PROCESSO PETROQUÍMICOS PARTE 3_TEMA 3

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Prof. Me Quím. e Eng. Maurício Schmitt 
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3. processos da indústria petroquímica de 2ª geração; produtos 
petroquímicos intermediários; produtos petroquímicos finais. 
 
COMPETÊNCIAS 
Aprender: 
- caracterizar os principais processos petroquímicos de 2° geração; 
- identificar os principais produtos desse segmento e suas 
propriedades. 
 
INTRODUÇÃO 
Este tema apresentará a indústria petroquímica de segunda geração, 
aquela na qual há a transformação dos monômeros, oriundos da central 
petroquímica ou central de matéria prima, em polímeros. 
Na petroquímica de 2° geração são produzidos intermediários que 
servirão de matéria prima para indústria de bens de consumo, às 
próximas gerações da cadeia petroquímica. 
 
3.1. INTRODUÇÃO À POLÍMEROS 
O estudo dos polímeros é complexo e sua origem pode ser natural ou 
sintética. Envolve uma infinidade de conceitos quanto a sua formação, 
propriedades, características, aplicações, etc. Assim não será objetivo 
desse tema o fazê-lo, mas somente apresentar aquelas informações 
necessárias para a compreensão da petroquímica de segunda geração. 
Portanto, moléculas quando tornam-se muito grandes, contendo um 
número de átomos encadeados, por meio de ligações químicas, 
superior a uma centena e podendo atingir valores ilimitados, adquirem 
novas propriedades e sendo chamadas macromoléculas. Então as 
macromoléculas ganham características próprias gerais, mais 
relevantes do que aquelas decorrente da natureza química dos átomos 
que as constituem ou dos seus grupamentos funcionais (MANO, 1988). 
Essas moléculas relativamente grandes, são classificadas como 
polímeros, de pesos moleculares na ordem de 10^3 a 10^6, em cuja 
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estrutura se encontram repetidas unidades químicas simples 
conhecidas como meros (MANO, 1988). 
Os monômeros são compostos químicos que reagem para formar os 
polímeros, sendo a reação que conduz esta formação chamada de 
polimerização. O grau de polimerização é o número de meros da cadeia 
polimérica, em geral simbolizado por n. 
Quando o polímero apresenta um tipo de mero será denominado 
homopolímero e quando apresentar mais de um tipo de mero será 
denominado copolímero. 
Há três sistemas comumente empregados para a definição da 
nomenclatura de polímeros, o baseado no processo de obtenção, na 
estrutura do mero ou em bases empíricas tradicionais, sendo em todos 
os casos homopolímeros caracterizados pela repetição de um único tipo 
de mero (MANO, 1988). 
a. Processo de obtenção: O nome empregado será a fonte do 
monômero, com o prefixo poli, exemplo: monômero eteno=etileno, 
polietileno. 
b. Estrutura do mero: nome baseado na unidade estrutural do polímero, 
como por exemplo: poli(tereftalato de etileno), conhecido como PET e 
visível na figura 1. 
 
Figura 1 – Poli(tereftalato de etileno) (adaptado da pt.wikipedia.org). 
c. Base empírica tradicional: ilustram como exemplos clássicos os 
náilons, as borrachas de origem diênica e alguns plásticos. Exemplo 
Náilon-6 e Náilon-11, onde o número indica o número de átomos de 
carbono do aminoácido que poderia ter originado o polímero; 
elastômeros BR (polibutadieno), CR (policloropeno); e plásticos como 
PVC (policloreto de vinila), PVA (poliacetato de vinila) e o ABS 
(acrilonitrila, butadieno e estireno) podendo ser visto na figura 2. 
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Figura 2 – copolímero de acrilonitrila, butadieno e estireno (adaptado 
de prova vestibular UFSC) 
Por fim, os polímeros serão classificados pelo seu comportamento 
mecânico, sendo divididos em três grandes grupos: borrachas ou 
elastômeros, plásticos e fibras. E em sua aplicação, esses termos 
envolve a expressão resina (MANO, 1988). 
 
3.1.1. PROPRIEDADES BÁSICAS 
O percentual de cristalinidade, pode ser definido pela capacidade da luz 
atravessar o material analisado. Materiais cristalinos oferecem maior 
resistência a passagem da luz, devido a sua dispersão que ocorre nos 
planos cristalinos, no interior do mesmo, conferindo ao material um 
aspecto de menor transparência, assim dando a impressão de uma 
imagem desfocada quando observado algo através desse, opaca. 
Já o material amorfo significa sem estrutura cristalina, não há 
intersecção da luz, ou seja, a luz incidente atravessa a estrutura 
molecular sem qualquer dificuldade, nem desvios, assim tornando esse 
um material transparente. 
Por fim, será comum um polímeros ter avaliada sua estrutura pelo grau 
ou percentual de cristalinidade, para assim caracterizá-lo como amorfo, 
cristalino ou parcialmente amorfo/cristalino. 
Quando a massa viscosa e quente de um polímero fundido é deixada 
resfriar, sem interferência de forças externas, há primeiro a formação 
de cristalitos, em maior ou menor grau, dependendo da estrutura do 
polímero. Invertendo o processo, ao elevar progressivamente a 
temperatura da massa polimérica congelada, passa-se primeiro por 
uma transição de segunda ordem, chamada transição vítrea, a partir da 
qual as regiões amorfas readquirem progressivamente a mobilidade. 
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Prosseguindo com o aquecimento, passa-se por uma transição de 
primeira ordem, chamada fusão cristalina, onde acima dessa 
temperatura, o polímero encontra-se no estado “líquido” viscoso. 
Na transição vítrea teremos a temperatura de transição vítrea (Tg), 
sendo essa uma propriedade térmica fundamental, que pode ser usada 
para seleção do material mais adequado para uma aplicação 
específica. A temperatura de transição vítrea está associada 
unicamente com a fase amorfa dos polímeros e, portanto, é observada 
em polímeros amorfos e semicristalinos (AFINKO, 2020). 
Já a fusão cristalina será avaliada pela temperatura de fusão cristalina 
(Tm), ou seja, o valor mensurável da agitação das moléculas na qual 
ocorre a fusão dos cristalitos, em polímeros semicristalinos, assim 
sendo o ponto médio de uma faixa de valores desse parâmetro, obtidos 
no aquecimento, onde desaparecem as regiões cristalinas. Na prática, 
essa temperatura corresponde ao máximo da curva de calorimetria 
diferencial de varredura (DSC) na fusão do material polimérico 
(AFINKO, 2020). 
 
3.2. PETROQUÍMICA DE 2° GERAÇÃO 
Na segunda geração petroquímica brasileira, o número de empresas é 
significativamente superior ao de centrais de matérias primas (primeira 
geração), principalmente em função da falta de integração e 
consolidação do parque petroquímico nacional (BNDES, 2005), como 
apresentado no tema anterior. 
A petroquímica, organizada em forma de complexos, se beneficia de 
vários fatores, tais como a economia de infraestrutura, economia de 
transporte por tubovias, economia pela centralização das utilidades e a 
concentração das empresas de serviços. A figura 3, caracteriza um 
complexos petroquímicos, onde em um mesmo site se implanta uma 
central petroquímica que processa a matéria prima proveniente de uma 
refinaria ou de uma planta de gás natural (PGN). Esta central fabrica 
produtos básicos, intermediários e produtos finais petroquímicos que 
irão ser vendidos para a indústria de transformação. É prática corrente 
que as centrais produzam também utilidades (água tratada, vapor, 
energia elétrica, etc.) que vão servir a todo complexo (BARCZA, 2020). 
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Na figura 4 vista do complexo petroquímico do Rio Grande do Sul, no 
município de Triunfo. 
Basicamente na petroquímica de segunda geração, as indústrias 
receberão os monômeros e outros agentes de reação, além de insumos 
de utilidade, para a realização da chamadas reações de polimerização. 
Os principais produtosserão PEBDL (polietileno baixa densidade 
linear), PEBD (polietileno de baixa densidade), PEAD (polietileno de 
alta densidade), dicloroetano precursor do PVC (policloreto de vinila), 
PP (polipropileno), etilbenzeno e estireno precursores do PS 
(poliestireno) e ABS (acrilonitrila butadieno estireno), DMT 
(dimetiltereftalato) e PTA (ácido tereftálico) precursores do PET 
(polietileno tereftalato), sendo a seguir apresentado mais informações 
sobre alguns destes polímeros. 
 
 
Figura 3 – fluxograma de um complexo petroquímico (imagem 
adaptada de BARCZA, 2020) 
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Figura 4 – vista do polo petroquímico III (imagem adaptada do 
Google.com.br/maps) 
 
3.2.1. POLIETILENOS (PE) 
Segundo apresentado pelo BNDES (2005), os polietilenos são a resina 
termoplástica mais utilizada no mundo, com cerca de 40% do total do 
mercado. Existem três tipos de polietilenos: polietileno de alta 
densidade (PEAD), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno 
de baixa densidade linear (PEBDL). A classificação nessas três 
categorias se dá de acordo com a densidade e o índice de fluidez do 
polímero. 
O PE é resultado da polimerização do etileno ou eteno, ponto de 
ebulição (P.E.) de -104°C, ou seja, um gás nas CNTP (condições 
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normais de temperatura e pressão). Nas figuras 5 e 6 a apresentação 
do preparo dos diferentes tipos de PE. 
 
Figura 5 – processo e propriedades do polietileno de baixa densidade 
(adaptado de MANO, 1988). 
 
 
Figura 6 – processo e propriedades do polietileno de alta densidade 
(adaptado de MANO, 1988). 
As propriedades mais importantes do PE é sua resistência química e a 
solventes, além de baixo custo. 
O polietileno de alta densidade teve sua produção comercial iniciada na 
década de 50 e, dentre os três tipos de polietileno, é o que apresenta a 
maior capacidade instalada mundial. O principal segmento de aplicação 
do PEAD no Brasil é o de filmes destinados à produção de sacolas de 
supermercados e sacos picotados em rolos. O segmento de sopro é o 
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segundo principal, correspondendo a cerca de 35% da demanda de 
PEAD. No segmento de injeção, o PEAD sofre forte concorrência do PP 
(BNDES, 2005). 
O polietileno de baixa densidade foi o primeiro a ser produzido e é um 
produto maduro, com baixa taxa de crescimento, principalmente pelo 
seu maior custo, decorrente do seu processo de produção, em alta 
pressão, hoje já considerado ultrapassado. O PEBD é em geral 
processado de forma misturada com o PEBDL para a produção de 
filmes flexíveis para embalagens, sendo a principal aplicação, utilizados 
por máquinas de empacotamento automático, com destaque para os 
filmes destinados ao empacotamento de alimentos. Com a entrada do 
PET em substituição às garrafas de vidro, o PEBD encontrou um novo 
nicho de mercado – os filmes shrink, que são os filmes que envolvem 
conjuntos de garrafas (BNDES, 2005). 
 
3.2.2. POLIPROPILENO (PP) 
O polipropileno é a resina que apresenta o maior crescimento nos 
últimos anos, em face da eficiência das plantas e da grande 
versatilidade para inúmeras aplicações. As principais características do 
PP que garantem essa grande versatilidade, são a resistência à alta 
temperatura, a resistência química, a excelente resistência à fissura 
ambiental e a boa processabilidade, além de sua baixa densidade e seu 
baixo custo, se comparado ao de outras resinas. O PP não apresenta 
riscos ao meio ambiente, podendo o polímero ser descartado, reciclado 
ou incinerado. No caso de reciclagem, ela pode se dar por processo 
mecânico ou pela reciclagem energética, através de sua queima 
(BNDES, 2005). 
O PP parte do monômero propileno ou propeno, com P.E. - 48°C, ou 
seja, um gás nas CNTP (condições normais de temperatura e pressão). 
Na figura 7 apresentação do preparo do PP. 
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Figura 7 – processo e propriedades do polipropileno (adaptado de 
MANO, 1988). 
 
3.2.3. POLITEREFTALANTO DE ETILENO (PET) 
Inicialmente, a resina de polietileno tereftalato (PET-poliéster) 
destinava-se unicamente a aplicações têxteis e, somente no fim dos 
anos 70, começou a ser aplicada para fabricação de garrafa para a 
indústria de embalagens. Hoje, a demanda da indústria de embalagens 
é bem superior à da indústria têxtil. Características como a alta 
resistência mecânica e química, barreira a gases e odores, além de 
excelente transparência, tornaram a resina PET a principal embalagem 
para bebidas, principalmente as carbonatadas, como os refrigerantes 
(BNDES, 2005). 
A produção industrial do PET pode ser realizada em duas ou três 
etapas, dependendo de sua aplicação: (I) pré-polimerização, (II) 
policondensação e (III) polimerização no estado sólido. 
Os dois maiores fabricantes de resina no Brasil (ABIPET, 2020), 
Petroquímica Suape e Rhodia-Ster (controlada pelo Grupo Mossi & 
Grisolfi) optaram pela pré-polimerização. Essa etapa consiste na 
fabricação do oligômero tereftalato de bis(2-hidroxietileno), BHET. Nela, 
o poliéster pode ser fabricado por duas rotas distintas: a) esterificação 
direta; e b) transesterificação. A esterificação direta é obtida pela reação 
do ácido tereftálico (TPA) com etileno glicol (EG). Uma das principais 
diferenças da transesterificação é a substituição do monômero ácido 
tereftálico pelo éster tereftalato de dimetileno (DMT) (ROMÃO at el. 
2009). 
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A Vicunha e a Ledervin possuem unidades focadas no segmento de 
poliéster para a indústria têxtil (BNDES, 2005). 
 
3.2.4. POLICLORETO DE VINILA (PVC) 
A principal diferença do PVC para os outros plásticos é que ele contém 
57% de cloro em sua composição e apenas 43% de eteno. 
A produção do cloro, por sua vez, é obtida a partir da eletrólise do sal 
marinho, em unidades que separam o cloro e a soda cáustica. Esse 
processo é, portanto, eletrointensivo. 
O processo de produção de PVC se inicia com a reação do cloro com o 
etano, formando o DCE (dicloroetano), que por sua vez é transformado 
em MVC (monocloreto de vinila) e que, após o processo de 
polimerização, se transforma em PVC (policloreto de vinila) (BNDES, 
2005). 
O monômero cloreto de vinila apresente P.E. -14°C. A figura 8 
apresenta o processo produtivo do PVC. 
 
Figura 8 - processo e propriedades do policloreto de vinila (adaptado 
de MANO, 1988). 
As principais aplicações do PVC são direcionadas para o setor de 
construção civil (tubos e conexões), mas seu uso vem crescendo 
também na fabricação de perfis, laminados e calçados. Apresenta como 
propriedades mais importantes a resistência a chama e formação de 
peças tanto rígidas quanto muito flexíveis. 
 
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3.2.5. POLIESTIRENO (PS) 
O poliestireno é o mais antigo dos termoplásticos. Existem três tipos de 
resina de poliestireno (BNDES, 2005): 
a) poliestireno cristal, utilizado no segmento de embalagens rígidas 
(copos, potes e caixas de CD) e descartáveis; 
b) poliestireno expandido (conhecido como isopor, marca registrada da 
Basf), utilizado em embalagens e como isolante térmico; e 
c) poliestireno de alto impacto, utilizado no segmento de 
eletrodomésticos e eletrônicos. 
O poliestireno é fabricado a partir do estireno, que é uma commodity 
negociada internacionalmente (BNDES, 2005). 
O monômero estireno apresente P.E. de 145°C. A figura 9 apresenta o 
processo produtivo do PS. 
 
Figura 9 - processo e propriedades do poliestireno (adaptado de 
MANO, 1988). 
As propriedadesmais importantes são semelhança o vidro, resistência 
química e baixo custo. 
O quantitativo das principais aplicações do estireno são para plásticos 
(79%), resinas sintéticas (11%), elastômeros (6,5%), tintas e vernizes 
(2,4%), entre outros (BNDES, 2005). 
 
3.2.6. ELASTÔMEROS 
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Os elastômeros também pertencem a petroquímica de segunda 
geração, sendo constituído por macromoléculas que apresentam 
elasticidade em longa faixa, à temperatura ambiente. 
Dentre estes polímeros temos o SBR (borracha de copolímero de 
butadieno e estireno), o NBR (borracha de copolímero de butadieno e 
acrilonitrila), o EPDM (borracha de copolímero de etileno-propileno e 
dieno), etc. 
a. SBR constituído pelos monômeros butadieno P.E. 4°C e estireno P.E. 
145°C, são preparados de três formas distintas (MANO, 1988): 
- Poliadição em emulsão com catalisador persulfato de potássio a 50°C 
obtendo SBR “quente”, série 1000; 
- Poliadição em emulsão com catalisador sulfato ferroso e hidroperóxido 
de p-mentila, obtendo o SBR “frio”, série 1500 ou o SBR ”estendido em 
óleo”, série 1700; 
- E Poliadição em solução com catalisador n-BuLi obtendo SBR 
“solução” e SBS termoplástico. 
As propriedades mais importantes do SBR não vulcanizado é pouca 
pegajosidade (tack) e pouco escoamento ao próprio peso (cold flow). 
Quando vulcanizado precisa de carga reforçadora, como negro de 
fumo, para apresentar resistência mecânica satisfatória, maior histerese 
e menor resiliência. 
Suas principais aplicações são em pneus e artefatos de borracha. 
 
b. NBR formada pelos monômeros acrilonitrila P.E. 78°C e butadieno 
P.E. 4°C, sendo preparada de duas formas (MANO, 1988): 
- Poliadição em emulsão com catalisador persulfato de potássio a 50°C 
obtendo NBR “quente”; 
- Poliadição em emulsão com catalisador dextrose-hidroperóxido de 
cumila a 5°C obtendo o NBR “frio”. 
O NBR pode ter “baixo ou alto” teor de nitrila, sendo este 
respectivamente 20% ou 40%. 
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As propriedades mais importantes do NBR não vulcanizado é pouca 
pegajosidade (tack) e ser duro, não escoa. Quando vulcanizado precisa 
de carga reforçadora, como negro de fumo. Apresenta baixa resiliência 
e alta histerese, além de resistência a líquidos e gases apolares, se 
ligando bem a metais. 
Suas principais aplicações são em mangueiras, gaxetas, forração de 
tanques, válvulas, como por exemplo, quando em contato com gasolina 
ou outros fluídos apolares. 
 
c. EPDM formada pelos monômeros etileno P.E. -104°C e propileno 
P.E. -48°C e dienos do tipo ciclopentadieno, ciclooctadieno, 
norbornadieno, etc. São dois os métodos de obtenção (MANO, 1988): 
- Borracha vulcanizável por peróxido onde o processo de polimerização 
é a 38°C sob pressão de 200 PSI com catalisador Ziegler-Nata. 
- Borracha vulcanizável por enxofre sendo o mesmo processo de 
polimerização, exceto pelo acréscimo de 2% de dieno. 
As propriedades mais importantes do EPDM não vulcanizado é boa 
estabilidade ao armazenamento. Tem “nervo”, pouco pegajosa. Quando 
vulcanizado resistência ao calor, ao ozônio, à abrasão, a líquidos 
polares, além de ser flexível a baixas temperaturas. 
Suas principais aplicações são em pneus, isolamento de cabos e 
solados. 
 
OBRAS CONSULTADAS 
ABIPET - 
http://www.abipet.org.br/indexAjax.html?method=baixarArquivo
&id=392 – acessado 20:54 de 08/08/2020 
AFINKO - https://afinkopolimeros.com.br/temperatura-de-fusao-
cristalina-tm/ - acessado 19:21 de 08/08/2020. 
BARCZA, Marcos V. - Processos Químicos 
Industriais III: Petroquímica – USP 
http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/1285870/313/Petro
quimica.pdf - acessado 17:30 de 23/07/2020. 
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BNDES: Banco Nacional de Desenvolvimento - Indústria 
petroquímica brasileira: situação atual e 
perspectivas - Rio de Janeiro, 2005 
https://web.bndes.gov.br/bib/jspui/bitstream/1408/2485/1/BS%2
021%20Ind%C3%BAstria%20petroqu%C3%ADmica%20brasile
ira_P.pdf - acessado 14:05 de 23/07/2020. 
MANO, E.B. – Introdução a polímeros – Editora Edgard Blücher Ltda, 
Rio de Janeiro, 1988. 
ROMÃO, W; SPINACÉ, M.A.S.; PAOLI, M.A.D. - Poli(tereftalato de 
etileno), PET: uma revisão sobre os processos de síntese, 
mecanismos de degradação e sua reciclagem – Polímeros vol. 
19 São Carlos, 2009 -
https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0104-
14282009000200009&script=sci_arttext – acessado 20:56 de 
08/08/2020