Tecnologia Química
INDÚSTRIA PETROQUÍMICA
Tecnologia Química
Indústria Petroquímica
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A indústria petroquímica é a fonte da maior parte dos artigos de
consumo disponíveis no mundo moderno. O plástico, em todas as suas
variações, é petroquímica. Tecidos e fibras sintéticas, como a microfibra,
são produzidos com matérias-primas petroquímicas. A química fina,
base para medicamentos e insumos agrícolas, também vem da
petroquímica.
A indústria petroquímica desenvolveu-se rapidamente, tanto em termos
tecnológicos como de ocupação de mercado. Seu aparecimento data do
final do século 19, quando uma resina, a baquelite, foi desenvolvida
para substituir o marfim na produção de bolas de bilhar.
Sua origem está também na Primeira Guerra Mundial, quando cientistas
das nações em conflito começaram a pesquisar um substituto para a
borracha natural. Mais tarde, por volta de 1930, foi desenvolvida a
tecnologia que possibilitou pela primeira vez a produção de polietileno,
resina termoplástica empregada na fabricação de embalagens para
alimentos, brinquedos, utilidades domésticas e muitos outros produtos.
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Indústria Petroquímica
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Derivada do petróleo, a petroquímica substitui com
vantagens uma série de matérias-primas utilizadas pelo
homem há milhares de anos, como vidro, madeira, algodão,
celulose e metais.
Ao substituir matérias-primas de origem animal, como
couro, lã e marfim, possibilita o acesso a bens de consumo
pela população de baixa renda.
lém disso, a petroquímica ensejou o surgimento de novas
demandas, como os produtos descartáveis, artigos para o
lazer e os novíssimos eletro-eletrônicos.
Na área médica, por exemplo, as aplicações são inúmeras
e revolucionárias: próteses plásticas, bolsas de sangue,
material descartável, artigos cirúrgicos, entre outros.
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Indústria Petroquímica no Brasil
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O Pólo Petroquímico de São Paulo está localizado nas cidades de
Santo André e Cubatão, no estado de São Paulo. A PQU - Petroquímica
União iniciou suas operações em 1972, tem a capacidade de produção
instalada de 500 mil toneladas por ano de eteno e tem quarenta
indústrias de segunda geração.
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O Pólo Petroquímico de Camaçari está localizado em Camaçari, na
Bahia. A COPENE iniciou suas operações em 1978, tem a capacidade
de produção instalada de 1,2 milhão de toneladas por ano de eteno e
tem 423 indústrias de segunda geração.
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O Pólo Petroquímico do Sul está localizado na cidade de Triunfo, no Rio
Grande do Sul. A COPESUL (Companhia Petroquímica do Sul) iniciou
suas operações em 1982, tem a capacidade de produção instalada de
1,135 milhão de toneladas por ano de eteno e tem oito indústrias de
segunda geração.
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CADEIA PETROQUÍMICA
Petroquímicos
Tecnologia Química
Processo Petroquímico
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Unidade de Fracionamento de Nafta : Esta unidade recebe nafta bruta como
carga e destina-se unicamente a separar desse material um corte médio (nafta
média.
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Unidade de Pirólise de Nafta e Recuperação Olefinas: Destina-se à produção
de olefinas gasosas, particularmente o etileno, utilizando como matéria-prima a
nafta bruta, além das naftas leve e pesada.
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Unidade de Hidrogenação de Gasolina de Pirólise: Destina-se a hidrogenar a
gasolina de pirólise, eliminando os produtos olefínicos.
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Unidade de Extração de Butadieno: Nesta unidade é processada a corrente C4,
da qual é extraído o produto final butadieno 1,3.
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Unidade de Hidrotratamento e Reforma Catalítica de Nafta: Na unidade de
reforma catalítica de nafta os compostos naftênicos presentes na nafta média,
são transformados em produtos aromáticos, produzindo uma corrente chamada
reformado.
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Processo Petroquímico
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Unidade de Extração de Aromáticos: Nesta unidade é processada a gasolina de
pirólise hidrogenada. Os compostos aromáticos presentes nestas duas
correntes são separados dos demais por extração, obtendo-se uma corrente
chamada extrato aromático.
Unidade de Fracionamento de Aromáticos: A mistura de aromáticos obtida na
unidade anterior é fracionada nesta unidade, obtendo-se os produtos finais
benzeno, tolueno, orto-xileno e xilenos mistos, além de uma corrente de
aromáticos pesados.
Unidade de Hidrodealquilação de Aromáticos: Tem por finalidade transformar
aromáticos mais pesados (tolueno, xilenos ou mesmo C9 ou C10 aromáticos)
em benzeno.
Unidade de Isomerização de Xilenos: A função desta unidade é aumentar o teor
de orto-xileno em parte da corrente de xilenos mistos, retornando para um novo
fracionamento.
Unidade de Fracionamento de Aromáticos Pesados: Tem por finalidade separar
os componentes da corrente de aromáticos pesados produzindo os
alquilbenzenos AB-10 e AB-11.
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Indústria Petroquímica
Tecnologia Química
Pirólise da Nafta
Fracionamento
da Nafta
Armazenamento
de Butadieno
Hidrogenização de
Gasolina de Pirólise
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Pólo Industrial de Camaçari
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LOCALIZAÇÃO REGIONAL
PÓLO
CETREL
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Pólo Industrial de Camaçari
Localização:
Município de Camaçari
4,5 Km de Camaçari
6,5 Km de Dias D’Ávila
45 Km de Salvador
27 Km da Refinaria Landulpho Alves
24 Km do Porto de Aratu
Outros Segmentos Industriais:
Celulose
Têxtil
Bebidas
Metalurgia do Cobre
Serviços
Automotivo
Área Ocupada
235 Km2
Início de Operação
29/06/1978
Empresas em Operação
60, sendo 34 químicas
e petroquímicas
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Pólo Industrial de Camaçari
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Investimento Total:
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– US$ 10 bilhões
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– 25% da Arrecadação
Estadual
– Mais de 90% do ICMS de
Camaçari
Mão-de-obra:
– 12 mil empregos diretos
– 11 mil empregos (empresas
contratadas)
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Faturamento Global:
– US$ 5 bilhões/ano
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15% do PIB Baiano
Exportações:
– Média de US$ 600
milhões/ano
– 35% das exportações
baianas
Capacidade Instalada:
– 8 milhões toneladas/ano
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Impostos:
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Mercado Externo:
– Estados Unidos, América
Latina, Japão,
– Europa Ocidental
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Complexo Industrial
PETROBRÁS (RLAM/RPBA)
Funcionamento
Integrado
Gás Natural e Nafta
BRASKEM – INSUMOS BÁSICOS
(MATÉRIA-PRIMAS E UTILIDADES)
ABB
MANUTENÇÃO
INDUSTRIAL
Produtos
Básicos e
Utilidades
CETREL
EMPRESA DE PROTEÇÃO
AMBIENTAL
DEMAIS INDÚSTRIAS
(2a GERAÇÃO)
PORTO DE ARATU
Produtos Intermediários
INDÚSTRIAS DE
TRANSFORMAÇÃO
Produtos Finais
EXPORTAÇÕES
CONSUMIDOR
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Produtos Químicos e Petroquímicos
Principais Aplicações:
Plásticos
Resinas e Pigmentos
Borrachas e Fibras Sintéticas
- Embalagens
- Produtos de Limpeza (detergentes)
- Tintas
- Mobiliários
- Utilidades Domésticas
- Materiais de Construção
- Corantes
- Defensivos Agrícolas
- Medicamentos
- Fertilizantes
- Vestuário
- Calçados
- Componentes Industriais (Indústria eletrônica, de Informática,
automobilística e aeronáutica)
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Capacidade da BRASKEM Camaçari
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Central Petroquímica:
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1,200 milhão t/ano de eteno
590 mil t/ano de propeno
163 mil t/ano de butadieno
445 mil t/ano de benzeno
55 mil t/ano de tolueno
64 mil t/ano de orto-xileno
200 mil t/ano de para-xileno
80 mil t/ano de xileno misto
24 mil t/ano de buteno 1
18 mil t/ano de isopreno
19 mil t/ano de DCPD
(Diciclopentedieno)
– 146 mil t/ano de MTBE
– 125 mil t/ano de Coperaf-1
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Central de Utilidades:
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–
–
–
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Água clarificada :7.300 m3/h
Água desmineralizada: 2.000 m3/h
Vapor: 2.300 t/h
Energia elétrica: 523 MVA
Ar comprimido: 60.000Nm3/ h
Gasolina Automotiva
– 50 mil m3/mês
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Resinas - 2ª geração:
– 330 mil t/ano (PEAD)
– 30 mil t/ano de (PE-UHMW)
– 65 mil t/ano de PET
– 250 mil t/ano de PVC
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INDÚSTRIA DOS PLÁSTICOS: PVC
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CADEIA PETROQUÍMICA
Petroquímicos
Tecnologia Química
Plásticos
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O emprego de plásticos é cada vez maior. Coisas que até
pouco tempo eram feitas de metal hoje são feitas de
plástico. Madeiras, vidros, tecidos e até papel foram
substituídos por plásticos.
As principais vantagens dos plásticos são as seguintes:
–
–
–
–
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mais leves,
mais duráveis,
mais fáceis de moldar,
e não o são atacados pela água.
Um exemplo disso são os sacos plásticos para embalagem.
hoje se usa saco plástico para embalar quase tudo.
A quantidade de plástico usada è enorme. É por isso que
existe muita preocupação na reciclagem do plástico.
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Polímeros
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São materiais de origem natural, artificial (polímeros naturais modificados) ou
sintética, de natureza orgânica ou inorgânica, constituídos por muitas
macromoléculas, sendo que cada uma dessas macromoléculas possui uma
estrutura interna em que há a repetição de pequenas unidades (meros). A
palavra polímero vem do grego, significando: Poli = muitas; Meros= partes,
unidades de repetição.
Quanto à forma final de utilização, os polímeros podem ser divididos em
plásticos, fibras poliméricas, borrachas (ou elastômeros),espumas, tintas e
adesivos.
Os plásticos podem ser subdivididos em duas categorias, segundo seu
comportamento tecnológico diante das condições de processamento:
– Termoplásticos: materiais plásticos que apresentam a capacidade de ser
repetidamente amolecidos pelo aumento de temperatura e endurecidos pelo
resfriamento.
– Termofixos ou termorrígidos: materiais plásticos que, quando curados, com ou sem
aquecimento, não podem ser reamolecidos por meio de um aquecimento posterior.
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Tipos de Plásticos
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Reciclagem de Plásticos
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Os plásticos são substâncias inertes, não reagem com nada. De um
lado isso é bom, pois torna os objetos de plástico muito duráveis. Por
outro lado, quando um material plástico é jogado no lixo, torna-se um
problema. O plástico fica ali por muitos e muitos anos, pois não é
atacado pela chuva, pelos raios solares nem por micróbios. Por essa
razão ele é um poluente bastante sério. Por isso é importante não jogar
fora artigos de plástico, mas reciclar. A reciclagem de plásticos não é
fácil.
O reaproveitamento dos termoplásticos é até certo ponto simples, uma
vez que podem ser derretidos e transformados em outros objetos. Os
termofixos são mais problemáticos, pois não podem ser derretidos; são
cortados.
Por isso, na reciclagem, os plásticos precisam ser separados quanto ao
tipo. não se pode misturar plásticos.
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PVC E SUA UTILIZAÇÃO
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O PVC é o segundo termoplástico mais consumido em todo
o mundo, com uma demanda mundial de resina superior a
27 milhões de toneladas no ano de 2001, sendo a
capacidade mundial de produção de resinas de PVC
estimada em cerca de 31 milhões de toneladas ao ano.
Dessa demanda total, 22% foram consumidos nos Estados
Unidos, 22% nos países da Europa Ocidental e 7% no
Japão. O Brasil foi responsável pelo consumo de cerca de
2,5% da demanda mundial de resinas de PVC.
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Principais aplicações do PVC no Brasil (2001)
Tecnologia Química
Tempo aproximado de vida em serviço de produtos de
PVC, em função do percentual de aplicação.
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Eteno
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O Eteno ou etileno é obtido por meio de processos
convencionais da indústria petroquímica a partir de
petróleo, gás natural ou etanol.
Frações dessas matérias-primas são ricas em
hidrocarbonetos leves, particularmente etano, propano e
butano, os quais são convertidos em eteno e propeno por
processos de craqueamento, nos quais ocorrem
desidrogenação e quebra das moléculas dos
hidrocarbonetos saturados.
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Cloro
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A matéria-prima básica desse processo é o sal comum, da terra ou
cloreto de sódio, cujas reservas mundiais são estimadas em cerca de
37 quatrilhões de toneladas. A demanda mundial de cloro é da ordem
de 80 milhões de toneladas anuais, das quais aproximadamente 34%
são utilizadas na produção de PVC.
A produção do cloro é feita por meio da eletrólise do cloreto de sódio
(sal comum) em meio aquoso, ou seja, na forma de salmoura altamente
saturada. Nesse processo, o gás cloro é liberado no ânodo da célula
eletrolítica, enquanto o hidróxido de sódio (soda cáustica) e o gás
hidrogênio são produzidos no cátodo.
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Monômero cloreto de vinila (MVC)
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A produção do monômero cloreto de vinila (MVC) é realizada por meio de
duas rotas principais.
– A rota do eteno/cloro ou processo balanceado é a mais amplamente utilizada
em escala mundial.
– Apesar de a rota do acetileno apresentar a vantagem de menor custo de
instalação da planta de produção, o custo do acetileno derivado do petróleo é
maior que o do eteno, o que a torna economicamente pouco viável.
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Reações de Obtenção do MVC)
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Processo de Polimerização em Suspensão
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No processo de polimerização em suspensão, o MVC é disperso na forma de
gotas de diâmetro entre 30 e 150 mm, em meio a uma fase aquosa contínua, por
agitação vigorosa e na presença de um colóide protetor, também chamado
dispersante ou agente de suspensão.
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Plantas comerciais de polimerização em suspensão utilizam reatores de batelada
cujo tamanho aumentou significativamente ao longo dos anos.
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A reação de polimerização do cloreto de vinila é extremamente exotérmica, e a
capacidade de remoção de calor do meio reacional é geralmente o fator limitante
para redução dos tempos de reação por batelada.
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O carregamento do reator geralmente é iniciado com água desmineralizada,
aditivos de polimerização, dispersantes (na forma de solução) e iniciadores.
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Uma vez que a reação é iniciada, o reator deixa de ser aquecido e passa a ser
resfriado, pois a reação é exotérmica.
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Sendo a conversão da reação atingida, geralmente na faixa dos 75 aos 95%, a
reação é encerrada e o monômero remanescente é recuperado.
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A resina seca é então peneirada para retenção de partículas extremamente
grosseiras e armazenada em silos.
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Processo de Polimerização em Suspensão
Tecnologia Química
Moldagem por Extrusão
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O processo de moldagem por extrusão é uma das técnicas
de processamento mais úteis e das mais utilizadas para
converter compostos de PVC em produtos comerciais.
Considera-se que entre 45 e 50% de todos os produtos de
PVC são obtidos por meio do processo de moldagem por
extrusão.
A capacidade do PVC de aceitar várias modificações por
meio da incorporação de aditivos permite seu uso numa
ampla diversidade de produtos, dentre os quais filmes para
embalagens, fios e cabos elétricos, chapas, perfis diversos
e tubos.
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Moldagem por Extrusão
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Extrusão de tubos rígidos de PVC
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O processo de produção de tubos
rígidos de PVC inicia-se na extrusora,
responsável pela gelificação,
plastificação e homogeneização do
composto originalmente na forma de
pó.
Uma vez fundido, o composto alimenta
a matriz, responsável pela conformação
do material na forma do produto final. À
saída da matriz encontra-se um
calibrador a vácuo, o qual resfria o
material fundido e dá dimensões ao
produto final.
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Processo de produção de filmes de PVC
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Moldagem por Injeção
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Produtos típicos de PVC obtidos por meio de moldagem por injeção são
conexões, alguns acabamentos de perfis, solados de calçados e peças
técnicas diversas.
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Moldagem por Sopro
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O princípio geral de moldagem
por extrusão-sopro consiste em
extrudar verticalmente o
composto de PVC fundido na
forma de um tubo ou mangueira,
expandindo-o no interior de um
molde oco bipartido por meio da
injeção de ar comprimido e
forçando-o a assumir o formato
interior do molde.
Uma vez resfriado o produto é
extraído do molde e tem início
um novo ciclo de moldagem.