Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Qumica

REFINO DE PETRLEO E PETROQUMICA

PETROQUMICA

III PETROQUMICA: INTRODUO A atividade petroqumica tem incio em 1919, nos Estados Unidos, a partir dos trabalhos de pesquisa desenvolvidos durante a Primeira Guerra Mundial. Durante as dcadas de 1920 e 1930, ocorreu o desenvolvimento de mtodos de fabricao e uso de olefinas (eteno, propeno e buteno). Durante as dcadas de 1940 e 1950, a atividade petroqumica foi bastante expandida, em funo da Segunda Guerra Mundial, e a indstria de refino de petrleo sofreu grande desenvolvimento. A dcada de 1950 tambm estabelece o incio da atividade petroqumica no Brasil.

III PETROQUMICA: INTRODUO A Petrobrs instala uma fbrica de fertilizantes em 1958, com a manipulao de amnia e nitratos. Em 1957, so instaladas a Companhia Brasileira de Estireno, para manipulao de estireno, e a Alba, para manipulao de metanol. A Petrobrs constri tambm, na cidade de Cubato, suas unidades de eteno, em 1958, e propeno, em 1959. Em 1958, a Companhia Petroqumica Brasileira comea suas atividades de processamento de negro de fumo, e a Union Carbide do Brasil inicia sua produo de polietileno. Em 1959, so instaladas a Petrocolor / Solvay, para produo de polietileno, e a Rhodia, para produo de acetona.

III PETROQUMICA: INTRODUO A Indstria Brasileira de Enxofre inicia, em 1960, sua linha de atividades envolvendo derivados de enxofre. O plo petroqumico de So Paulo, o primeiro a ser implantado no pas, est localizado nos municpios de Santo Andr e Mau e no obedeceu ao planejamento logstico dos que o sucederam, em que as empresas de segunda gerao foram instaladas nas proximidades de centrais de matrias-primas. Com o incio da operao em 1972, este o menor dos trs plos em termos de produo de eteno. Tal como j havia feito com outros setores considerados estratgicos, como a siderurgia e o petrleo, o Estado brasileiro criou um conjunto de instrumentos indutores do fortalecimento da presena nacional no desenvolvimento da petroqumica.

III PETROQUMICA: INTRODUO Entre os instrumentos mais importantes, ressaltam-se os seguintes: Criao, em 1967, da Petrobrs Qumica S.A. (Petroquisa), uma

holding da Petrobrs para este setor; Oferta de crdito subsidiado via Sistema BNDES; restries s

importaes; Prtica de preos atraentes para a nafta (principal matria-prima da

indstria.

O segundo e o terceiro plos, localizados, respectivamente, em Camaari (BA) e Triunfo (RS), utilizaram um modelo societrio engenhoso, denominado tripartite.

III PETROQUMICA: INTRODUO No modelo tripartite, o controle das empresas compartilhado, em propores iguais, pela Petroquisa, por um scio privado nacional e por um scio privado estrangeiro. Em ambos os casos, as empresas da rea downstream tm o suprimento de matriasprimas garantido pelas centrais Copene (BA) e Copesul (RS). Com a implementao do Programa Nacional de Desestatizao, acelerada na dcada de 1990, o modelo vitorioso at os anos 1980 comeou a ser desmontado. Com isso, a Petroquisa foi obrigada a alienar a maior parte de suas participaes societrias e perdeu o papel de planejadora e arquiteta da poltica industrial do setor petroqumico nacional.

III PETROQUMICA: INTRODUOConstituio do Plo Petroqumico de So Paulo: Empresas e Produtos (1/3)

Bann: Produo de anilina. Basf: Produo de poliestireno expansivo e ltices. Bayer: Produo de ltices e anilina. Cabot: Produo de negro de fumo. Carbocloro Oxypar: Produo de plastificantes ftlicos e anidrido ftlico. CBE: Produo de estireno, etilbenzeno e poliestireno. Copebrs: Produo de negro de fumo. CPC: Produo de PVC.

III PETROQUMICA: INTRODUOConstituio do Plo Petroqumico de So Paulo: Empresas e Produtos (2/3)

Denar: Produo de DDB. Dow Qumica: Produo de ltices e poliestireno expansivo. Elekeiroz : Produo de anidrido maleico e anidrido ftlico. IQT: Produo de ltices. OPP: Produo de PEBD. Oxiteno: Produo de xido de eteno, etilenoglicis e teres. Petroqumica Unio: Produo de eteno, propenos, butenos, butadieno, benzeno, tolueno, xilenos mistos, orto-xileno e resduos aromticos. Polibrasil: Produo de polipropileno.

III PETROQUMICA: INTRODUOConstituio do Plo Petroqumico de So Paulo: Empresas e Produtos (3/3)

Polibutenos: Produo de poliisobutenos. Proquigel: Produo de poliestireno e estireno. Resinor: Produo de poliestireno expansivo. Rhodia: Produo de fenol, acetona, bisfenol, sal Na, percloroetileno/tetraclorato de carbono e cido adpico. Rhodiaco: Produo de cido tereftlico purificado (PTA). Solvay: Produo de MVC, PVC, soda custica, cloro e PEAD. Union Carbide: Produo de PEBD. Unipar Diviso Qumica: Produo de tetrmero de propeno, isotridecanol, noneno, isodecanol, cumeno e isoparafinas.

III PETROQUMICA: INTRODUOConstituio do Plo Petroqumico de Camaari: Empresas e Produtos (1/3)

Acrinor: Produo de acrilonitrila. Basf: Produo de metilaminas, dimetilformamida, cloreto de trimetilamina e cloreto de colina. Carbonor: Produo de bicarbonato de sdio. CBP: Produo de MDI. Ciquine: Produo de anidrido ftlico, anidrido fumrico, nbutanol, isobutanol, octanol, DBP, DIB, DOP, maleato de butila e acrilatos. Copene: Produo de eteno, propenos, butadieno, benzeno, ortoxileno, para-xileno e tolueno.

III PETROQUMICA: INTRODUOConstituio do Plo Petroqumico de Camaari: Empresas e Produtos (2/3)

CPC: Produo de 1,2-DCE, MVC (BA/AL) e PVC (BA/AL). CQR / Triken: Produo de cloro e soda. Deten: Produo de LAB. Dow (Aratu): Produo de xido de propeno e propilenoglicis. EDN: Produo de estireno, etilbenzeno e poliestireno. Metanor/Copenor: Produo de metanol e formaldedo. Nitrocarbono/Propet: Produo de caprolactama, DMT, nylon 6, ciclohexano e ciclohexanona.

III PETROQUMICA: INTRODUOConstituio do Plo Petroqumico de Camaari: Empresas e Produtos (3/3)

Oxiteno: Produo de xido de eteno, etilenoglicis, teres gliclicos e etanolaminas. Polialden: Produo de PEAD. Policarbonatos: Produo de policarbonato e cloreto de carbonila. Poliofelinas: Produo de PEAD e PEBD. Politeno: Produo de PEBD, EVA e polietileno linear/PEAD. Pronor: Produo de TDI. Qumica da Bahia: Produo de alquilaminas e etilenoaminas.

III PETROQUMICA: INTRODUOConstituio do Plo Petroqumico de Triunfo: Empresas e Produtos (1/1)

Copesul: Produo de eteno, propenos, butadieno, benzeno, tolueno e xilenos. Ipiranga Petroqumica: Produo de PEAD. Nitriflex: Produo de EPDM e EPM. OPP: Produo de polipropileno. Petroflex: Produo de etilbenzeno e SBR. Petroqumica Triunfo: Produo de PEBD. Poliolefinas: Produo de PEBD. Oxiteno: Produo de MEK.

III PETROQUMICA: INTRODUO Poucas unidades produtivas importantes situam-se fora dos plos petroqumicos. Entre elas, destacam-se: Braspol: Fabricante de polipropileno, no Rio de Janeiro; Trikem: Originalmente conhecida como CPC, com uma unidade de

PVC em Alagoas; Hoechst: Produtora de polietileno tereftalato em So Paulo; Petroflex: Localizada no Rio de Janeiro e em Pernambuco, produtora

de borrachas SBR; Nitriflex: Produtora de resinas e borrachas sintticas, localizada no

Rio de Janeiro.

III PETROQUMICA: INTRODUO Perspectivas recentes de projetos de investimento no setor petroqumico envolvem duas iniciativas de grande porte, a saber: Complexo Gs-Qumico do Rio De Janeiro: O projeto est

dimensionado para uma produo de 500.000 ton/ano de eteno, usando o gs natural da Bacia de Campos como matria-prima, e a integrao downstream com uma unidade produtora de vrios tipos de polietileno. A Petrobrs participa com 30% do capital da Rio Eteno (empresa que produzir o eteno), cabendo iniciativa privada os 70% restantes e a totalidade do capital da Rio Polmeros (empresa que produzir os polietilenos. O projeto envolve investimentos de cerca de US$ 800 milhes. Plo Petroqumico de Paulnia: Segundo plo do Estado de So Paulo,

utilizar correntes processadas pela Replan, a maior refinaria do pas, com a implantao de fbricas de polietileno, polipropileno, oxoalcois, cido acrlico e acrilatos. H ainda a possibilidade de se instalar uma unidade para produo de xido de eteno. O plo dever mobilizar investimentos da ordem de US$ 2 bilhes.

III PETROQUMICA: INTRODUOPetrleo leo RefinariaGs Combustvel Combustvel para Motores leos Lubrificantes leos Combustveis Asfaltos Plsticos Fibras Borrachas Fertilizantes Inseticidas Corantes Resinas Plastificantes Detergentes Gases de Sntese GLP Naftas Aromticos

Gs Natural UPGNGs Combustvel ou Reinjeo Gasolina Natural

Petroqumica

Produtos Sintticos

Antioxidantes Fungicidas Pesticidas Produtos Qumicos Solventes Fluidos de Refrigerao Medicamentos Antidetonantes Explosivos

III PETROQUMICA: INTRODUO Trs rotas principais definem o estudo dos produtos petroqumicos, envolvendo a manipulao de olefinas, compostos aromticos e gs de sntese. O uso de olefinas merece destaque, sendo o eteno, o propeno e o butadieno as matrias-primas mais relevantes. Geralmente, altos investimentos so feitos em plantas que utilizam matrias-primas mais pesadas, as quais requerem craqueamento para obteno dos produtos petroqumicos bsicos. Assim, quando matrias-primas mais leves so empregadas, necessita-se de investimento menor. Por outro lado, uma maior variedade de co-produtos obtida com a matria-prima pesada.

III PETROQUMICA: INTRODUO Sabe-se que, quanto maior o peso da matria-prima, mais fcil o craqueamento. Dessa forma, parafinas saturadas e alcanos so mais fceis de serem quebradas. Com qualquer matria-prima, no entanto, o craqueamento pode ser realizado com a finalidade de obter uma alta seletividade com produo mxima de olefinas e aromticos e produo mnima de metano e hidrocarbonetos lineares com mais de cinco tomos de carbono. Enfim, os tipos de produtos petroqumicos gerados so influenciados pela natureza dos hidrocarbonetos, temperatura de reao e tempo de permanncia na fornalha. Os produtos finais da indstria petroqumica, dessa forma, so agrupados como plsticos, elastmeros, fibras, fertilizantes, solventes ou especialidades.

III.1 ETENO Tambm conhecido como etileno, uma matria-prima de baixo custo, amplamente disponvel com alta pureza, e informalmente denominado de Rei dos Petroqumicos. Sua importncia na indstria decorrente de suas propriedades favorveis e alguns aspectos econmicos, citando-se, por exemplo: Estrutura simples com alta reatividade; Composto relativamente barato; Facilmente produzido de qualquer fonte de hidrocarboneto atravs de

craqueamento e com alto rendimento; Menos subprodutos gerados atravs da reao do etileno com outros

compostos do que nas reaes com outras olefinas (por exemplo, as reaes com cloro, HCl, O2 e H2O). Produtos importantes so obtidos com alto rendimento e baixo custo.

III.1 ETENO Atravs das reaes do eteno, so produzidos 30% de todos os produtos petroqumicos, sendo o xido de etileno e o dicloroetano os compostos mais importantes. Os derivados so usados como plsticos, anticongelantes, solventes, material de vesturio, etc. As reaes possveis incluem oxidao, carbonilao oxidativa, clorao, hidratao, alquilao, oligomerizao e polimerizao. Exemplos de aplicaes dos compostos oriundos das reaes do eteno incluem: Uso de xido de etileno na sntese de diversos produtos qumicos de

importncia comercial, como os etileno-glicis, as etanolaminas e os alcois etoxilados; Uso de 1,2-dicloroetano, obtido da clorao direta do eteno, como

matria-prima para a formao do cloreto de vinila, que, atravs de polimerizao, gera o PVC.

III.1 ETENO Utilizao de etanolaminas em diferentes atividades industriais, como

na recuperao de CO2 e H2S de gases, como inibidor de corroso e na produo de detergentes. Em particular, as monoetanolaminas (HOCH2CH2NH2) so usados na fabricao de detergentes em p, enquanto que dietanolaminas e trietanolaminas [NH(CH2CH2OH)2 e N(CH2CH2OH)3 ] so empregadas como precursores de sabes para formulaes de cosmticos; Uso de etilbenzeno, produzido atravs da reao do eteno com o

benzeno, como matria-prima para sntese de estireno, o qual usado para no preparo de poliestireno; Atravs da reao do eteno com o cido actico, ocorre a produo

de acetato de vinila, que utilizado para produzir acetato de polivinila e lcool polivinlico; A reao com gs de sntese (CO e H2) resulta no aldedo propinico,

que reage como oxignio e fornece o cido propinico, utilizado como preservativo de cereais.

III.1 ETENO O diagrama abaixo mostra a diversidade de aplicaes dos produtos sintetizados atravs de reaes com eteno.

LAB (Detergentes)

D-Olefinas RCH=CH2

CH3CH2Cl ClCH2CH2Cl

Etanol CH3CH2OH

Acetaldedo CH3CHO

Etoxilatos

Alcois Lineares

cido Acrlico CH2=CHCOOH

Poliacrilatos

Poliestirenos

Estireno I-CH=CH2 Cloreto de Vinila CH2=CHCl Propionaldedo CH3CH2CHO

EtenoCH2=CH2

Acetato de Vinila CH2=CHOCOCH3 Acetaldedo CH3CHO

Acetato de Polivinila

Cloreto de Polivinila

cido Actico CH3COOH Etoxilatos Etileno Glicol Etanolaminas

n-Propanol

Polietileno [CH2CH2]n

xido de Etileno CH2CH2O

III.2 PROPENO Tambm conhecido como propileno, a matria-prima de maior importncia na indstria petroqumica aps o eteno, sendo por esse motivo denominado informalmente de Prncipe dos Petroqumicos. Trata-se de um subproduto, nunca o produto principal. Cerca de dois teros so obtidos nas refinarias e um tero no craqueamento da nafta e do etano. Suas reaes so tambm muito diversificadas, incluindo: Oxidao, Clorao, Hidratao e Alquilao; Adio de cidos orgnicos; Oxiacilao: Reao com cido actico e oxignio; Hidroformilao: Reao com CO e hidrognio; Mettese ou Desproporcionao Cataltica: Converso do propeno a

outras olefinas, de menor e maior peso molecular.

III.2 PROPENO Exemplos de aplicaes dos compostos oriundos das reaes do propeno incluem: Fabricao de plsticos e resinas a partir da acrilonitrila, obtida da

reao do propeno com amnia e oxignio; Tratamento de gua com acrilamida, obtida da converso do

propeno; Produo de protena concentrada de peixe, remoo de gelo, preparo

de cosmticos, solventes para resinas, vernizes, gomas e leos, a partir do isopropanol, obtido da hidratao do propeno; Produo de glicerol e propileno glicol, que gera espumas de

poliuretano, resinas de polister, cosmticos, fluidos de freio, plastificantes, xaropes e detergentes, a partir do xido de propileno, por sua vez obtido na reao do propeno com cido hipocloroso e Ca(OH)2 ou atravs de epoxidao.

III.2 PROPENO Fabricao de resinas e plastificantes a partir do lcool allico

(CH2=CHCH2OH) obtido da reao de isomerizao cataltica do propeno; Obteno de etilacrilato, ster utilizado na produo de tintas de ltex

e acabamentos txteis e de couro, a partir da acrolena (CH2=CHCHO), por sua vez obtida da oxidao cataltica do propeno com O2 ou ar atmosfrico; Obteno de solventes e aditivos de leo lubrificante a partir de

aldedos butricos e isobutricos sintetizados pela reao do propeno com H2 e CO. Sntese de oleato de isopropanila, ster utilizado em lubrificantes e na

produo de batom. CH3(CH2)2CH=CH(CH2)7COO(isoC3H7) (oleato de isopropanila)

III.2 PROPENO O diagrama abaixo mostra a diversidade de aplicaes dos produtos sintetizados atravs de reaes com propeno.

cido Acrlico CH2=CHCOOH Poliacrilatos Adiponitrila NC(CH2)4CN Propileno Glicol Carbonato de Propileno lcool Allico CH2=CHCH2OH Glicerol

Acrolena CH2=CHCHO

Acetato de Alila CH2=CHCH2OCOCH3

1,4-Butanodiol HO-(CH2)4-OH

Acrilonitrila CH2=CHCN

Isopropanol

Acetona 2-Etil-hexanol CH3(CH2)3CH(C2H5)CH2OH n-Butanol C4H9OH 2-Buteno + Etileno

PropenoCH3-CH=CH2xido de Propileno CH3CH2CH2O

Butiraldedo C3H7CHO

Cloreto de Alila CH2=CHCH2Cl

Polipropileno [CH(CH3)CH2]n

steres Isoproplicos

III.3 BUTENOS E BUTADIENO Os butenos e o butadieno so obtidos como subprodutos dos processos de refino de petrleo e da produo do eteno, atravs de reaes de craqueamento cataltico ou trmico. Apesar de servirem como matria-prima para menos produtos qumicos que aqueles gerados a partir do etileno ou propileno, os produtos obtidos dessas olefinas so importantes em volume, e incluem o metil-t-butil-ter, a adiponitrila, o 1,4-butanodiol e o polibutadieno, dentre outros. Na indstria, os butenos so mais usados em processos qumicos que o butadieno, o qual mais empregado na sntese de polmeros, especialmente na produo de borracha sinttica. Dos n-butenos, obtm-se o 2-butanol, do qual se obtm a metiletilcetona, usada como solvente.

III.3 BUTENOS E BUTADIENO Da oxidao dos butenos, obtm-se o anidrido malico, um modificador das propriedades dos plsticos e de leos secantes, e tambm intermedirio para a sntese de inseticidas e regulador do crescimento de plantas. O xido de buteno, produzido a partir da reao do buteno com o HOCl, utilizado nas indstrias farmacutica e agroqumica. Quando hidrolisado, fornece o butilenoglicol, que utilizado na produo de plastificantes e na obteno de produtos farmacuticos, detergentes e defensivos agrcolas. O isobuteno ou isobutileno [ CH2=C(CH3)2 ] reage com o metanol ou etanol, produzindo metil-t-butil-ter (MTBE) ou etil-t-butilter (ETBE), compostos usados na gasolina em substituio ao chumbo tetraetila.

III.3 BUTENOS E BUTADIENO O butadieno (CH2=CHCH=CH2) usado na obteno do cloropeno [CH2=C(Cl)CH=CH2], que, quando polimerizado, fornece uma excelente borracha neoprene resistente a leo e solventes. A partir do butadieno ou da sua reao com cido adpico [HOOC(CH2)4COOH] e amnia, obtm-se a hexametilenodiamina [H2N(CH2)6NH2], usada na fabricao de Nylon 6/6. Outras reaes incluem a oxidao, hidratao, mettese, isomerizao, dimerizao, oligomerizao, epoxidao e carbonilao das olefinas.

III.4 AROMTICOS Os principais compostos aromticos envolvidos na sntese de produtos petroqumicos so o benzeno, o tolueno e os xilenos (BTXs), obtidos principalmente nas unidades de reforma e craqueamento cataltico das refinarias. A reatividade dos compostos BTXs, que garante sua utilidade na indstria, est relacionada ao anel benznico. De uma maneira geral, os compostos aromticos so susceptveis a reaes de substituio eletroflica. As reaes possveis abrangem alquilao ou desalquilao, clorao, nitrao, oxidao, hidrogenao, mettese e carbonilao, que geram produtos principais ou intermedirios, os quais podem sofrer reaes semelhantes para sntese de outros produtos.

III.4 AROMTICOS Apresentam-se, a seguir, alguns produtos derivados das reaes ds compostos BTXs e suas aplicaes. Etilbenzeno (IC2H5), utilizado como solvente, em corantes e na

produo de estireno (ICH=CH2), por sua vez matria-prima para elastmeros, plsticos e resinas;

Cumeno [ CH3CH(I)CH3 ], usado na obteno do fenol (IOH),

por sua vez empregado no preparo de resinas epxi e policarbonatos, cido acetilsaliclico, plastificantes, herbicidas e aditivos de leos lubrificante e gasolina; empregada na indstria farmacutica, na fabricao de borracha e corantes e em materiais fotogrficos;

Nitrobenzeno (INO2), usado na sntese de anilina (INH2),

Clorobenzeno (ICl), usado na produo de fenol, anilina, DDT e

outros produtos agroqumicos; Linear-alquibenzenos, em especial, o dodecilbenzeno (IC12H25),

matria-prima na fabricao de detergentes biodegradveis;

III.4 AROMTICOS Ciclohexano, usado na fabricao de resinas e fibras de Nylon. Sua

oxidao produz cido adpico, que, juntamente com seus steres, usado no preparo de Nylon 6/6; Ciclo-C6H12 + 2 O2 o HOOC(CH2)4COOH + H2O Metilbenzenos (tolueno e xilenos): Podem ocorrer naturalmente na

nafta e nas fraes mais pesadas do petrleo, bem como estar presentes nas correntes dos processos de reforma cataltica e craqueamento da nafta para a produo de eteno. Os metilbenzenos so teis, por exemplo, na sntese de cido

benzico (ICOOH), benzaldedo (ICHO), cloreto de benzila (ICH2Cl), cianeto de benzila (ICH2CN) e cido fenilactico (ICH2COOH). A nitrao do tolueno pode gerar dinitrotolueno e ortonitrotolueno,

do qual pode-se sintetizar a toluidina. Dos xilenos, podem-se obter o anidrido ftlico, o cido tereftlico e o dimetiltereftalato.

III.5 GS DE SNTESE Produzido principalmente pela reforma a vapor do gs natural, o gs de sntese um termo usado para misturas de H2 e CO. A reforma o processo de produo mais importante quando o metano a fonte de carbono e hidrognio. obtido tambm a partir do esterco, do carvo e de resduos de leo cru. A proporo entre H2 e CO na mistura varivel e depende do tipo de carga, do mtodo de produo e do destino a ser dado ao gs.Vaporizao do Carvo

Reforma a Vapor de Gs Natural

Gs de SnteseMistura CO + H2

Reforma a Vapor de Derivados do Petrleo

Oxidao Parcial do Gs Natural e Derivados do Petrleo

III.5 GS DE SNTESE Trata-se de um intermedirio importante, sendo usado na forma de mistura como fonte de monxido de carbono e hidrognio em diversas reaes de produo, tais como: Produo de metanol e amnia, as duas substncias qumicas

mais importantes baseadas no gs de sntese; Oxidao parcial de leos pesados e resduos; Sntese de vrios hidrocarbonetos, de gases nafta e gasleos.

A mistura de CO e H2 ainda utilizada em reaes oxo. Essas reaes envolvem a adio do monxido de carbono e hidrognio dupla ligao de olefinas para formar aldedos. Por exemplo:

III.5 GS DE SNTESE Produo do gs de sntese:Vapor dgua Gs natural ou de refinaria

Purificao

Mistura

Ar

PraquecimentoAr Combustvel

Reforma Secundria

Reforma Primria

Reao Shift (Dois estgios)

Remoo de CO2

Metanao

CO2 (Para produo de uria ou outros usos)

Gs de Sntese

III.5 GS DE SNTESE O metanol produzido atravs de uma reao cataltica entre os constituintes reativos do gs de sntese. Geralmente, adiciona-se CO2 ao processo para consumir o excesso de hidrognio normalmente presente no gs de sntese, na proporo de 3:1 em relao ao CO. As reaes seguintes representam a sntese de metanol : CO (g) + 2 H2 (g) o CH3OH (l) CO2 (g) + 3 H2 (g) o CH3OH (l) + H2O O metanol pode ento ser usado com diversos fins industriais, entre eles: Oxidao cataltica para sntese de formaldedo (HCOH):

CH3OH + O2 o HCOH + H2O

III.5 GS DE SNTESE Reao com HCl em fase vapor para produo de cloreto de metila

(CH3Cl): CH3OH + HCl o CH3Cl + H2O Reao

de carbonilao (CH3COOH):

para

produo

de

cido

actico

CH3OH + CO o CH3COOH Reaes de adio com isobuteno ou isoamilenos para produo de

teres: CH3OH + CH3C(CH3)=CH2 o CH3OC(CH3)3 CH3OH + CH3CH=C(CH3)2 o CH3CH2C(CH3)2OCH3

III.5 GS DE SNTESE A amnia produzida atravs da reao do hidrognio com o nitrognio atmosfrico. N2 (g) + 3 H2 (g) o 2 NH3 (g) Dentre as aplicaes industriais da amnia, citam-se: Reao com CO2 para produo de uria:

2 NH3 (g) + CO2 (g) o H2NCOONH4 (s) H2NCOONH4 (s) o H2NCONH2 (aq) + H2O (l) Oxidao com ar para produo de cido ntrico:

4 NH3 (g) + 5 O2 (g) o 4 NO (g) + 6 H2O (g) 2 NO (g) + O2 (g) o 2 NO2 (g) 3 NO2 (g) + H2O (l) o 2 HNO3 (aq) + NO (g)

III.5 GS DE SNTESE Oxidao com NaClO (processo Rashig) ou H2O2 (processo Puck)

para produo de hidrazina (H2NNH2):

2 NH3 + NaClO o H2NNH2 + NaCl + H2O 2 NH3 + H2O2 o H2NNH2 + 2 H2O

A amnia pode tambm ser alquilada com haletos de metila ou metanol para produzir metilaminas. Com metanol, a seguinte seqncia reacional ocorre : CH3OH + NH3 o CH3NH2 + H2O CH3OH + CH3NH2 o (CH3)2NH + H2O CH3OH + (CH3)2NH o (CH3)3N + H2O

III.5 GS DE SNTESE Produo e aplicao de metilaminas:METANOL AMNIA

INSETICIDAS PESTICIDAS FARMACUTICOS

SOLVENTES DETERGENTES COMBUSTVEIS

RAO DE AVES

III.6 POLMEROS Polmeros so macromolculas que apresentam unidades qumicas simples repetidas (meros), formadas a partir de molculas reativas que apresentam pelo menos um grupo funcional, denominadas monmeros. Os polmeros sintticos contribuem para o conforto e bem-estar da vida e representam o item de maior destinao da indstria petroqumica. So usados em trs grandes campos: plsticos, fibras e elastmeros, em diversas indstrias, tais como eltrica, automobilstica, eletrnica, de utenslios domsticos, dentre outras. A importncia dos polmeros na sociedade moderna est relacionada com as substituies, em muitas aplicaes, de materiais naturais e metais por materiais polimricos sintticos.

III.6 POLMEROS Os polmeros podem ser descritos como lineares ou ramificados, e a seguinte classificao genrica pode ser estabelecida: Quanto estrutura qumica, baseada na composio qumica do

mero; Quanto ao mtodo de preparao, baseado no processo de sntese

utilizado (adio ou condensao); Quanto utilizao, podendo-se ter polmeros termoestveis,

termoplsticos, fibras, elastmeros, plsticos de engenharia, etc.; Quanto ao tipo de processo usado, podendo-se ter polimerizao por

massa, soluo, suspenso ou (micro)emulso.

Quanto ao tipo de monmero presente na estrutura do polmero, podemos ter: Homopolmeros: Formados por apenas um tipo de monmero; Copolmeros: Formados por mais de um tipo de monmero.

III.6 POLMEROS Quanto estrutura dos copolmeros, podemos ter: Estrutura em bloco: Estrutura alternativa: Estrutura aleatria:

A-A-A-A-B-B-B A-B-A-B A-B-B-A-A-A-B

Citam-se ainda estruturas polimricas obtidas atravs do processo de grafting, que consiste na criao de stios ativos na estrutura principal do polmero, aos quais diferentes monmeros so adicionados, formando uma ramificao. Com a ramificao, as propriedades fsicas do polmero so afetadas. Existem tambm as estruturas com ligaes cruzadas (crosslinking), que possuem duas ou mais cadeias polimricas ligadas em um ou mais pontos da estrutura linear que no suas extremidades. As ligaes cruzadas ocasionam perda de mobilidade e no podem ser moldadas.

III.6 POLMEROS Os plsticos podem ser termoplsticos ou termoestveis. So relativamente rgidos e possuem alto peso molecular, sendo facilmente moldveis sob presso. Os polmeros sem aditivos so chamados de resinas. Com a adio de aditivos, passam a ser denominados de plsticos. Por exemplo, materiais como PVC e polietileno so chamados de resinas quando saem dos reatores, e plsticos quando recebem os produtos que vo melhorar suas qualidades. As fibras possuem baixa elongao e alta resistncia deformao. Com a baixa absoro de umidade, sua elasticidade inferior dos plsticos e elastmeros. Os elastmeros so hidrocarbonetos insaturados de alto peso molecular, formados por longas cadeias flexveis que possibilitam uma elasticidade reversvel.

III.6 POLMEROS Os processos de sntese de polmeros ocorrem atravs de reaes de adio, iniciadas por um radical livre e terminadas pela adio de um inibidor, obtendo-se polmeros sem eliminao de molculas pequenas; ou ainda por reaes de condensao de duas molculas com eliminao de molculas pequenas. As tcnicas de polimerizao abrangem snteses em: Soluo: Consiste na dissoluo do monmero em um solvente

orgnico; Massa: Caracterizada pela ausncia de um solvente; Suspenso: Promovida com a disperso do monmero em um lquido sob agitao mecnica. Empregam-se iniciadores solveis no monmero e estabilizadores para evitar a aderncia da cadeia de polmeros; (Micro)emulso: Usa-se um agente emulsificante, formador de agregados que absorvem as gotas de monmero a ser polimerizado por algum indutor apropriado, como calor ou radiao ultravioleta. A distribuio de tamanho das partculas tal que a disperso pode ser caracterizada como uma emulso ou microemulso.

III.6 POLMEROS Um dos mais importantes aspectos do domnio da tecnologia de fabricao e da produo qualitativa dos manufaturados de plsticos a boa qualidade dos moldes. Industrialmente, a fabricao de plsticos ocorre atravs dos seguintes mtodos:

Extruso: Mtodo de fabricao de objetos de forma definida. A

extrusora consiste em um parafuso que roda dentro de um cilindro aquecido, em relao ao qual mantm uma folga muito pequena. As etapas consistem em Resina Fundio Moldagem Solidificao.

III.6 POLMEROS Moldagem por Injeo: Consiste no amolecimento do material em

um cilindro aquecido. A injeo se d a alta presso no interior de um molde. A forma final ocorre na etapa de resfriamento. o mtodo empregado na fabricao de brinquedos, baldes e peas. Moldagem a Sopro: Sua concepo semelhante usada na

fabricao de garrafas de vidro. Aps a aplicao de ar sob presso no molde, ocorre o resfriamento. Tem aplicaes mais diversas, no estando limitada produo de garrafas ou outros recipientes. Calandragem: Mtodo de fabricao que consiste na passagem do

plstico entre rolos aquecidos, produzindo filmes de melhor qualidade que aqueles obtidos por extruso.

III.6.1 TERMOPLSTICOS Os termoplsticos so materiais polimricos de cadeia linear ou ramificada que se tornam macios quando aquecidos e podem ser moldados sob presso. Os termoplsticos tm substitudo diversos produtos de origem natural, como papel, madeira e ao, e seu consumo cresceu em funo de alguns fatores: Leveza, dureza, resistncia corroso e fcil manuseio; Preos competitivos, comparados com os das fontes naturais; Limitao da oferta de materiais provenientes de fontes naturais;

So bastantes utilizados na indstria automobilstica, o que justificado pela tentativa de diminuir o peso dos automveis, para reduzir tambm o consumo de gasolina. So empregados ainda em embalagens e no crescente mercado de tubulaes. O maior problema, no entanto, o destino dos resduos.

III.6.1 TERMOPLSTICOSPolietileno Polmero produzido a partir do eteno, matria-prima abundante, sendo o termoplstico mais usado. Possui baixo custo e apresenta flexibilidade e resistncia a ataques qumicos. O polietileno de baixa densidade (PEBD) formado atravs de reaes a baixas presses, catalisadas por compostos do tipo Zigler. Por possuir baixa cristalinidade, um polmero mais flexvel. Pode ser aplicado em folhas e filmes polimricos. O polietileno de alta densidade (PEAD), de cadeias lineares e mais compacto, formado atravs de reaes com radicais livres a altas presses. Pode ser usado como material constituinte de garrafas plsticas e tubos de irrigao, bem como no transporte de produtos corrosivos.

III.6.1 TERMOPLSTICOSPolietileno

O grau de cristalinidade do polmero determina seu comportamento mecnico e trmico, caracterizando-o como material amorfo ou cristalino. O grau de cristalinidade confere a rigidez necessria s fibras: quanto mais regulares, maior o grau de cristalinidade. Assim, resinas de polietileno linear, por exemplo, podem ser trabalhadas com o objetivo de promover uma melhoria em suas propriedades de impacto e rompimento, com aplicaes em filtros, fios, cabos, folhas e tubos.

III.6.1 TERMOPLSTICOSCopolmeros do Eteno EVA: Eteno + Acetato de vinila.

Produzidos sob alta presso no mesmo reator de PEBD, so materiais mais permeveis a gases e vapor dgua (PE) e menos estveis ao calor, apresentando baixa resistncia qumica. Seu maior mercado so os filmes extrudados e embalagens. Outros copolmeros importantes do eteno so obtidos com o cido acrlico e os acrilatos de metila e etila. O copolmero de eteno e acrilato de metila tem aplicaes em filmes, folhas, perfis de extruso, tubos e materiais moldados a sopro.

III.6.1 TERMOPLSTICOSPolipropileno Quando o propileno (CH3CH=CH2) polimerizado com radicais livres ou alguns iniciadores inicos, uma mistura de trs estereoismeros formada, segundo a posio do grupo metila na molcula. Tais ismeros so classificados da seguinte forma: Atticos, com distribuio aleatria dos grupos metila; Isotticos, com a disposio de todos os grupos metila em apenas um

lado da cadeia polimrica; Sindiotticos, com a distribuio regularmente alternada dos grupos metila em ambos os lados da cadeia.

Apresenta alta cristalinidade, resultando resinas de melhor qualidade. Possui boas resistncias eltrica e qumica, baixa absoro de gua e resistncia ao calor (100C). Aplicaes: Indstrias automobilstica e de fibras.

III.6.1 TERMOPLSTICOSPolicloreto de vinila (PVC) Produzido pela polimerizao do cloreto de vinila (CH2=CHCl), o PVC um homopolmero cuja estrutura pode ser rgida ou flexvel. Possui excelente resistncia a ataque qumico e abraso. O tipo flexvel aumenta cerca de 4,5 vezes de tamanho por extenso. Os produtos feitos de PVC rgido so duros e no podem ser extendidos. Sua cristalinidade baixa. O PVC pode ser aplicado em toalhas de mesa, mveis, fios e cabos, tubos de irrigao, conexes e garrafas moldadas a sopro.

III.6.1 TERMOPLSTICOSPoliestireno Produzido pela polimerizao do estireno (CH2=CHI), o homopolmero poliestireno uma resina clara e transparente. Sua estrutura rgida e quebradia apresenta facilidade de fabricao, estabilidade trmica e baixo custo. Possui boas propriedades de escoamento, permitindo a realizao de moldagem por injeo. A reao de polimerizao pode-se dar atravs de iniciadores do tipo radicais livres ou atravs de catlise de coordenao. Os polmeros produzidos so atticos, e encontram aplicaes em embalagens, containers, brinquedos e utenslios domsticos.

III.6.1 TERMOPLSTICOSPoliestireno Sua copolimerizao com outros monmeros possvel, gerando importantes materiais. Entre eles, citam-se: Resina SAN, copolmero de estireno e acrilonitrila; Plstico de engenharia ABS, copolmero de estireno, acrilonitrila e

butadieno; Resina SBR, copolmero de estireno e butadieno, a mais importante

borracha sinttica.

III.6.1 TERMOPLSTICOSPlstico Acrlico O plstico acrlico a denominao do produto de polimerizao do metacrilato de metila [CH2=C(CH3)COOCH3], o qual pode ser produzido pela reao da acetona com HCN, H2SO4 e CH3OH. Aplicaes: coberturas transparentes, paredes divisrias, bacias sanitrias, banheiras e portas de box. tambm usado como mtodo de fabricao de folhas e na produo de pratos, olhos artificiais, lentes de contato e at dentaduras artificiais.

III.6.1 TERMOPLSTICOSResinas de Engenharia As resinas de engenharia possuem propriedades especiais, tais como alta estabilidade trmica, boa resistncia a intempries e a ataque qumico e boas propriedades eltricas. Sua moldagem se d por injeo utilizando metais. Neste grupo, incluem-se o Nylon, policarbonatos, poliacetato de vinila, poliacetais, polisteres termoplsticos e polietersulfonas. O Nylon produzido a partir da condensao de aminocidos, dicidos e diaminas, ou pela abertura do anel de lactamas. Os polmeros assim obtidos, no entanto, so mais utilizados na produo de fibras sintticas, e no como plsticos. Dentre os tipos mais importantes, citam-se o Nylon 6/6, o Nylon 6 e o Nylon 11. Os nmeros so uma referncia ao nmero de tomos de carbono presentes numa unidade repetitiva do polmero.

III.6.1 TERMOPLSTICOSResinas de Engenharia O Nylon produzido a partir da condensao de aminocidos, dicidos e diaminas, ou pela abertura do anel de lactamas. Os polmeros assim obtidos, no entanto, so mais utilizados na produo de fibras sintticas, e no como plsticos. O Nylon possui alta fora de impacto e rigidez e facilmente processado. Pode ser reforado com vidro para lhe conferir estabilidade e pode ser substituto de metais em algumas aplicaes. Outros usos so em mancais de direo e partes moldadas de automveis.

III.6.1 TERMOPLSTICOSResinas de Engenharia Os policarbonatos so considerados como polisteres do cido carbnico e podem ser sintetizados pela reao entre o sais de sdio e Bisfenol-A com o fosgnio. O fosgnio um gs obtido pela reao entre cloro e monxido de carbono. Os policarbonatos so materiais transparentes e resistentes a quebra, calor, luz e oxidao. Podem ser moldados por injeo e soproe suas aplicaes incluem globos de luz de rua, capacetes de segurana, coletores de luz solar e culos de sol.

III.6.1 TERMOPLSTICOSResinas de Engenharia O poliacetato de vinila, produzido a partir da polimerizao do acetato de vinila, obtido atravs de processos de suspenso ou emulso. um material polimrico altamente ramificado, amorfo e attico. incolor, inodoro e atxico. Suas aplicaes incluem adesivos, revestimentos e em tratamentos txtil. No entanto, o poliacetato de vinila no pode ser usado para plsticos moldados em virtude de sua baixa temperatura de moldagem.

III.6.1 TERMOPLSTICOSResinas de Engenharia Os poliacetais so produzidos a partir da polimerizao do formaldedo em condies cuidadosamente controladas. So polmeros de alta cristalinidade, alta resistncia ao impacto e alto limite de fadiga. As aplicaes dos poliacetais so variadas, incluindo maanetas de portas, engrenagens, mancais e recipientes para aerossis. A reao prossegue da seguinte forma: n HCOH + H2O o HO(CH2O)n-1CH2OH

III.6.1 TERMOPLSTICOSResinas de Engenharia Os polisteres termoplsticos so materiais produzidos pela condensao de cido tereftlico com etileno glicol ou 1,4butanodiol.

Devido a suas propriedades de resistncia qumica e a abraso, baixo poder de aboro de umidade e baixa permeabilidade a gs, esses polisteres so bastante usados em fitas magnticas. Em especial, cita-se o polietileno tereftalato (PET), largamente utilizado como matria-prima de garrafas plsticas. Assim como o Nylon, o PET tambm pode ser empregado na produo de fibras sintticas.

III.6.1 TERMOPLSTICOSProcesso Inventa AG para Produo de PETMetanol cido tereftlico

Secador

Catalisador Ar

Separadorcido actico

p-Xileno

Tanque de Mistura

Reator de Oxidao

Acetaldedo

Purificao de DMTDimetil tereftalato

Purificao de ATFcido tereftlico puro

Coluna de Desidratao

Reator Sintetizador

Reator de Esterificao

III.6.1 TERMOPLSTICOSResinas de Engenharia Finalmente, as polietersulfonas so produzidas pela reao entre os sais de sdio ou potssio do Bisfenol A com 4,4-diclorodifenilsulfona (ClISO2ICl), apresentando propriedades semelhantes s dos policarbonatos. As sulfonas se caracterizam pelo grupamento SO2. As polietersulfonas delas obtidas constituem uma classe de materiais termoplsticos de engenharia geralmente usados em aplicaes realizadas sob temperaturas em torno de 200C, mas podem ser usados em baixa temperatura sem qualquer mudana em suas propriedades fsicas.

III.6.2 TERMOESTVEIS Os materiais termoestveis so redes polimricas com longas cadeias moleculares ligadas de forma cruzada, o que lhes confere rigidez e formao de uma estrutura tridimensional. A polimerizao irreversvel e o reaproveitamento de material no possvel. Seu consumo inferior ao dos termoplsticos, mas h um constante desenvolvimento da tecnologia empregada em sua fabricao. A fibra de vidro situa-se entre os materiais termoestveis mais utilizados. No grupo dos termoestveis, incluem-se muitos plsticos sintetizados atravs de reaes de condensao, como as poliuretanas, resinas epxi e resinas fenlicas.

III.6.2 TERMOESTVEISPoliuretanas As poliuretanas so produzidas atravs de falsas reaes de condensao, na medida que no h formao de subprodutos. A condensao, dessa forma, se d com a interao qumica entre um diisociananto e um poliol, como no exemplo seguinte:

Dependendo do poliol utilizado, as poliuretanas podem ser rgidas ou flexveis. Na produo de espumas flexveis, costumam-se empregar diisocianatos de tolueno (TDI).

III.6.2 TERMOESTVEISPoliuretanas Outro exemplo de diisocianato usado na sntese de poliuretana o MDI, diisocianato de metileno, empregado na produo de espumas rgidas. A reao de produo de MDI inicia-se com a interao entre anilina e formol, seguida da reao da diamina assim formada com fosgnio para produzir o diisocianato.

III.6.2 TERMOESTVEISResinas de Uria e Melamina As resinas de uria e melamina pertencem ao grupo das resinas amino ou aminoplsticos, que so materiais polimricos produzidos pela condensao de formaldedo com uria (composto uria-formol) ou melamina (composto formol-melamina). A uria (H2NCONH2) obtida da reao entre amnia e CO2. A melamina um composto heterocclico, formada a partir de trs molculas de uria ou a partir da cianamida (H2NC{N) sob altas presses e temperaturas.

III.6.2 TERMOESTVEISResinas de Uria e Melamina

As resinas formadas so duras, fortes e quebradias, com boas propriedades eltricas. Podem ser utilizadas para tratamento txtil para aumentar a resistncia ao encolhimento. Outras aplicaes incluem adesivos para madeira aglomerada, fabricao de caixas de rdio, placas de frmica, coberturas de pratos e botes.

III.6.2 TERMOESTVEISResinas Fenlicas As resinas fenlicas so produzidas a partir da reao entre o fenol e o formol. A reao pode ser catalisada por cidos ou bases, produzindo-se resinas conhecidas como novalacs ou resols, respectivamente. So as resinas mais antigas e importantes dentre os materiais termoestveis, de destacadas dureza e rigidez. So ainda bastante resistentes a ataques cidos e a umidade, e excelentes isolantes trmicos, resistindo at a 150C. Suas aplicaes incluem a fabricao de chaves e controles remotos, alas, manivelas, materiais aglutinantes, adesivos e materiais de isolamento e componentes de automveis.

III.6.2 TERMOESTVEISResinas Epxi As resinas epxi so sintetizadas a partir da reao entre a epicloridrina e um difenol. Geralmente, emprega-se o Bisfenol A.

Cresis (metilfenis constitudos de ncleo benznico com radicais metila) e outros bisfenis tambm so usados na sntese de resinas epxi.

III.6.2 TERMOESTVEISResinas Epxi Os cresis so obtidos do petrleo e do carvo, utilizados como desinfetantes, na preparao de resinas fenlicas, na preparao de herbicidas ou como antioxidantes de alimentos. As resinas epxi, assim, so usadas em revestimentos de superfcies, em acabamentos de utenslios domsticos e adesivos, revestimentos de produtos enlatados e tambores. So ainda usadas em tintas de automveis, plsticos reforados para construo e laminados.

III.6.2 TERMOESTVEISResinas Alqudicas Resinas alqudicas so produzidas a partir da reao entre um poliol, como um dilcool, e o anidrido ftlico. cidos graxos insaturados podem tambm ser usados na sntese. A resina assim obtida do tipo polister e geralmente insaturada, possuindo alta resistncia mecnica. Suas aplicaes incluem tintas de navios, automveis e exteriores de casas.

III.6.3 FIBRAS As fibras so polmeros que possuem um comprimento 100 vezes maior que sua largura e podem ser de origem natural ou sinttica. As fibras naturais (seda, linho, algodo e l) so compostos de celulose. As fibras sintticas so derivadas do petrleo, produzidas a partir da polimerizao de monmeros com alto ponto de fuso, alta cristalinidade, estabilidade trmica moderada e fora tensora mediana. As mais importantes fibras sintticas so os polisteres, as poliamidas (Nylon) e os poliacrilatos. A fabricao consiste basicamente na converso fsica de um polmero linear, de cadeia relativamente desordenada, em um estado de filamentos contnuos.

III.6.3 FIBRAS Os processos de produo de fibras incluem: Fiao em Fuso: Polmeros que podem ser fundidos so extrudados

atravs dos orifcios de uma fiandeira, produzindo monofilamentos ou multifilamentos. Fiao em Soluo: Utiliza-se um solvente, iniciando-se com a

filtrao do material, seguida de desgaseificao e evaporao final do solvente na fiandeira.

Provenientes de resinas de engenharia, as fibras de polister so polmeros de condensao obtidos na reao entre etilenoglicol e cido tereftlico. Existe a possibilidade de mistura com fibras naturais. Suas aplicaes incluem fibras de vesturio, mveis e cordonis de pneus e plsticos de bandejas de fornos, garrafas de bebidas e recipientes para alimentos.

III.6.3 FIBRAS As fibras de poliamida so tambm provenientes das resinas de engenharia, sendo os Nylons os tipos mais expressivos. O Nylon 6/6 foi a primeira fibra sinttica que apareceu no mercado, sendo produzida a partir da reao entre cido adpico e hexametilenodiamina. Suas aplicaes incluem cordonis de pneus, vesturio, pra-quedas, cordas e cintos de segurana. A escolha de um Nylon ditada por consideraes econmicas, exceto em aplicaes especiais. As fibras acrlicas usam acrilonitrila como um dos monmeros na polimerizao e possuem propriedades semelhantes s da l. Quando copolimerizado com o cloreto de vinila, o acrlico apresenta propriedades menos inflamveis que as demais fibras sintticas. Suas aplicaes incluem materiais para cobertores, suteres, roupas de proteo e cobertores de hospitais.

III.6.4 ELASTMEROS Os elastmeros ou borrachas sintticas so polmeros de alto peso molecular com propriedades fsicas e mecnicas semelhantes s da borracha natural. So polmeros altamente amorfos em seu estado natural, apresentando mobilidade segmentada e elasticidade reversvel. Possuem ainda estabilidade qumica, alta resistncia a abraso, fora e boa estabilidade dimensional. Podem-se tambm promover ligaes cruzadas na estrutura polimrica original a fim de melhorar essas propriedades. O mais importante monmero usado para borracha sinttica o butadieno.

III.6.4 ELASTMEROS A borracha natural, ou ltex, um elastmero constitudo de unidades de isopreno [H2C=C(CH3)CH=CH2], conferindo-lhe propriedades excepcionais de alta fora e resilincia. O polibutadieno o polmero mais importante para fabricao da borracha sinttica, devido a sua disponibilidade, facilidade de polimerizao com outros monmeros e habilidade de se misturar com borrachas natural e sintticas. Pode ser aplicado na fabricao de pneus por abraso. A borracha estireno-butadieno (SBR) a mais importante borracha sinttica usada em pneus, em funo de suas boas propriedades mecnicas e fsicas. Pode ser usada ainda na fabricao de calados, adesivos e revestimento de carpetes. obtida pela copolimerizao entre estireno e butadieno, por emulso ou em soluo.

III.6.4 ELASTMEROS A borracha nitrlica (NBR) obtida pela copolimerizao em emulso aquosa entre acrilonitrila e butadieno, com a propriedade especial de ser resistente a hidrocarbonetos lquidos e leos aromticos. Suas aplicaes envolvem atividades em que seja necessrio o contato de instrumentos ou equipamentos com hidrocarbonetos de petrleo, podendo fazer parte da constituio de mangueiras e graxas. O poliisopreno sinttico obtido da recuperao das correntes de C5 das unidades de craqueamento cataltico das refinarias, podendo substituir a borracha natural. Possui alta fora extensora e insensibilidade a mudanas de temperatura, mas apresenta baixa resistncia a abraso. Alm da produo de pneus, o poliisopreno pode ser empregado em calados, material de isolamento trmico e produtos mecnicos especializados.

III.6.4 ELASTMEROS A borracha butlica obtida pela copolimerizao entre isopreno e isobutileno, na proporo de isopreno de 1 a 3%. Com o aumento do teor de isopreno, ocorre aumento da resistncia ao calor e diminuio da resistncia a produtos qumicos. Pode ser aplicada em cmaras de ar para pneus, isolamento de cabos e isolamento para cidos. A borracha neopreno ou policloropreno, a mais antiga borracha sinttica, obtida da polimerizao do 2-cloro-1,3-butadieno em emulso aquosa. Quando vulcanizada, obtm-se um elastmero de alta tenso extensora, resistncia a calor e excelente resistncia a leos. As principais aplicaes incluem revestimento de cabos e instrumentos mecnicos. Outros exemplos de borrachas sintticas incluem a borracha etileno-propileno (EPR), o transpolipentmero (TPR) e os elastmeros termoplsticos.

III.6.5 DETERGENTES Os detergentes foram inicialmente desenvolvidos como substitutos do sabo e, em funo de mudanas nos hbitos de consumo da populao, apresentaram acelerado desenvolvimento aps a segunda guerra mundial. Os detergentes so preparados industrialmente como resultado da pesquisa e desenvolvimento de novas formulaes, englobando diversos produtos, caracterizadas pelo melhoramento das propriedades tensoativas do produto final. Os tensoativos, principal matria-prima dos detergentes, so derivados do petrleo que, quando introduzidos em um sistema qualquer, modificam as caractersticas fsico-qumicas de sua superfcie ou das interfaces de separao com outros meios. Quando dissolvidos ou dispersos em um lquido, so preferencialmente adsorvidos em uma interface, modificando sua tenso interfacial.

III.6.5 DETERGENTES Os tensoativos so tambm conhecidos como compostos anfiflicos, devido existncia de regies de polaridades distintas em suas molculas.

Representao esquemtica da estrutura de uma molcula tensoativa

A capacidade das molculas tensoativas de modificar acentuadamente suas propriedades ao se adsorverem nas interfaces de sistemas dispersos utilizada amplamente em muitos processos tecnolgicos. A influncia exercida pelas molculas tensoativas pode ser muito diferente de acordo com a natureza qumica e a estrutura das fases em contato, bem como em funo das condies impostas ou existentes em suas aplicaes.

III.6.5 DETERGENTES Quando o tensoativo agitado em gua, ocorre a produo de uma soluo opalescente que contm agregados de molculas de tensoativo denominadas micelas. O fenmeno de micelizao responsvel pela ao detergente, que consiste na captao de partculas de leo pelas micelas formadas.H2O H2O++ -++ +-- +-

H2O H2O+-

+ +-- +-

+-

+--

leo

++ -+-

+--

leo-

+

+

H2O

-

+ -+

-

H

-- +

-

H O

H

H2O

+ -+

-

H

-- +

H O

H

H O

H O

Micelizao de gotculas de leo

III.6.5 DETERGENTES Na produo industrial de detergentes, algumas propriedades qumicas que caracterizam o produto tensoativo so mais importantes, como seu poder detergente, emulsificante ou umectante. A composio dos detergentes bastante complexa, envolvendo diversos produtos qumicos, cada um deles com uma ao especfica.15 25% DE DETERGENTE PROPRIAMENTE DITO PRODUTOR DE ESPUMA AGENTE SEQUESTRANTE

AGENTE PEPTIZANTE

CARGAS

ENZIMAS

ALVEJANTES

AGENTE ANTICORROSIVO

III.6.5 DETERGENTES Para fins industriais, um tensoativo pode ser classificado em uma de quatro classes, em funo da carga apresentada por sua cabea polar aps disposio da molcula neutra em soluo aquosa. Assim, podem-se ter: Tensoativos Catinicos: Agentes tensoativos que possuem um ou

mais grupamentos funcionais que, ao se ionizarem em soluo, fornecem ons orgnicos carregados positivamente e que so responsveis pela tensoatividade. Apresentam bom poder emulsificante e possuem propriedades germicidas. Exemplos comuns deste tipo de tensoativo so os sais quaternrios de amnio de cadeia longa.

Estrutura geral de uma molcula tensoativa catinica

III.6.5 DETERGENTES Tensoativos Aninicos: Agentes tensoativos que possuem um ou mais

grupamentos funcionais que, ao se ionizar em soluo aquosa, fornecem ons orgnicos carregados negativamente e que so responsveis pela tensoatividade. So os principais componentes dos detergentes domsticos e industriais, utilizados em misturas com outros componentes. Os principais grupos aninicos so do tipo carboxilato, sulfonato e sulfato. Exemplos comuns deste tipo de tensoativo so os sais sdicos de cidos graxos (sabes), os alquilbenzeno-sulfonatos de sdio e os alquil-sulfatos de sdio.Estearato de sdio

p-Dodecilbenzeno-sulfonato de sdio

Dodecilsulfato de sdio

Tensoativos aninicos

III.6.5 DETERGENTES Tensoativos No-inicos: Agentes tensoativos que no fornecem ons

em soluo aquosa e cuja solubilidade em gua se deve presena, em suas molculas, de grupamentos funcionais que possuem forte afinidade pela gua. Possuem bom poder detergente e emulsificante, com as vantagens de produzirem pouca espuma e apresentarem melhor biodegradabilidade. Exemplos comuns deste tipo de tensoativo so o nonilfenol etoxilado, os lcoois graxos etoxilados e o propilenoglicol etoxilado.

1-O-octyl- E-D-glucopiranosida

Brij 99

Tensoativos Triton X

Tensoativos no-inicos

III.6.5 DETERGENTES Tensoativos

Anfteros: Agentes tensoativos contendo em sua estrutura tanto o radical cido como o bsico. Esses compostos, quando em soluo aquosa, exibem caractersticas aninicas ou catinicas, dependendo das condies de pH da soluo. Assim, de uma maneira geral, solues cidas os tornam compostos catinicos e solues alcalinas os levam a assumir um carter aninico. Os exemplos mais importantes deste tipo de tensoativo so os fosfolipdeos e as betanas, amplamente utilizadas em formulaes de cosmticos.N-dodecil-N,N-dimetilglicina

Fosfolipdeos ou lecitinas

Tensoativos anfteros

III.6.6 FERTILIZANTES Os fertilizantes so substncias minerais ou orgnicas, naturais ou sintticas, que fornecem um ou mais nutrientes s plantas. Os fertilizantes primrios produzidos pela indstria de fertilizantes possuem nitrognio, fsforo e potssio. Clcio, magnsio e enxofre constituem nutrientes secundrios. De importador de produtos intermedirios, fertilizantes simples e fertilizantes compostos, o Brasil desenvolveu uma indstria que atende ao consumo de complexos granulados, supre parte da demanda de fertilizantes nitrogenados e apresenta auto-suficincia na produo de fertilizantes fosfatados. Ocorreu, assim, a implantao de complexos industriais que geram todo o concentrado fosftico, parte do cido fosfrico e parte da amnia necessrios industria brasileira.

III.6.6 FERTILIZANTESProcessos de fabricao de fertilizantesMatrias-primas Produtos intermedirios CO2 Fertilizantes simples Uria Nitrato de amnio Amnia cido ntrico Carbonato de sdio Enxofre Pirita Gases metalrgicos Rocha fosftica Silicatos Escrias Rocha potssica Fertilizantes minerais Resduo orgnico urbano Fertilizantes orgnicos Composto orgnico cido sulfrico Concentrado fosftico cido fosfrico N Nitroclcio Sulfato de amnio Fosfatos de amnio NP NPK Superfosfato triplo Superfostato simples Termofosfatos Cloreto de potssio K Fluidos: solues e suspenses P Fertilizantes compostos Slidos: Granulados complexos e misturas

Gs natural Gs de reforma Nafta leo pesado

III.6.6 FERTILIZANTES Os fertilizantes nitrogenados incluem a uria, o nitrato de amnia, o nitrato de clcio e o sulfato de amnia. Em sua produo, amnia e cido ntrico so obtidos como produtos intermedirios. A produo de uria feita a partir da reao de amnia e dixido de carbono. Em complexos integrados, o CO2 suprido pela prpria unidade de amnia, da qual extrado como subproduto. A uria utilizada principalmente como fertilizante, mas pode ser usada tambm na produo de adesivos e plsticos, bem como em rao animal. A formao da uria obtida em duas etapas, representadas conforme as seguintes reaes: 2 NH3 + CO2 o NH2COONH4 NH2COONH4 o H2NCONH2 + H2O

III.6.6 FERTILIZANTESProcesso de fabricao de uriaNH3 CO2

Compresso / Pr-aquecimento

Compresso

Reciclo de amnia

Sntese de uria

Reciclo de soluo de carbamato

Separao (Alta presso)

Condensao / Absoro Separao centrfuga (opcional)

Decomposio do carbamato (Dois estgios) Evaporao

Granulao Torre Prilling

Uria 46% N

III.6.6 FERTILIZANTES Durante os processos de produo de amnia mais comuns, utilizam-se hidrocarbonetos como fonte de hidrognio. Este hidrognio extrado na forma do gs de sntese e reage com o nitrognio do ar para formar a amnia, segundo a reao global: 3 H2 + N2 Produo de amnia:Gs de Sntese Compresso(para recuperao ou uso combustvel)

2 NH3

Gs de purga

Sntese

Refrigerao / Condensao

Amnia lquida 82% N

III.6.6 FERTILIZANTES Obtm-se tambm cido ntrico pela reao de amnia com o ar atmosfrico. O cido ntrico pode ainda reagir com mais amnia para produo de nitrato de amnio, segundo as equaes globais: NH3 + 2 O2 o HNO3 + H2O HNO3 + NH3 o NH4NO3 Produo de cido ntrico :NH3 Vaporizao e Pr-aquecimento Filtrao Misturagua

Ar Compresso

Gs residual

Filtraogua

Recuperao da energia mecnica (para compresso)

Converso NH3 o NO

ResfriamentoVapor

Converso NO o NO2

Oxidao e Absoro cido ntrico 55-65% HNO3