Gasolina de aviação

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  • Para venda de gasolina comum > www.postoavenda.com
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Gasolina de aviação

  1. 1. UNIVERSIDADE POTIGUAR PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO CURSO SUPERIOR TECNOLÓGICO EM PETRÓLEO E GÁS• Professor Orientador: Marcílio Pelicano• Disciplina: Processamento de Petróleo• Equipe: Eduardo Pereira – 200951176 Érica Paulo – 200953018 Kefferson Miranda – 200952230
  2. 2. Introdução• Avgas (Gasolina de avião em inglês) é o tipo de combustível usado em aeronaves equipadas com motores a pistão. Como característica de todos os tipos de gasolina, seu ponto de fulgor é bastante baixo e é extremamente inflamável nas temperaturas normais de operação. Ela deve apresentar algumas características extras, como: Volatilidade, composição química para garantir um longo período de armazenamento, e evitar a corrosão do motor da aeronave bem como o seu sistema de alimentação.
  3. 3. Natureza e composição• Destila-se entre 30 e 170 ˚C .• A essa faixa de destilação correspondem hidrocarbonetos de cinco a dez átomos de carbono.• Excluindo os aditivos que são incorporados e as impurezas que ainda permanecem após os tratamentos, as gasolinas de aviação são constitúidas de moléculas de hidrocarbonetos, a maior parte do tipo saturado que são relativamente estáveis, não se combinando facilmente com outras moléculas.
  4. 4. Natureza e composição
  5. 5. Natureza e composição• Esses hidorcarbonetos que compõem na gasolina de aviação são divididos em tres grupos: parafínicos, naftênicos e aromáticos. – Os parafínicos são mais inertes e possuem menor ação solvente sobre borrachas e tintas. São os que se apresentam em maior proporção na gasolina, ou seja, com cerca de 70 a 80 %. – Os aromáticos são quase tão inertes, quimicamente, como os parafínicos, mas exercem uma ação solvente poderosa nos elastomeros, provocando enfraquecimento dos mesmos.
  6. 6. Natureza e composição– Os naftênicos, ou cicloparafínicos, situam-se entre os outros dois grupos, pos, no que diz respeito à quantidade presente, estabilidade, conteúdo de hidrogênio e poder calorífico.– As olefinas, que são hidrocarbonetos que participam da composição das gasolinas automotivas, são totalmente indesejáveis na gasolina de aviação, devido a sua baixa estabilidade á oxidação.
  7. 7. Natureza e composição• As gasolina de aviação devem possuir certos tipos de hidrocarbonetos que são produzidos por processos especiais, tais como o de polimerização, seguido hidrogenação e alcoilação.• Tanto os processos de polimerização como os de alcoilação conduzem á formação de compostos parafínicos de cadeia ramificada, que apresentam valores altos para o número de octano.
  8. 8. Natureza e composição• Encarando a composição das gasolinas de aviação sob outro aspecto, pode-se dizer que as mesmas são constituídas de: – Uma gasolina base da qual foram eliminadas as impurezas, que pode apresentar valores de poder antidetonantede 65 a 77 octanos, podendo chegar até a faixa de 87 a 91 octanos, pela adição de chumbo-tetraetila; – Mistura de hidrocarbonetos sintéticos, que tem a finalidade de proporcionar valores mais elevados de octanagem; – Aditivos que são incorporados com a finalidade de aumentar o poder antidetonante e de conferir maior estabilidade durante o armazenamento; – Corantes, para diferenciar visualmente os diferentes tipos de gasolina.
  9. 9. Natureza e composição• Composição típica quanto aos hidrocarbonetos integrantes dos dois tipos de gasolina atualmente existentes.
  10. 10. Obtenção• Os hidrocarbonetos constituem cerca de 95,75 % das gasolinas de aviação, sendo o restante constituído de chumbo tetraetila, dibromoetano, inibidores, corantes e impurezas.• Inicialmente, nos primórdios da indústria do petróleo, gasolina de aviação era obtida do petróleo por um simples processo de destilação. Parte dela ainda hoje é obtida da mesma forma, mas o aprimoramento dos projetos dos motores passou a exigir combustíveis de melhor qualidade, o que provocou o desenvolvimento de complexos processos para se chegar a gasolina de maior octanagem.
  11. 11. Obtenção• Entre os complexos processos desenvolvidos para obtenção de compostos de alto índice de octano figuram a isomerização, a polimerização e a alcoilação. – A isomerização, que consiste em converter hidrocarbonetos de cadeia normal em hidrocarbonetos (de mesmo peso molecular) de cadeia ramificada, que possuem octanagem maior, fornece também matéria-prima para o processo de alcoilação.
  12. 12. Obtenção• A polimerização e a alcoilação consistem em unir compostos de menor cadeia para formar hidrocarbonetos de cadeias maiores e ramificadas.
  13. 13. Obtenção• As gasolinas de aviação são, portanto, obtidas, pelo emprego dos seguintes princípios: – Fracionamento – pontos de ebulição; – Processo de modificação da estrutura das moléculas dos hidrocarbonetos; – Tratamento químico para remover as impurezas e hidrocarbonetos indesejáveis.
  14. 14. Tipos• As gasolinas de aviação são classificadas de acordo com o índice de octano, visto que o poder antidetonante é, talvez, a mais importante das características, se individualmente consideradas.
  15. 15. Utilização• Durante os primeiros quarenta anos da evolução da aviação, apenas motores a pistão foram usados.No início da década de 50, já os motores a turbina eram empregados e a tendência cada vez maior é a turbina substituir o motor convencional.
  16. 16. Características e requisitos de desempenho• As gasolinas de aviação tem varias características que afetam a operação e a eficiência do motor, somente são consideradas satisfatórias se todas as propriedades satisfizerem os requisitos exigidos nas especificações, que foram elaboradas após muita pesquisa e experimentação. Características de combustão• Um dos principais requisitos a que deve satisfazer um combustível é possuir características antidetonantes compatíveis com a potencia do motor em será usado.
  17. 17. Características e requisitos de desempenho Características de volatilidade• O combustível deve ser capaz de evaporar suficientemente rápido para queimar na câmara de combustão do motor, quando a centelha salta.Em caso contrario, embora as outras propriedades se apresentem satisfatórias não queimaria de maneira adequada;• Tempo de combustão : 1/16 de segundo;• Utilização do isopentano.
  18. 18. Características e requisitos de desempenho Facilidade de partida• Um dos principais requisitos a que uma gasolina de aviação deve atender para assegurar uma boa partida do motor é ser suficientemente volátil para vaporizar, mesmo quando o motor estiver ainda frio.• Embora um item de especificação mencione que pelo menos 10% deve destilar a 75°C .
  19. 19. Características e requisitos de desempenho Propriedades solventes e anticorrosivas• O combustível não deve atacar nem os elastômeros nem os metais .Os aromáticos tem efeito de amolecimento e entumescimento sobre borrachas, plásticos, películas de tinta e isolantes de cabos elétricos. Certos compostos de enxofre, que são difíceis de serem removidos inteiramente, podem atacar metais e ligas, tas como superfícies cobertas de prata e ligas de cobre.
  20. 20. Características e requisitos de desempenho Estabilidade durante o armazenamento• A gasolina deve resistir a degradação proveniente de uma oxidação lenta e da polimerização de pequenas quantidades de materiais instáveis, que conduzem á formação de gomas.• Para isso há um ensaio de ―envelhecimento‖ acelerado introduzido na especificação que permiti avaliar se o combustível permanecerá estável, sob condições adversas de armazenamento. Estufa de envelhecimento
  21. 21. Especificações métodos de análise e seu significadoDevido à necessidade de atendimento a uma grande demanda, os combustíveis de aviaçãosão obtidos a partir de uma variedade muito grande de tipos de petróleo. Isso ocasiona aobtenção de produtos de composição bastante variável, havendo, portanto, necessidade deespecificações rígidas e complexas, a fim de garantir uniformidade de desempenho.Sendo, como já se tem dito, o controle de qualidade quase uma religião na industria dopetróleo, é fato que atinge o clímax quando produtos de aviação são considerados. E essecontrole de qualidade é exercido não somente para a entrega do produto ao consumo, mastambém durante as diversas fases da utilização e durante todo o período dearmazenamento. Enquanto alguns itens da especificação são utilizados para verificação decontaminação, outros o são para aquilatar a qualidade do combustível após determinadosperíodos de estocagem.As duas especificações mais conhecidas são a inglesa DERD e a americana MIL, ambasmilitares e muito semelhantes.No Brasil, a especificação do CNP que regula a comercialização das gasolinas de aviação é oRegulamento Técnico 20/85, de 05.11.85.
  22. 22. Especificações métodos de análise e seu significado Aparência• Avaliação puramente visual: a amostra deve apresentar-se clara, límpida e isenta de água e material sólido à temperatura ambiente. Essa avaliação, embora simples, constitui um dado importante da análise.
  23. 23. Especificações métodos de análise e seu significado Aromáticos• Os aromáticos entram também na composição das gasolinas de aviação e, no caso particular da gasolina 115, as especificações exigem um teor mínimo de 5%. Essa exigência é para atender á preservação de tipos especiais de juntas de vedação de tanques de certos aviões. A presença de aromáticos em concentrações acima desse limite evita que essas juntas tornem-se quebradiças. O método de análise empregado para a determinação do teor de aromáticos é o MB-424, que se baseia na adsorção seletiva dos diversos tipos de hidrocarbonetos em sílica-gel.
  24. 24. Especificações métodos de análise e seu significado Chumbo tetraetila• Um dos métodos adotados para a determinação do chumbo tetraetila em gasolinas é o MB-39 (ou ASTM D 2547) que, em resumo, consiste em extrair o CTE da amostra, precipitá-lo sob a forma de cromato de chumbo, filtrar e pesar. Dois outros métodos são também indicados: o ASTM D 3341 (método do monocloreto de iodo) e o ASTM D 2599 (baseado em espectrometria de raios-x).
  25. 25. Especificações métodos de análise e seu significado• O chumbo tetraetila é utilizado pois em 1921, descobriu-se que ele possuía propriedades antidetonantes e é o mais eficaz aditivo antidetonante, mas pode causar danos ao motor quando usado em excesso, além de provocar redução no seu efeito de supressor de batida. Está presente na maior parte das gasolinas de aviação e a concentração máxima permitida aumentou muito com o avanço da metalurgia e dos projetos dos motores. O limite para os tipos de maior octanagem é 1,21 ml/l.
  26. 26. Especificações métodos de análise e seu significado Cor• A cor das gasolinas de aviação é uma imposição da especificação, a fim de identificar os diferentes tipos. É fundamental, e óbvio, que o abastecimento de um equipamento seja feito com a gasolina adequada. Para evitar equívocos, cada tipo possui uma cor característica, que é obtida pela adição de corantes orgânicos, devidamente aprovados, em proporções especificadas, de tal forma que a gasolina tenha a mesma aparência, seja qual for a procedência. O método de análise empregado para avaliar a correia utilização desses corantes é o ASTM D 2392.
  27. 27. Especificações métodos de análise e seu significado Corrosividade ao cobre• O enxofre elementar e alguns de seus compostos orgânicos podem apresentar ação corrosiva sobre certos metais. O método existente com a finalidade de verificar a presença desses compostos (MB-287), consiste em submeter uma lâmina de cobre, imersa em amostrado combustível, à temperatura de 100°C, durante duas horas, após as quais é comparada com padrões.
  28. 28. Especificações métodos de análise e seu significado Destilação• Para que um combustível líquido possa queimar, é necessário que se converta em vapor. Então o iso-pentano, por exemplo, que é incorporado à gasolina para aumentar a octanagem, ferve a 28°C e evapora tão rapidamente que forma com o ar uma mistura explosiva capaz de queimar, em um motor, a temperaturas inferiores a -54°C. Por outro fado, os componentes menos voláteis da gasolina não vaporizam o suficiente para queimar, a não ser que a corrente de ar em que são injetados seja aquecida, peto menos, a 25 ou 30°C. É crítico que se evite a presença de combustível líquido nos cilindros, não somente porque não queimando é desperdiçado, mas também porque pode, indiretamente, danificar o motor, removendo das paredes do cilindro a película de óleo lubrificante cuja presença é vital. Por essas e outras razões o controle da volatilidade é importante.
  29. 29. Especificações métodos de análise e seu significado• O método empregado para o ensaio de destilação é o MB-45 ou ASTM D 86, que consiste em vaporizar, por aquecimento, amostrado produto, em um balão, e anotar as temperaturas dos vapores destilados correspondentes a determinados volumes recuperados de produto.
  30. 30. Especificações métodos de análise e seu significado• Os resultados obtidos podem ser plotados em um gráfico, que permite verificar se a volatilidade do combustível enquadra-se dentro dos limites especificados. Esses limites, que são baseados em experiências práticas.• Os dados obtidos nesse ensaio têm aplicação, também, no que se refere à verificação de contaminações entre produtos de características diferentes bem como de adulterações propositadas.
  31. 31. Especificações métodos de análise e seu significado
  32. 32. Especificações métodos de análise e seu significado Enxofre total• A presença de enxofre, acima de certos limites, é prejudicial aos motores. Três aspectos podem ser considerados: — pode provocar corrosão na câmara de combustão; independentemente de estar sob a forma de enxofre elementar ou sob a forma de compostos, ele deve ser evitado, uma vez que, após a queima, os óxidos formados podem tornar-se corrosivos em presença de água; — a presença de enxofre corrosivo é indesejável devido à ação que tem sobre certos metais do sistema de combustível, principalmente ligas de cobre; tanto o enxofre elementar como os sufetos e mercaptans podem incorporar propriedades corrosivas ao combustível;
  33. 33. Especificações métodos de análise e seu significado- Os compostos de enxofre têm o inconveniente de reduzir a suscetibilidade ao chumbo tetraetila, O Regulamento Técnico 20/85 estabelece o valor máximo de 0,05% em peso e adota o ASTM D 1266 ou NBR-6563, cujo procedimento básico consiste em queimar a amostra em aparelho padronizado (lamparina) e nos gases da combustão dosar o enxofre presente.
  34. 34. Estabilidade à oxidação• A estabilidade à oxidação é avaliada sob dois aspectos. – Goma potencial: é a goma que se forma na gasolina quando, em laboratório, é submetida a condições adversas de pressão e temperatura, com a intenção de se fazer alguma previsão de como o combustível se comportará durante a estocagem. Todas as condições que favorecem uma oxidação dos hidrocarbonetos instáveis acelerarão o processo de formação de goma. os climas tropicais são mais desfavoráveis que os temperados, para a conservação das gasolinas. A goma, normalmente, permanece em solução no combustível, sendo portanto invisível.
  35. 35. Estabilidade à oxidação – Chumbo precipitado: mesmo sob condições de baixa oxidação na estocagem, pode haver aparecimento de um precipitado branco que consiste, em grande parte, de compostos de chumbo provenientes de decomposição do CTE. A quantidade de goma e de compostos de chumbo precipitada é determinada por; filtração e a goma solúvel é obtida determinando-se a goma atua na gasolina filtrada. O método empregado para a avaliação da estabilidade à oxidação é o MB-452 (ou ASTM D 873) que consiste em manter uma amostra do combustivel em um recipiente adequado, sob a pressão de 7 kgf/cm² e a uma temperatura de 100°C durante dezesseis horas.
  36. 36. Bomba para determinação de estabilidade á oxidação
  37. 37. Goma atual• Quando uma gasolina de aviação recentemente produzida é evaporada em um recipiente adequado, como é feito no ensaio de goma atual, praticamente não deixa resíduo. Contudo, se o produto houver sido contaminado com uma substância não volátil ou menos volátil nas condiçõesdo ensaio, essa substância aparecerá como goma.• Para gasolina recém-produzidas, talvez o único objetivo do ensaio seja o de verificar contaminações. O principal inconveniente da presença de goma em gasolinas é que, não sendo volátil, pode formar depósitos no sistema de indução do motor, onde o combustível evapora, e causar aderência das válvulas e anéis com prejuízo para o desempenho do motor.
  38. 38. Aparelho para determinação de goma
  39. 39. Poder antidetonante• Há dois métodos distintos para avaliar as características antidetonantes de uma gasolina de aviação: – Um, o CFR-F3, utilizando mistura pobre, cujas características de operção se identificam mais com a operação em um vôo normal (cruzeiro). – O outro, o CFR-F4, com mistura rica, que pretende simular certas condições da decolagem.
  40. 40. Poder calorífico• O poder calorífíco de um combustível é o calor total desenvolvido quando é queimado sob condições ideais. É expresso no sistema Internacional (SI) em kJ/kg.• O método de análise empregado para a sua determinação é o ASTM D1405 ou D 2382 Bomba Calorimétrica
  41. 41. Produto ponto de anilina x densidade• Considerando-se que os valores obtidos pelo produto do ponto de anilina pela densidade fornecem uma estreita correlação com os valores de poder calorífico, as especificações correntes aceitam este valor calculado - que por meio de tabelas fornece o poder calorífico inferior - como alternativa para a determinação direta pela bomba calorimétrica.
  42. 42. Ponto de congelamento• O método empregado para a determinação do ponto de congelamento em gasolinas é a NBR-7975 ou ASTM D 2386, que consiste em resfriar uma amostra até o aparecimento dos primeiros cristais de hidrocarbonetos, e, em seguida, deixá-la aquecerá temperatura ambiente, até o desaparecimento dos mesmos.• Por definição, ponto de congelamento é a temperatura em que os cristais desaparecem.
  43. 43. Pressão de vapor• A aparelhagem empregada para a realização desse ensaio denomina-se bomba de pressão de vapor Reid e o método empregado é o MB-162 ou ASTM D 323 ou 2551.• As gasolinas de aviação tevem ter maior volatilidade possível, com uma pressão de vapor tão baixa quanto possa se conseguir sem prejuízo de sua disponibilidade.• Se não atender a problemas de disponibilidade, o valor da pressão de vapor deve se situar em valores mais baixos que o limite máximo de 48,5 kPa, para evitar tamponamento por vapor.• Se houver problemade disponibilidade, as refinarias operam produzindo gasolina com valores de PVR próximos ao valor limite, pois, assim procedendo, obtêm maior rendimento de gasolina.
  44. 44. Bomba de pressão de vapor reid
  45. 45. Tolerância à água• A água dissolvida na gasolina pode afetar o seu desempenho de duas maneiras: – pode separar-se como água ou como gelo, a baixas temperaturas; – pode ter ação destrutiva sobre os aditivos.• A solubilidade da água em gasolinas de aviação é, normalmente, abaixo de 0,02% por volume.• Quando os álcoos e em menor escala, os aromáticos estão presentes na gasolina, grandes volumes de água são incorporados durante a estocagem e separados da solução, novamente, durante o vôo, quando o combustível atinge baixas temperaturas.
  46. 46. Tolerância à água• A fim de evitar isso, a especificação estabelece que a gasolina não deve aumentar nem diminuir de volume acima de um certo limite, quando agitada a água.
  47. 47. Outros aditivos• Inúmeros aditivos têm sido examinados e vários compostos com características antidetonantes foram descobertos nos primeiros anos de pesquisa.• Esses resultados mostraram que alguns materiais eram supressores de detonação e outros eram promotores.• Supressores: o ferro pentacarbonila - FE(CO)5 - o níquel tetracarbonila, o iodo, o estanho tetraetila e chumbo tetraetila (CTE).• Promotores: estavam o bromo, o oxigénio, o nitrito e nitrato de etila.• Pesquisas recentes têm descorberto novos supressores, mas somente o CTE continua sendo usado em gasolinas de aviação.
  48. 48. Prevenção• É importante saber que a AVGAS é um composto altamente venenoso. Além da toxidade normal dos hidrocarbonetos leves, o chumbo pode provocar uma intoxicação chamada saturnismo, ou plumbismo, cujos efeitos são nefastos, causando falência renal e hepática, problemas neurológicos e cerebrais, incluindo demência e vários outros efeitos, podendo causar inclusive a morte.
  49. 49. Prevenção• O abastecimento de AVGAS deve ser cercado de cuidados, ser feito sempre em lugares abertos e aterrando-se a aeronave ao veículo abastecedor para evitar faíscas provocadas pela eletricidade estática. Nunca se deve encher o tanque até o bocal, já que a gasolina se expande muito quando exposta ao calor, podendo provocar perdas de combustível pelo respiro do tanque, se a aeronave ficar exposta ao sol ou a altas temperaturas.
  50. 50. Conclusão• A Gasolina de Aviação apresenta propriedades, requisitos de desempenho e cuidados diferenciados das demais gasolinas para motores de combustão interna e é destinada a aviões de pequeno porte que possuem motores com ignição por centelha. A gasolina de aviação não deve ser usada em automóveis equipados com conversores catalíticos. A AVGAS deve possuir grande estabilidade química e alto poder antidetonante. A estabilidade química é melhorada com aditivos anti- oxidantes, que evitam a polimerização e a precipitação de componentes.

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