Estudo do 1-Butanol e 2-Metil-1-propanol em misturas com a gasolina e o diesel : uma análise sob a perspectiva da especificação brasileira

Abstract

O butanol, popularmente conhecido como álcool butílico, tem sido reconhecido por pesquisadores de todo o mundo como um promissor componente para uso em misturas com combustíveis derivados do petróleo, principalmente com a gasolina, devido às suas propriedades combustíveis muito similares. Embora menos comum, a aplicação do butanol em misturas com o diesel tem sido também amplamente relatada na literatura. No presente estudo, o 1-butanol e o 2-metil-1-propanol foram testados em misturas com gasolina A e óleo diesel A S10 (10 ppm de enxofre) e S500 (500 ppm de enxofre), em proporções de até 30 % em volume. As características das misturas foram avaliadas e comparadas com padrões de qualidade definidos pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis – ANP, o órgão que regula o setor de combustíveis no Brasil. Nas misturas com a gasolina, os resultados apontam para um aumento polinomial da massa específica e consequente redução da volatilidade, com efeitos sobre a pressão de vapor e curva de destilação, principalmente nas temperaturas especificadas de 50 % e 90 % evaporados (T50 e T90). Apesar do aumento da massa específica, leve redução no poder calorífico foi observada nas misturas pela adição do butanol. Menor efeito foi observado nos extremos da curva em T10 e PFE. Ganhos de octanagem e índice antidetonante foram observados, com notório aumento do MON nas misturas produzidas com o 2-metil-1-propanol. As misturas com diesel apresentaram respectiva redução linear e logarítmica da massa específica e viscosidade cinemática, porém sem extrapolar os limites definidos pela ANP. A variação nos gráficos de destilação e do ponto de fulgor indica um intenso aumento na volatilidade. Nas misturas com o diesel S10, houve drástica redução das temperaturas T10, porém pouco mais moderada para o T50 e T95, superando os limites de especificação em vários casos. Nas misturas com o diesel S500, a curva de destilação apresentou tendência de queda em todos os pontos, superando, em alguns casos, os valores limites especificados para T50. A qualidade de ignição foi reduzida a valores inferiores aos mínimos definidos pela ANP, porém aditivos nitro-derivados sintéticos testados foram capazes de reduzir o atraso de ignição. A Análise de Componentes Principais (PCA) foi capaz de identificar relações entre as misturas e as variáveis medidas. Grande parte da variância foi explicada pelas três primeiras componentes principais (PC1, PC2 e PC3) foi de 92,50 %, 94,14 % e 94,62 % nas misturas com a gasolina A, diesel A S10 e diesel A S500, respectivamente. Os resultados demonstram que os efeitos do butanol nas características das misturas com gasolina não foram críticas em termos dos padrões definidos pela legislação brasileira e que vantagens na relação octanagem versus consumo podem ser obtidas em relação ao etanol. Os efeitos do butanol nas características das misturas em diesel foram significativamente mais pronunciados, principalmente em termos da volatilidade e qualidade de ignição, as quais, a depender do teor, extrapolam os limites aceitos pela ANP.