Gás liquefeito de petróleo (GLP)

Formado por uma mistura de gases derivados do petróleo, o GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) é inflamável e exige muitos cuidados em seu manuseio.

• Define-se como gás liquefeito do petróleo, GLP, a mistura formada, em sua quase totalidade, por moléculas de carbono e hidrogênio (hidrocarbonetos) de três a quatro átomos de carbono que, embora gasosos nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), podem ser liquefeitos por resfriamento e/ou compressão.

O GLP é incolor e, desde que tenha baixo teor de enxofre, é inodoro. Neste caso, uma pequena quantidade de um composto à base de enxofre lhe é adicionado a fim de lhe conferir odor facilmente identificável, para o caso de uma eventual situação de vazamento.

• Os constituintes mais importantes do GLP são: propano (C3H8); propeno (C3H6); isobutano (C4H10); n-butano (C4H10); e buteno (C4H8). O poder calorífico do propano é de 49.952 kJ/kg (11.934 kcal/kg) enquanto o do butano é de 49.255 kJ/kg (11.767 kcal/kg) e o da gasolina é de 40.660 kJ/kg (9.714 kcal/kg). 

Os componentes do GLP podem ser comercializados separadamente como propano e propeno, butanos e butenos. A queima do GLP é limpa, comparada aos combustíveis mais pesados, com reduzido nível de emissão de particulados, SOx e NOx. Produz também baixo nível de emissões de CO2 por sua alta proporção Hidrogênio/Carbono.

• A relação entre o volume do GLP gasoso e líquido é de cerca de 250, o que faz com que o GLP comprimido e liquefeito ocupe pouco espaço. Quando se usa o GLP, este é vaporizado lenta e seguramente através da abertura da válvula instalada na saída do recipiente de armazenamento (botijão). Assim, o GLP pode ser utilizado numa residência como fonte de energia para o cozimento dos alimentos, aquecimento de água durante um longo período de tempo.

O uso do GLP na forma líquida foi proposto por Walter Snelling em 1911, quando este produziu propano e butano liquefeitos e propôs um sistema de armazenamento e distribuição destes combustíveis. O método de produção proposto por Snelling foi patenteado em 1913.

• Além dos hidrocarbonetos de 3 a 4 átomos de carbono, podem ainda ocorrer no GLP pequenas quantidades de compostos mais leves (etano) e/ou mais pesados (pentanos).

A presença de etano (C2H6), é restrita no GLP porque torna difícil a liquefação do produto nas condições de armazenamento do GLP. O etano, normalmente, está presente no gás combustível, junto com o metano.

• Por outro lado, os mais pesados, como o n-pentano (C5H12) estão restritos no GLP porque dificultam a vaporização do produto e a sua queima completa, podendo levar à ocorrência de fuligem. Normalmente, n-pentano e hidrocarbonetos mais pesados estão presentes na gasolina.

O GLP pode ser transportado e armazenado como líquido e quando liberado, é vaporizado e é queimado como gás. O GLP pode ser facilmente levado do estado líquido para o estado gasoso e vice versa. Esta característica faz do GLP um combustível único.

• O gás de petróleo liquefeito (GPL), também chamado de gás liquefeito de petróleo (GLP), é uma mistura de gases de hidrocarbonetos utilizado como combustível em aplicações de aquecimento (como em fogões) e veículos.

O GPL é a mistura de gases condensáveis presentes no gás natural ou dissolvidos no petróleo. Os componentes do GPL, embora à temperatura e pressão ambientais sejam gases, são fáceis de condensar. Na prática, pode-se dizer que o GPL é uma mistura dos gases propano e butano.

• O propano e o butano estão presentes no petróleo (crude, bruto) e no gás natural, embora uma parte se obtenha durante a refinação de petróleo, sobretudo como subproduto do processo de craqueamento catalítico (FCC, da sigla em inglês Fluid Catalytic Cracking).

O gás liquefeito de petróleo (GLP) é combustível fóssil não-renovável e que ode se esgotar de um dia para o outro, assim como os demais tipos de combustíveis fósseis, caso não sejam utilizados com planejamento e sem excessos. O GLP é obtido como um subproduto do refino de petróleo ou gás natural e é composto basicamente por propano e butano, com pequenas quantidades de propileno e butileno. Estes elementos pertencem à categoria de hidrocarbonetos; o Gás Liquefeito de Petróleo conta com três ou quatro átomos de carbono e hidrocarbonetos, além de quantidades insignificantes de outros tipos de hidrocarbonetos. 

• O que causa um odor característico no gás GLP é o ethanethiol, um elemento combinado ao GLP que lhe confere um cheiro bem forte, justamente para que os vazamentos possam ser detectados facilmente e em tempo hábil. Embora estes sejam os componentes padronizados do Gás Liquefeito de Petróleo, a porcentagem de cada um é diferente de época para época. 

Nos verões a percentagem de butano é maior do que o de propano; já no inverno, o percentual de gás propano é maior do que o percentual de butano. Devido à sua composição, que é rica em hidrocarbonetos, o gás natural de petróleo, muito conhecido também como gás de cozinha, se evapora quando em pressão e temperatura normais, por isso se conservar sob pressão. 

• O GPL pode ser armazenado em botijões especiais e utilizado em ambiente industrial, comercial ou residencial, o que o torna bastante popular. A temperatura na qual o gás liquefeito de petróleo é convertido para o estado líquido é chamada de pressão de vapor. Para permitir a expansão térmica do GLP, os botijões não ficam preenchidos com o GPL completamente. Em vez disso, aproximadamente 15% a 20% do recipiente é mantido vazio para que o aumento do volume do GLP não exerça muita pressão nas paredes do botijão.

Usos do gás de petróleo liquefeito (GPL):

A principal aplicação do GLP, em nível mundial, é no cozimento de alimentos, representando no Brasil cerca de 80% do consumo deste derivado. Como uso doméstico, podemos citar ainda a calefação da água, o aquecimento de ambientes e atividades de lazer. Pode também ser utilizado como matéria-prima nos seguintes segmentos:

• Comercial: hospitais, lavanderias, restaurantes, padarias, hotelaria, cozimento de alimentos, aquecimento de água, esterilização e climatização.
• Siderúrgico: fundição, corte e solda de metais (custo menor que o acetileno, seu competidor);
• Petroquímico: fabricação de borracha, polímeros, álcoois e éteres;
• Combustível industrial: indústria de vidros (moldagem, solda e acabamento), indústria cerâmica (queima e secagem), indústria de papel e celulose (secagem) e indústria alimentícia;
• Agropecuário: secagem de grãos, controle de pragas e queima ervas daninhas, aquecimento e esterilização de ambiente de criação de animais;

No Brasil, o uso do GLP é proibido nas seguintes aplicações:

• Uso automotivo – permitido apenas em empilhadeiras;
• Motores de qualquer espécie, caldeiras, saunas e piscinas.

O GLP é comercializado em recipientes (botijões), cuja capacidade varia de 2 a 90 kg de produto liquefeito. A principal motivação para esta forma de fornecimento é a portabilidade e conveniência de uso em residências, indústrias e locais remotos.

• O GLP é utilizado como combustível em veículos, como gás empregado para cozinhar e também como um gás refrigerante, com a finalidade de que o uso dos clorofluorcarbonos possa ser evitado, uma vez que causam a destruição da camada de ozônio. 

Os hidrocarbonetos como fluidos refrigerantes em aparelhos de ar condicionado domésticos ou de veículos são uma boa opção, pois são mais eficientes em termos energéticos e necessitam de menos pressão; contudo, há sempre o risco de incêndio pelo fato de o GLP ter alto grau de inflamabilidade. O GLP industrial como um refrigerante também é muito barato e não ocasiona efeito estufa como outros tipos de gases.

Vantagens e Desvantagens do GLP (gás liquefeito de petróleo):

• Há muitas vantagens em relação ao uso e à produção do gás GPL, uma vez que este tipo de gás é mais favorável ao meio ambiente e possui teor de carbono menor se comparado a outros combustíveis de carbono. O GLP também oferece uma vantagem adicional: aumentar a longevidade do motor do veículo.

Mesmo com os diversos benefícios do GLP proporcionados ao meio ambiente em detrimento das baixas emissões e por ser uma forma de energia mais limpa, o GLP também apresenta algumas desvantagens, que estão relacionadas com o fato de que este tipo de gás á altamente inflamável. Qualquer tipo de vazamento pode provocar explosões e acidentes fatais, por isso mesmo, o armazenamento correto e o respeito às questões de segurança são fatores essenciais em toda planta de produção de gás liquefeito de petróleo, ou gás de cozinha. 

• O GPL é também muito volátil e tem altas chances de ocorrência de vaporização. O que causa um odor característico no gás GLP é o ethanethiol, um elemento combinado ao GLP que lhe confere um cheiro bem forte, para que os vazamentos possam ser detectados. 

Descrição:

• O GPL ou GLP é um dos sub-produtos do petróleo como a gasolina, diesel e os óleos lubrificantes, sendo retirado do mesmo através de refino em uma refinaria de petróleo. Torna-se liquefeito apenas quando é armazenado em bilhas/botijões ou tanques de aço em pressões de 6 a 8 atmosferas (6 a 8 kgf/cm²). Para sua armazenagem são utilizados recipientes fabricados em aço de várias capacidades volumétricas e formas. 

Na construção desses recipientes utilizam-se materiais com capacidade mecânica para aguentarem pressões de até 17 kgf/cm², por dois principais motivos: segurança com relação a eventuais possibilidades de rompimento (manuseio inadequado ou excesso de pressão no enchimento) e facilitação da vaporização do produto que é essencial para a sua utilização. Todos os recipientes que contém GLP são cheios até 85% de sua máxima capacidade. Os outros 15% de espaço livre é utilizado na vaporização do produto que ocorre com a troca de calor entre a parede do recipiente e o GLP armazenado na forma líquida - vaporização natural. Quanto maior a temperatura externa do recipiente maior a velocidade de vaporização do GLP.

• A vaporização também é diretamente proporcional à quantidade de superfície de contato do recipiente com o GLP (parede molhada). Por exemplo: um botijão de 13 kg de GLP, considerada uma temperatura externa constante, vaporizará mais gás quando cheio do que quando estiver com 50% de sua carga, pois o GLP terá apenas a metade da superfície de contato com o recipiente para a sua possível troca de calor e eventual vaporização do líquido. Em grandes consumos, onde não é suficiente a vaporização natural para atender a demanda, são utilizados aparelhos chamados de vaporizadores que possibilitam a vaporização do produto.

O princípio básico de um vaporizador é o seguinte: o GLP passa por dentro do aparelho através de um duto aquecido, geralmente por uma resistência elétrica, troca calor com este duto aquecido e vaporiza-se permitindo o atendimento da demanda, o que chama-se vaporização forçada.

• O GLP é formado por vários hidrocarbonetos sendo os principais o propano e o butano. Uma molécula de propano é caracterizada pela presença de três átomos de carbono e oito átomos de hidrogênio (C3H8). Já o butano, pela presença de quatro átomos de carbono e dez átomos de Hidrogênio (C4H10). Portanto, uma molécula de butano é mais pesada do que uma molécula de propano e a sua tendência em uma mistura é a de ficar depositada no fundo do recipiente de armazenagem. Ao percentual de mistura desses gases chama-se no jargão densidade (relacionado ao conceito de densidade, relacionado à massa por volume). 

Quanto maior a presença percentual de propano na mistura, menor a densidade do produto e, é claro, consequentemente menor o peso do mesmo. Ao contrário, quanto maior o percentual de butano na mistura maior a densidade e consequentemente o seu peso.

Butano

Propano + Butano = GLP

Produção:

O GLP pode ser produzido por diversos processos, quais sejam:

• A destilação atmosférica do petróleo (óleo cru) – ao separarmos o petróleo em frações com temperaturas crescentes de ebulição, a fração mais leve é o gás combustível (constituído principalmente de metano e etano). A fração seguinte é o GLP, que representa de 1 a 2% do petróleo;
• O fracionamento do gás natural – quando uma companhia extrai o gás natural do subsolo, a maior parte deste (até 90%) é metano, contendo ainda hidrocarbonetos mais pesados como etano, propano, butanos, pentanos e mais pesados. O fracionamento do gás natural gera como subprodutos o GLP e o líquido de gás natural (LGN), componente da gasolina;
• Os processos de fundo de barril, nos quais as frações pesadas do petróleo são transformadas em frações mais leves: GLP, gasolina e óleo Diesel. Entre tais processos, encontram-se o Craqueamento Catalítico

Fluido (FCC) e o Coqueamento Retardado, sendo que o FCC é responsável por grande parte da produção de GLP no Brasil.

Cuidados para manutenção da qualidade:

• A qualidade do GLP comercializado nos postos de distribuição ou nas vendas a granel é resultado da ação dos vários segmentos ao longo da cadeia em que o combustível é transportado, armazenado e utilizado.

Da refinaria ou terminal até o consumidor final, o GLP percorre um longo caminho, envolvendo processos relativamente simples de transferências e armazenamentos. Um caminho típico do GLP até o consumidor final é o seguinte:

• O GLP produzido ou importado fica armazenado em vasos de pressão que podem ser esferas, cilindros ou até mesmo navios-tanque. Antes de ser transferido para as distribuidoras, o produto é amostrado e certificado, comprovando-se a sua adequação à especificação de venda. A partir deste ponto, geralmente não há mais nenhum controle sistemático das características do produto, razão pela qual cuidados adicionais devem ser observados para que problemas não aconteçam;
• A transferência do GLP até o parque de armazenamento da distribuidora, onde o mesmo também fica estocado em cilindros ou esferas, se dá por meio de bombeio via dutos ou por carregamentos de caminhões ou vagões-tanque;
• Todos os cilindros onde o GLP e os demais gases forem armazenados devem ser limpos e utilizados apenas para esta finalidade. Os caminhões ou vagões também devem ser específicos para este serviço para assegurar a integridade desses produtos;
• Deve-se prever uma limpeza periódica de todos os recipientes de GLP e demais gases, pois, ao longo do tempo pode ocorrer acúmulo de compostos mais pesados no fundo dos mesmos.

Aspectos de segurança, meio ambiente e saúde:

• Todas as recomendações de armazenamento, manuseio e utilização segura do GLP estão contidas na correspondente Ficha de Informação de Segurança do Produto Químico (FISPQ).

Para efeito de transporte, o GLP tem o número de identificação 1075 (gás liquefeito de petróleo), conforme classificação da ONU, adotada pelo Ministério dos Transportes. Sendo considerada como carga perigosa, as pessoas envolvidas com seu transporte devem estar devidamente treinadas e capacitadas para realizar tais operações. Conforme citado anteriormente, o GLP é um combustível de queima relativamente limpa. Isto porque:

• Combustíveis gasosos como o gás liquefeito de petróleo misturam-se facilmente com o oxigênio (pois ambos estão na fase gasosa), quando comparados com combustíveis líquidos ou sólidos (gasolina, diesel, óleo combustível, carvão). Assim, a sua queima é rápida e eficiente, gerando menor quantidade de resíduos (fuligem);
• Por possuir teores mais altos de hidrogênio em suas moléculas, comparativamente aos combustíveis líquidos, sua combustão gera menor emissão de CO2 e NOx;
• Por possuir baixíssimos teores de enxofre em sua composição, geram também emissões mais baixas de óxidos de enxofre (SOx).

No entanto, o GLP é um produto inflamável, mais pesado do que o ar e, quando vaza, como tende a se concentrar em pontos mais baixos, há grande risco de incêndio. É um produto asfixiante devendo-se tomar diversas medidas de segurança no manuseio e utilização do produto. Estas medidas serão discutidas a seguir.

Armazenamento:

• Manter um gás pressurizado com uma redução de volume de cerca de 250 vezes, requer o uso de recipientes que aguentem a pressão superior a necessária para essa compressão (1.500 kPa ou 15 kgf/cm2). 

No caso de rompimento desses recipientes, pode ocorrer uma explosão, com vítimas fatais. Os recipientes devem atender à norma brasileira NBR 8460 - Recipiente Transportável de Aço para Gás Liquefeito de Petróleo (GLP)

Requisitos e Métodos de Ensaio:

• Instruções específicas existentes em algumas localidades devem ser rigorosamente seguidas. Estas abrangem recomendações sobre afastamento adequado, facilidade de acesso, equipamentos de combate a incêndio, sistema de aterramento, etc.

Segurança na utilização:

• O GLP não é corrosivo, poluente e nem tóxico, mas se inalado em grande quantidade produz efeito anestésico e também asfixia, pois empurra o gás respirável do ambiente em que se encontra. O GLP não possui cor nem odor próprio, mas por motivo de segurança nele é adicionado a substância (Mercaptano ou Tiol) ainda nas refinarias, para facilitar sua detecção.

O mercaptano é adicionado ao gás de cozinha,o qual proporciona aquele cheiro desagradável quando há vazamento,já que os dois gases que misturados (propano e butano), que são os combustíveis, são inodoros (O mercaptano serve para facilitar a detecção de um vazamento já que os gases inodoros são extremamente perigosos).

• Grupo mercaptano são compostos orgânicos que contêm o grupo –SH (designado por grupo tiol, grupo mercaptano ou grupo sulfidrilo).

Os tióis são semelhantes aos álcoois excepto no fato de o átomo de oxigênio ser substituído pelo átomo de enxofre. O nome de um tiol é precedido do nome do hidrocarboneto: ex. etanotiol (C2H5SH). 

• O seu cheiro forte e desagradável é uma propriedade característica. Por exemplo, o cheiro do alho (prop-2-eno-1-tiol), o da cebola (propanotiol) e o odor de gambá (3-metil-butanotiol) tem o enxofre na sua composição.

Oficina de requalificação de botijões de gás GLP (gás liquefeito de petróleo).