Quality Tester) utilizou-se como ferramenta o software Matlab®, onde, aplicou-se o PLS (Mínimos Quadrados Parciais) (RIBEIRO,01). Este trabalho será desenvolvido com o objetivo de sanar uma deficiência que o Brasil tem enfrentado para analisar as características do óleo diesel com relação ao número de cetano, pois são poucas as Instituições que possuem uma destas duas tecnologias para analisar esta característica e como a fórmula do índice de cetano não prevê o uso de melhorador não se aplica ao óleo diesel comercializado no país.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAL E MÉTODOS: O óleo diesel é coletado periodicamente em 20% dos postos de combustíveis no Estado do Paraná o qual está subdivido em 10 (dez) regiões. Este é, então, rigorosamente analisado pelo LACAUT ets (Laboratório de Analises de Combustíveis Automotivos). Para o trabalho foram escolhidas 165 (cento e sessenta e cinco) amostras e feitas as seguintes análises: ponto de fulgor, curva de destilação (10, 50 e 90% recuperados), massa específica, teor de enxofre e número de cetano derivado. As normas utilizadas para realização de cada ensaio segundo a Resolução n° 15/2006 da ANP são:
• ASTM D56 ou ASTM D93 (Ponto de fulgor)
• ASTM D86 ou NBR 9619 (Destilação)
• ASTM D4052 ou NBR 7148 ou NBR 14065 (Massa Específica)
• ASTM D4294 (Enxofre total)
• ASTM D6890-06 (número de cetano derivado)
As amostras utilizadas foram representativas de todas as variações das propriedades físico-químicas da região num período de um ano. A partir destas, previu-se o número de cetano derivado para 60 amostras, onde só se possuía as análises físico-químicas do monitoramento.
Utilizando-se o software Matlab®, foi possível fazer uma análise de mínimos quadrados parciais (PLS), lembrando que o tratamento empregado foi o autoescalar, uma vez que as variáveis possuem grandezas diferentes.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: Aplicando o PLS obteve-se boa previsão do número de cetano com um modelo de 165 amostras, observando um desvio máximo de 6% como mostra a figura 1A. Além disso, conseguiu-se classificar o óleo diesel em dois grupos de comercialização, o Metropolitano (Diesel D) e o Interior (Diesel B), como mostra a figura 1B. Apesar do pequeno número de amostras, o grau de correlação é elevado, mostrando que esta é uma técnica viável para a avaliação da qualidade do Diesel comercializado no Brasil. Pelo que já foi observado a inclusão de novas amostras de outras regiões do Brasil pode melhorar significativamente a qualidade de previsão do modelo.
Assim sendo, vislumbra-se a possibilidade de desenvolvimento de uma correlação matemática nos moldes do índice de cetano para a classificação do Diesel e avaliação de sua característica de auto ignição.
CONCLUSÕES: CONCLUSÃO: Com a utilização de uma ferramenta estatística e matemática foi possível avaliar as propriedades físico-químicas do diesel de modo que a previsão do número de cetano derivado foi satisfatória. Ao concluir que é possível fazer uma avaliação inicial para a separação do óleo diesel Interior e Metropolitano só com os ensaios de Destilação, massa específica e ponto de fulgor, uma nova ferramenta de avaliação de qualidade de combustível pode ser desenvolvida para uso generalizado no Brasil, que inclusive pode gerar um ganho de tempo de análise e custo de operação.
AGRADECIMENTOS: AGRADECIMENTOS: Ao Laboratório de Combustíveis Automotivos (LACAUTets) por ceder o espaço e equipamentos para que o trabalho pudesse ser desenvolvido.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: CAMPO, A.C.; EPAMINONDAS, L. Petróleo e Derivados – JR Editora Ténica Ltda. Rio de Janeiro, 1989. DISTRIBUIDORA PETROBRÁS S/A. Disponível no endereço: www.br.com.br/portalbr/calanda.nif. Acessado em 20 de maio de 2006. FLEISCHHACKER, K.; SCHEUER, F.; LENK, G. Bestimmung von 2-Ethylhexyl nitrat in Dieselkraftstoff. Erdöl Erdgas Kohle. Deutschland, 116. Jahrgang, Heft 3, März 2000. HIGGINS, B.; SIEBERS, D; MUELLER, C. Effects of 2-ethylhexyl nitrate on Diesel-Spray process. Sandia National Laboratory, Canada, 1998. PETRÓLEO BRASILEIRO S/A – REPAR. Disponível no endereço: http:www2.petrobras.com.br/petrobras/portugues/noticias/repar.htm#2. Acessado em 14 de maio de 2007. RIBEIRO, F.A de L. Aplicação de métodos de análise multivariada no estudo de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos – Dissertação de mestrado, apresentada ao Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas em 2001.
