Gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos derivada do petróleo que é usada como combustível em motores de combustão interna. Possui um poder calorífico muito alto, cerca de 46 MJ/kg.
A gasolina é um líquido altamente inflamável, incolor, não tão denso quanto a água (densidade relativa: 0,70 a 0,75). A gasolina é obtida do petróleo por destilação direta, entre 60° e 200°C, ou pelo craqueamento das frações pesadas.
Do ponto de vista químico, a gasolina é uma mistura de alcanos, cicloalcanos e compostos aromáticos de 4 a 10 átomos de carbono e, ocasionalmente, alcenos. A gasolina é usada principalmente como combustível em motores de combustão interna. Por esse motivo, esse combustível deve ter um alto poder antidetonante, que é medido pela octanagem (índice de octanas).
Este poder antidetonante pode ser melhorado pela variação da composição química, por procedimentos de refino (craqueamento, reforma, isomerização, etc.) e pela adição de agentes antidetonantes (tetraetila de chumbo). Ele também é usado como solvente em muitas aplicações, e a volatilidade desejada é obtida variando o ponto final da destilação.
Composição da gasolina
A gasolina pode ser considerada uma mistura de hidrocarbonetos, principalmente octanas e octanas. Nafta é geralmente chamada de fração do petróleo cujo ponto de ebulição está entre 28 e 175 °C, embora essa faixa possa variar dependendo das necessidades comerciais de cada refinaria. Essa fração é subdividida em nafta leve (com ponto de ebulição de até cerca de 100 °C) e nafta pesada (o restante).
A nafta leve, que tem uma octanagem próxima a 70, é um dos componentes da gasolina. A nafta pesada, por outro lado, não possui a qualidade necessária para ser utilizada diretamente na produção de gasolina, por isso passa por um processo de reforma catalítica. Esse processo químico não apenas melhora a octanagem da gasolina pesada, mas também produz hidrogênio.
Além da nafta leve e da nafta reformada, outros componentes usados na formulação da gasolina comercial incluem nafta FCC, nafta leve isomerizada, gasolina de pirólise desbenzenizada, butano, butenos, MTBE, ETBE, alquilato e etanol. As fórmulas utilizadas em cada refinaria podem variar, mesmo dentro das mesmas empresas, dependendo das unidades de processamento disponíveis e da estação do ano (verão ou inverno).
A nafta FCC, obtida por meio do processo de craqueamento catalítico fluido (FCC) do óleo diesel pesado, pode conter até 1000 ppm de enxofre se não for refinada. Este tipo de nafta é composto por aproximadamente 40% de aromáticos e 20% de olefinas. Sua octanagem (MON/RON) é em torno de 80/93.
A nafta leve isomerizada é obtida a partir da nafta leve de destilação direta por meio de um processo que utiliza catalisadores sólidos à base de platina/alumínio ou zeólitas. Este componente é livre de enxofre, benzeno, aromáticos e olefinas, e sua classificação de octanagem (MON/RON) é em torno de 87/89.
A gasolina de pirólise desbenzenizada é um subproduto da produção de etileno a partir da nafta leve. É composto principalmente de 50% de aromáticos (como tolueno e xilenos) e 50% de olefinas (como isobuteno e hexeno). Contém aproximadamente 200 ppm de enxofre. O benzeno presente em sua composição geralmente é purificado e comercializado como matéria-prima petroquímica. As classificações de octanas (MON/RON) desta gasolina estão entre 85/105.
O alquilato é obtido a partir de isobutano e butenos, usando um processo que emprega catalisadores ácidos, como ácido sulfúrico ou ácido fluorídrico. Este componente é livre de enxofre, benzeno, aromáticos e olefinas, e sua classificação de octanagem (MON/RON) é em torno de 94/95.
Fórmula da gasolina
A fórmula química da gasolina não é uma fórmula única e fixa, pois é uma mistura complexa de muitos hidrocarbonetos. No entanto, a gasolina é composta principalmente de compostos orgânicos que têm entre 4 e 12 átomos de carbono. Os principais tipos de hidrocarbonetos presentes na gasolina incluem:
- Alcanos (parafinas) : Hidrocarbonetos saturados, como octano (C₈H₁₈) .
- Cicloalcanos (naftênicos) : Hidrocarbonetos cíclicos saturados.
- Aromáticos : Hidrocarbonetos com anéis de benzeno, como tolueno (C₆H₅CH₃) e xileno (C₆H₄(CH₃)₂) .
- Olefinas (alcenos) : Hidrocarbonetos insaturados, embora em quantidades menores.
A mistura varia de acordo com a refinaria, a estação e o tipo de gasolina, mas alguns dos principais componentes incluem:
- Octanagem (C₈H₁₈) : Componente importante da gasolina devido à sua octanagem, que é crucial para a combustão eficiente nos motores.
- Tolueno (C₆H₅CH₃) : Um hidrocarboneto aromático que melhora a octanagem.
Origem e extração
A nafta também é obtida pela conversão de frações pesadas de petróleo (gasóleo de vácuo) em unidades de processo chamadas FCC (craqueamento catalítico fluidizado) ou hidrocraqueamento.
Uma série de especificações devem ser atendidas para que o motor funcione corretamente, bem como outras especificações ambientais, ambas regulamentadas por lei na maioria dos países. A especificação mais característica é a octanagem, que indica sua tendência a detonar.
Existem diferentes tipos de gasolina comercial, classificados de acordo com sua octanagem. A gasolina mais vendida na Europa (2004) tem um MON mínimo de 85 e um RON mínimo de 95.
Geração de dióxido de carbono a partir da gasolina
Aproximadamente 2,36 kg de dióxido de carbono (CO 2 ) são gerados ao queimar 1 litro de gasolina que não contém etanol. 1 litro de óleo diesel gera 2,69 kg de CO 2.
A EIA dos EUA estima que o consumo de combustível para motores e gasolina (destilado) para transporte em 2015 resultou na emissão de aproximadamente 1,105 milhão de toneladas métricas de CO 2 e 440 milhões de toneladas métricas de dióxido de carbono, respectivamente, para um total de 1,545 milhão de toneladas métricas de CO 2 . Esse total foi equivalente a 83% das emissões totais de dióxido de carbono do setor de transporte dos EUA e equivalente a 29% das emissões totais de dióxido de carbono relacionadas à energia dos EUA em 2015.
A maior parte da gasolina vendida no varejo nos Estados Unidos contém cerca de 10% de etanol combustível (ou E10) por volume. A queima de um galão de E10 produz aproximadamente 17,68 libras (8,02 kg) de dióxido de carbono que é emitido pelo conteúdo de combustível fóssil.
Considerando as emissões de dióxido de carbono da combustão de etanol, cerca de 18,95 libras (8,60 kg) de dióxido de carbono são produzidos quando um galão de E10 é queimado. Cerca de 12,73 libras (5,77 kg) de dióxido de carbono são produzidos quando um galão de etanol puro é queimado.