PETROQUIMICA AULA 04

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Petroquímica
Aula 4: 
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O QUE SERÁ ABORDADO?
Matérias-Primas da Indústria Petroquímica
 
2.1 - Nafta: composição e importância para a petroquímica
2.2 - Gás natural: composição e importância para a petroquímica
2.3 - Petróleo: composição e frações importantes para a petroquímica
2.4 - Outras matérias-primas: álcool etílico e carvão mineral.
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Nafta
Fração do petróleo produzida principalmente por destilação direta do petróleo com ponto de ebulição na faixa de 38 a 204 ºC, pelo craqueamento catalítico ou pelo hidrocraqueamento do gasóleo de vácuo (nafta sintética).
Na refinaria, a nafta pode receber cortes diferentes na coluna de destilação, dependendo de qual petróleo foi separada e recebe a classificação de nafta leve ou pesada. De acordo com as características químicas pode ser classificada em parafínica ou naftênica.
Nafta Leve: parafínica e é destinada a pirolise ou craqueamento térmico se teor de parafínicos é superior a 75. Deste processo são produzidos olefinas leves.
Nafta pesada: predominância naftênica, usada na reforma catalítica para obter os aromáticos e é desejável que o teor de parafínicos seja inferior a 65%. 
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Nafta
Principais utilizações: produção de gasolina e matéria prima petroquímica.
Petroquímica: produção de eteno, propeno, butadieno, benzeno, tolueno e xileno através de pirólise e reforma catalítica.
Em alguns casos, os produtores misturam correntes como a gasolina natural (proveniente do gás natural) em seu pool de nafta. Essa mistura tende a formar nafta parafínica, leve e possui boa valorização de mercado.
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Nafta- Características Principais
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A nafta obtida da destilação atmosférica é considerada um destilado leve, é um produto intermediário entre a gasolina e o querosene.
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 Pré-tratamento da nafta se faz necessário para remover impurezas incompatíveis com os catalisadores da reforma catalítica, além das impurezas que, por serem corrosivas, prejudicam os equipamentos limitando a vida operacional da unidade.
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Nafta
É similar a gasolina, no que diz respeito a faixa de ebulição;
 É utilizada como insumo na indústria petroquímica, para a fabricação de solventes industriais de tintas e matéria prima para o eteno, além de ser utilizada para produção: 
Plásticos,
 Borracha,
 Garrafas tipo PET e
 Outros fins. 
A nafta compete com a gasolina, uma vez que são produtos de mesma faixa de destilação. Uma refinaria pode otimizar o seu esquema de refino para maximizar a produção de gasolina ou de nafta.
A Nafta petroquímica deve possuir os seguintes requisitos de qualidade para ser utilizada como insumo em centrais petroquímicas:
Possuir níveis baixíssimos de contaminantes;
Deve possuir grande quantidade de cadeia lineares de hidrocarbonetos;
Não ser corrosiva;
Ser estabilidade química (não se degradar com facilidade).
Nafta
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Nafta- Transformações
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Gás natural
Mistura de HC leves que se apresentam no estado gasoso, nas condições ambientes (1atm e 25 °C) 
É uma mistura formada de hidrocarbonetos de um (METANO) a dois átomos de carbono(ETANO)
O metano (CH4) é o componente presente em maior proporção, aproximadamente 80% em peso. Pode estar presente também o gás etano e propano.
Devido a alta dificuldade para ser estocado este derivado era, anteriormente, queimado nas plataformas produtoras de petróleo ou nas refinarias.
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Tratamento do gás natural: Um dos objetivos da desidratação é evitar a formação de hidratos, compostos resultantes da combinação da água livre com hidrocarbonetos, formando uma espécie de gelo que causa entupimento das linhas, válvulas de controle e filtros
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Gás Natural
Não é apenas um gás combustível, mas também uma matéria prima química para diversas sínteses. Pode estar associado ou não associado.
O processamento ocorre na UPGN: Unidade de processamento de gás natural. 
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O etano só é retirado do gás natural, quando se há um interesse comercial no seu uso.
Aplicações
Gás natural
No Brasil, atualmente, as novas tecnologias para a produção, armazenamento, transporte e utilização, o gás combustível é utilizado, principalmente, como combustível industrial, cerca de 70%, combustível doméstico 8% e automotivo 8%(GNV). 
Tem aplicação ainda como matéria prima na indústria petroquímica para produção de plásticos, resinas, fibras e fertilizantes.
Devido a dificuldade para o armazenamento, para sua utilização em larga escala é necessária a construção de rede de gasodutos conectando o sistema produtor aos pontos de consumo.
Tem novas jazidas sendo exploradas e é menos poluente.
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O Gás natural deve atender aos seguintes requisitos de qualidade:
Possuir composição uniforme para apresentar constância na relação ar/combustível, permitindo combustão completa, limpa e sem resíduo;
Apresentar alto poder calorífico;
Possuir reduzido teor de enxofre;
Garantir segurança na sua utilização.
O Poder Calorífico de combustíveis é definido como a quantidade de energia interna contida no combustível, sendo que quanto mais alto for o poder calorífico, maior será a energia contida. 
Reservas de Gás Natural
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Hidrocarbonetos leves de refinaria (HLR)
Mistura de gases provenientes de diferentes unidades existentes na refinaria. 
Destaque de Unidades: Craqueamento catalítico , reforma catalítica e Coque de petróleo(craqueamento térmico). 
Também conhecido como Gás de refinaria. 
Mistura de componentes leves, o qual a configuração depende do processo da refinaria (unidades), matéria prima (tipo de óleo), e condições de operação de cada unidade. = O HLR pode variar muito de uma refinaria para outra.
Composição: hidrogênio (10 a 30% em volume), etano(10 a 25 %), eteno(10 a 20%) e quantidade menores de outros HC (propano, propeno, butanos e butenos). 
Principais contaminantes: H2S, CO,CO2,O2,NOX, ARSÊNIO, FOSFORO, MERCÚRIO E OUTROS.
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Aproveitamento HLR
Em geral é usado como gás combustível da própria refinaria produtora.
Pode ser aproveitada como matéria prima petroquímica, principalmente quando apresenta concentrações expressivas de etano e eteno.
Potencial efetivo como matéria prima petroquímica é LIMITADO, restringuindo-se a utilização como carga complementar em projetos de desgargalamento de plantas processadoras situadas próximas a refinaria, uma vez que:
1- Produção de eteno é pequeno ;
2- Substituição de outro insumo energético (Gás natural) que utilize o HLP como gás combustível;
3- Dificuldade de transporte por longas distâncias (investimentos em compressores e dutos)
4- Para utilizar como insumo petroquímico= necessidade de tratamento de contaminantes = desafios tecnológicos.
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Frações pesadas na petroquímica?
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Matéria prima Alternativa
1- Álcool etílico/ etanol (C2H6O)
Principal utilização : combustível veicular.
Fonte principal de obtenção: Cana de açúcar.
Também pode ser empregado como precursor para produção de intermediários petroquímicos: eteno, propeno e glicóis.
Diversos produtos petroquímicos usualmente produzidos a partir de derivados de petróleo também podem ser obtidos a partir do etanol. (EX: ETENO, BUTADIENO E ALGUNS COMPOSTOS OXIGENADOS)
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Matéria prima Alternativa
1- Álcool etílico/ etanol (C2H6O)
Diversos compostos presentes na cana podem ser aproveitados como matéria prima petroquímica. 
Além disso, alguns subprodutos durante o processo de fermentação podem ser utilizados: glicerina, ac succínico, alccol amílico, isoamílico, bitílico e outros.
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Matéria prima Alternativa
1- Álcool etílico/ etanol (C2H6O)- PRODUÇÃO
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Matéria prima Alternativa
1- Álcool etílico/ etanol (C2H6O)
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1- Álcool etílico/ etanol (C2H6O)
Necessidade de pesquisa para tecnologias que tenham menor custo.
Aproveitar melhor o bagaço.(aumentando rendimento e reduzindo impactos ambientais)
Possibilidade: hidrólise enzimática
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Matéria prima Alternativa
2- Gaseificação de Biomassa
Permite obtenção
de gás de síntese, que pode ser utilizado na produção de diversos produtos petroquímicos.
Exemplos de Biomassa:
Lenha, resíduo de serratia e movelarias;
Produtos de cana;
Resíduos agropecuários, florestais, industriais, casca de arroz e outros;
CARVÃO MINERAL;
Óleo vegetal;
Resíduo Urbano.
Gaseificação: são processos que transformam combustíveis sólidos ou líquidos em uma mistura combustível de gases, chamada gás de síntese.
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Matéria prima Alternativa
2- Gaseificação de Biomassa
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Matéria prima Alternativa
2- Gaseificação de Biomassa
A qualidade do gás gerado depende intimamente do tipo de biomassa usada e o processo. Além disso há influencia de contaminantes.
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Matéria prima Alternativa
2- Gaseificação de Biomassa - Carvão
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Matéria prima Alternativa
2- Gaseificação de Biomassa - Carvão
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Matéria prima Alternativa
Outra possibilidade: Glicerina
Maior oferta com desenvolvimento de biodiesel. 
Considerações finais
Gás natural: reservas brasileiras modestas, problemas também nas condições de fornecimento. Dificuldade de produção de olefinas devido necessidade de gás em um mesmo local e com teor da fração a ser utilizado(difícil instalações de unidades).
Gás de refinaria: Adequado para produção de olefinas, atraente devido teor considerável de etano e eteno, mas devido razões de quantidade e logística sua utilização fica restrita .
Nafta: Matéria prima mais utilizada no brasil para produção de olefinas. Mas a produção nacional não é suficiente para atender as demandas das centrais petroquímicas.
Frações pesadas: Caminho alternativo para produção de olefinas leves para atenuar a insuficiência de nafta e gás natural. Necessidade de novos investimentos.
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