PROCESSO PETROQUÍMICOS PARTE 2_TEMA 2

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Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt 
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2.processos da indústria petroquímica de 1ª geração; produtos 
petroquímicos básicos; 
 
COMPETÊNCIAS 
Aprender: 
- a identificar os principais químicos e processos voltados a indústria 
petroquímica; 
- ser capaz de formular e conceber soluções de engenharia, bem como 
assimilar os principais equipamentos e acessórios que compõem um 
processo físico e químico, bem como entendimento do fluxo de 
processo, as principais operações, controles e serviços necessários a 
uma petroquímica de 1° geração; 
- sobre os principais players da cadeia petroquímica no Brasil. 
 
INTRODUÇÃO 
A petroquímica desenvolve materiais básicos que devem sofrer outras 
conversões químicas para se transformarem em fertilizantes, como a 
amônia; ou em plásticos, cujas variedades e quantidades crescem de 
ano para ano; ou em borracha, todas as suas variedades; em fibras, 
especiais náilon, poliésteres e acrílicas; e, com importância crescente, 
em tintas (SHREVE, 1997). 
O primeiro produto petroquímico, fora o negro de fumo utilizado com 
carga em pneumáticos, foi o álcool isopropílico, produzido pela 
Standard Oil (hoje ExxonMobil) em 1920 (SHREVE, 1997). De lá para 
cá, nesses 100 anos, este setor muito se desenvolveu. 
O presente tema, que iremos desenvolver nesse capítulo, será a 
indústria petroquímica de 1° geração, ou seja, a primeira rota de alguns 
insumos oriundos do refino do petróleo e gás. 
 
2.1. PETROQUÍMICA NO BRASIL 
O setor petroquímico brasileiro encontra-se distribuído basicamente em 
três polos: Mauá, em São Paulo; Camaçari, na Bahia; e Triunfo, no Rio 
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Grande do Sul. Os três polos utilizam nafta petroquímica, parte 
produzida pela Petrobras (cerca de 70%) e parte importada diretamente 
pelas próprias centrais (cerca de 30%). A partir do segundo semestre 
de 2005, começaram as operações da Rio Polímeros S.A., o mais novo 
empreendimento petroquímico centrado apenas na produção de eteno 
e polietilenos, no Rio de Janeiro, diferenciando-se dos demais por 
utilizar como matéria-prima o etano e o propano contidos do gás natural 
extraído pela Petrobras da Bacia de Campos (BNDES, 2005). 
Na figura 1 uma visão geral da indústria petroquímica. 
 
Figura 1 - Esquema simplificado da cadeia produtiva petroquímica, 
adaptado ABIQUIM (BNDES, 2005). 
Nos três polos petroquímicos brasileiros são empregados cerca de 2 
milhões de pessoas, gerando 10% do PIB Industrial, é a 8° maior 
indústria química do mundo, o 3° maior setor industrial do mundo e gera 
um faturamento líquido de US$ 75 bilhões (SINPROQUIM, 2018). 
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Na figura 2 uma apresentação da longa cadeia da atividade que advém 
do petróleo e passa pela petroquímica, abastecendo inúmeras 
empresas, segmentos e gerando milhões de empregos. 
 
Figura 2 – segmentos que advém do petróleo e passam pela 
petroquímica, adaptados ABIQUIM (SINPROQUIM, 2018) 
 
2.2. INSUMOS DE 1° GERAÇÃO 
Como apresentado no tema 1, os derivados do petróleo serão inúmeros, 
onde alguns estarão prontos para o consumo e outros necessitando de 
processamento. Desses produtos da indústria do petróleo, as refinarias, 
ou as companhias de gás natural, produzem as matérias primas básicas 
como o GLP, gás natural, gás dos processos de craqueamento, os 
destilados líquidos (C4 a C9), os destilados de processos de 
craqueamento especiais e as frações cíclicas aromáticas. Estas 
misturas são usualmente separadas nos seus constituintes nas 
refinarias de petróleo e convertidas quimicamente nos percursores 
reativos, antes de serem sujeitas às conversões químicas necessárias 
para a fabricação dos diversos petroquímicos usados ativamente por 
milhares de indústrias, nas quantidades necessárias. 
Para obtenção de MTBE (MetilTércioButilÉter), utilizado como aditivo 
para substituir o álcool e o poluente tetraetila de chumbo na gasolina, 
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será necessário o recebimento de metanol para o preparo deste 
precursor petroquímico. Em agosto de 2016, a última fabricante de 
metanol brasileira suspendeu sua produção em razão da queda de 
preços dessa commodity no mercado internacional e do alto custo do 
gás natural (que representa mais de 80% do custo de produção do 
composto). O boom do shale gas (gás de xisto) na América do Norte 
tornou a produção de metanol nessa região altamente competitiva, 
gradativamente inviabilizando a produção no Brasil. O resultado é que 
todo o metanol usado no país – algo perto de 1 milhão de toneladas por 
ano – é atualmente importado. Curiosidade, desse total, cerca de 500 
milhões são aplicados na produção de biodiesel (TNPETROLEO, 
2020). 
 
2.3. PROCESSOS DA 1° GERAÇÃO 
A indústria de primeira geração, também chamada de central de 
químicos ou craqueadores, tem como principal objetivo realizar 
operações de fracionamento das correntes apresentadas como 
insumos no item 2.2, purificação e conversões químicas. 
O principal insumo, a nafta ou o gás natural, são transformados em 
petroquímicos básicos, como olefinas (principalmente eteno, propeno e 
butadieno) e aromáticos (tais como benzeno, tolueno e xilenos). No 
Brasil, como já apresentado, existem quatro centrais petroquímicas , 
sendo que três deles compram a nafta e o quarto gás natural (ABDI, 
2009). 
Neste sentido, os precursores serão convertidos quimicamente por 
craqueamento à vapor ou via reforma catalítica (ambas já apresentadas 
no tema 1 e aplicáveis na 1°geração), a partir do nafta e do gás natural, 
ou serão isolados via destilação fracionada, entre outras operações a 
seguir apresentadas. 
A operação vapor-líquido, destilações baseada na diferença de pressão 
de vapor, obtém-se o eteno a partir do etano ou a extrativa, baseada na 
polarizabilidade, obtendo o n-butenos de butanos com acetona aquosa. 
Pela operação de absorção, baseada na diferença de solubilidade, 
obtém-se etano do metano. 
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A separação líquido-líquido, extração por solvente, é utilizando como 
força motriz a solubilidade, onde obtém-se benzeno a partir de alifáticos 
com glicóis polietilênicos. 
Via operação líquido-sólido, como a cristalização, baseada pela 
diferença de ponto de fusão, há produção de p-xilenos de outros xilenos 
e via cristalização extrativa, utilizando como força motriz a formação de 
clatrato (no qual moléculas de uma substância são confinadas em 
cavidades formadas pela molécula hospedeira, originando um 
agregado supramolecular), obtém-se parafinas normais a partir de 
outros hidrocarbonetos com ureia. 
Já através da operação de encapsulamento, também pela formação de 
clatrato, obtém-se o m-xileno. Ou em peneiras moleculares, onde 
ocorre a adsorção superficial ou em poros característicos do tipo de 
elemento de retenção utilizado na peneira, resulta na geração de 
parafinas normais a partir de isoparafinas. 
E via extração vapor-sólido, também por uma operação de adsorção, 
eteno é removido do etano utilizando como adsorvente o carvão ativado 
(de madeira), sendo este adsorvido superficialmente ou nos poros. 
Por fim, a 1° geração produzirá os petroquímicos básicos, necessários 
para o desenvolvimento de toda a cadeia apresentada nas figuras 1 e 
2. 
Na figura 3 o fluxograma generalizado da produção de petroquímicos 
de 1° geração. 
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Figura 3 – fluxograma de produção de petroquímicos de 1° geração 
(SHREVE, 1997). 
É importante ressaltar aqui, que os processos e tecnologias aplicáveis 
na 1°geração serãosemelhantes aos aplicáveis no refino do petróleo, 
porém neste segmento a matéria prima será uma mistura pré-
selecionada e especificada, o que permite uma maior e melhor 
seletividade química. 
 
2.4. PRODUÇÃO DO ETENO 
Este é o produto de maior volume produzido em uma central de insumos 
básicos petroquímicos. 
Pode ser obtido de frações que variam de etano até gasóleo pesado ou 
mesmo o óleo cru, pelo simples fracionamento por destilação ou obtido 
pelo craqueamento de frações de hidrocarbonetos mais pesados. 
O craqueamento do material, diluído com um gás inerte (usualmente 
vapor de água) em temperaturas em torno de 925°C, com tempo de 
residência muito curto (de 30 a 100ms), resultará em um produto 
misturado que deverá ser separado nos seus constituintes úteis, como 
o eteno. 
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2.5. PRODUÇÃO DE OUTROS PRODUTOS DE 1° GERAÇÃO 
Da mesma forma como ocorre na produção do eteno, o craqueamento 
severo da nafta, em curto espaço de tempo resulta em 
aproximadamente (SHREVE, 1997): 
- 1,2% de hidrogênio; 
- 15,2% de metano; 
- 1,3% de acetileno; 
- 31,8% de eteno; 
- 2,8% de etano; 
- 1,2% de propadieno; 
- 11,6% de propeno; 
- 0,3% de propano; 
- 4,7% de butadieno; 
- 2,2% de buteno; 
- e 27,7% em C5 mais líquidos. 
Os gases originados desta conversão química, são rapidamente 
arrefecidos, resfriados, desidratados e fracionados, a fim de que 
forneçam os componentes individuais de elevada pureza, bem como os 
materiais indesejáveis que devem ser reciclados (SHREVE, 1997). 
Via mudanças de processamento, por modificação das cargas ou 
condições no craqueamento, será possível o aumento do percentual de 
propeno e buteno. 
Já os precursores aromáticos, dependem diretamente das fontes de 
matéria prima onde ocorre o refino, petróleo ou carvão. Assim, esses 
precursores aromáticos das substâncias petroquímicas, além de 
produzidos na destilação, também poderão ser obtidos da conversão 
química de produtos obtidos no fracionamento. As reações típicas, por 
exemplo, são pela desidrogenação do cicloexano substituído e pela 
aromatização de metilciclopentano, onde ambas reações irão converter 
a cargas apropriadas de benzeno. 
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Tolueno também é obtido pela desidrogenação da nafta, onde 
exemplificando, a desidrogenação de 1 mol de metilciclohexano forma 
1 mol de tolueno, com conversão de 80%, e 3 mols de hidrogênio. 
Importante ressaltar que qualquer excesso de tolueno na petroquímica, 
poderá ser desmetilado a benzeno ou usado para elevar o número de 
octanas da gasolina (SHREVE, 1997). 
Os processos de 1° geração também produzem combustíveis, via 
conversão química e operações de separação, tais como (BRASKEM, 
2020): 
- óleo combustível e gasóleo, utilizado no mercado de negro de fumo e 
queima; 
- Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) (gás combustível), destinado aos 
mercados de botijão P-13, industrial e/ou propelentes; 
- gasolina tipo A, vendida às distribuidoras de combustíveis, para 
mistura com etanol anidro e formação da gasolina tipo C, 
comercializada nos postos de combustíveis; 
- e também a produção da gasolina A Premium, de igual forma 
misturada nas distribuidoras com etanol anidro, formando a gasolina 
tipo C Premium, porém essa com maior octanagem. 
 
2.5. CENTRAL PETROQUÍMICA 
Assim é chamada a indústria de 1° geração de petroquímicos, onde 
serão produzidos todos os insumos químicos básicos para cadeia 
produtiva através dos processos e operações já citadas. Outra missão 
dessa indústria é a produção ou recebimento via terceiros de do que 
chamamos de utilidades. 
Na estação de utilidades deve ser produzido água com diferentes 
qualidades para os processos, vapor, energia elétrica, gases industriais 
e tratamento de resíduos (líquidos e sólidos). 
Além da necessidade do químico e engenheiro para atendimento dos 
processos petroquímicos, a estação de utilidades também será uma 
área de atuação desses profissionais, sendo na maioria dos polos 
atividades desenvolvidas por empresas chamadas de terceiras. 
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2.5.1. EMPRESAS TERCEIRAS 
São empresas que realizam atividades para atender as demandas do 
polo petroquímico, onde no entendimento da petroquímica serão 
atividades que não serão de competência chave das mesmas, ou seja, 
todas aquelas atividades que não envolvem o processamento do 
insumos do petróleo e transformação em bens de consumo. Dentro 
destas atividades estarão transporte, segurança, alimentação, limpeza, 
etc. 
Normalmente a instalação de um grande empreendimento, como um 
polo petroquímico, demanda de um grande consumo de água, por isto 
sua aproximação de um grande fonte de água é imprescindível. 
Os polos brasileiros são abastecidos por empresas que captação a 
água superficial de rios as tratando em grandes estações de tratamento 
de afluentes (ETA). Esta água produzida será potável, atendendo 
portaria do Ministério da Saúde, específica para esta função, porém não 
necessariamente para os processos industriais. 
Para abastecimento de sistemas de resfriamento, como torres, esta 
água poderá ser utilizada na reposição, quando há perdas, causada 
pela retirada do calor latente do processo. Já para o abastecimento da 
caldeira de alta pressão, será necessário uma unidade de 
desmineralização. 
Da mesma forma, é comum empresas terceiras assumirem o processo 
de desmineralização da água, onde serão utilizados normalmente 
sistemas de troca iônica e/ou osmose. Assim esta água 
desmineralizada atenderá, não só a caldeira de alta pressão, mas 
etapas do processo que necessitem de uma água com menor ou 
isenção de sólido. 
A caldeira de alta pressão será importante pois através desta será 
gerado vapor para cogeração de energia, assim havendo um 
suplemento energético ao processo, mas também gerando vapor de 
água para troca térmica e insumo para o craqueamento. O combustível 
utilizado para gerar calor na caldeira poderá ser óleo combustível, 
carvão mineral ou qualquer fonte abundante e economicamente viável. 
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A energia elétrica faltante deverá ser enviado por redes de alta tensão 
específicas para suprimento das necessidade do polo petroquímico. 
Os gases industriais, como oxigênio, nitrogênio, argônio, hidrogênio, 
etc. de igual forma serão fornecidos por empresas especializadas e 
sendo produzidos, normalmente dentro dos limites do polo 
petroquímico. 
Os resíduos, tanto líquidos quanto sólidos, normalmente serão pré-
tratados dentro dos limites da indústria de 1°geração, atendendo certos 
parâmetros para posterior envio à empresas especializadas, onde estas 
atendem parâmetros ambientais para seu descarte final. 
Os resíduos líquidos, chamados efluentes será segregado em duas 
correntes: orgânicos e inorgânicos, sendo posteriormente enviado a 
empresa terceira. Além disso, devem controlar seus pluviais não-
contamináveis constituem-se de correntes limpas recolhido em áreas 
administrativas, que não tenham contato com o processo industrial. 
Essas correntes são encaminhadas para as Bacias de Acumulação e 
Segurança, onde são permanentemente monitoradas, e posteriormente 
enviadas ao rio. 
Já os resíduos sólidos devem ter priorizada sua minimização, a 
reutilização ou a reciclagem na gestão de seus resíduos sólidos. Os 
resíduos normalmente serão classificados internamente em três linhas: 
classes I, IIA e IIB, segundo a norma NBR 10004, que orienta seu 
manuseio e disposição final. Caso não seja possível o emprego das 
alternativas de recuperação dos resíduos, estes são enviados a 
empresas terceiras para tratamento e disposição final, segundo 
legislação vigente.REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO: 
SHREVE, R. Norris; JR BRINK, Joseph A. – Indústria de processos 
químicos – 4° edição, editora Guanabara, Rio de Janeiro, 1997; 
BNDES: Banco Nacional de Desenvolvimento - Indústria 
petroquímica brasileira: situação atual e 
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perspectivas - Rio de Janeiro, 2005 
https://web.bndes.gov.br/bib/jspui/bitstream/1408/2485/1/BS%2
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ABIQUIM: Associação Brasileira da Indústria Química - Estrutura da 
indústria petroquímica brasileira – ABIQUIM Publicações, 
dez/2016; 
SINPROQUIM: Sindicato das Indústrias de Produtos Químicos para 
Fins Industriais e da Petroquímica no Estado de São Paulo – A 
indústria petroquímica no Brasil - 2018 
http://www.sellcommevents.com/lubgraxmeeting2018/wp-
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NPROQUIM.pdf - acessado 14:39 de 23/07/2020; 
 ABDI: Associação Brasileira de Desenvolvimento Industrial 
Caracterização da Cadeia Petroquímica e da Transformação de 
Plásticos, 2009. - http://www.simpesc.org.br/wp-
content/uploads/arquivos/6ed4a37d32.pdf - acessado 15:43 de 
23/07/2020; 
BRASKEM - https://www.braskem.com.br/demais-destaques - 
acessado 9:00 de 24/07/2020; 
TNPETROLEO - https://tnpetroleo.com.br/noticia/nova-tecnologia-
pode-viabilizar-a-retomada-da-producao-de-metanol-no-brasil/ - 
acessado 9:47 de 24/07/2020