PROCESSOS QUÍMICOS DE SEPARAÇÃO

Transcrição

1 Unidades de Operação da Indústria Química PROCESSOS QUÍMICOS DE SEPARAÇÃO Prof. Iara Santos

2 Industria Química Matéria Prima Converte Produtos Úteis à Humanidade Celulose (madeira) em Papel Argila e Areia em Porcelanas e Vidros Óleo em Sabão em barra Cana em Álcool Petróleo em Nafta, Combustíveis, Lubrificantes, Asfalto,... Nafta em Hidrocarbonetos, Solventes,... Hidrocarbonetos em Plásticos, Espumas, Borrachas, Resinas,......

3 Segmento da Industria Petroquímica Refinarias Centrais de Matérias Primas Matéria Prima Petroquímicos Básicos Petróleo ou Natural Gás Etileno, Benzeno, Tolueno, p-xileno,... Segunda Geração Indústria de Transformação Produtos Intermediários Estireno para borrachas, Polietileno, PVC...

4 Industria do Petróleo Em uma Refinaria Nafta vai para a Petroquímica Produtos Úteis à Humanidade Matéria Prima

5 PRINCÍPIO DA DESTILAÇÃO As primeiras descrições sobre o uso da destilação são do tempo de Cleópatra (150 A.C.). Quando uma solução é vaporizada parcialmente, a composição do vapor fica concentrada nos mais leves, enquanto que a fase líquida fica concentrada nos mais pesados. A partir deste principio é possível separar compostos utilizando vaporizações e condensações sucessivas. O primeiro processo industrial usando a destilação foi para a produção de bebidas alcoólicas (século XI).

6 PROCESSOS DE SEPARAÇÃO Os diferentes processos de separação são: Separação Líquido-Vapor Neste processo uma corrente é separada nas fases líquidos e vapor de composições diferentes, sendo cada uma removida individualmente. Destilação Separa os produtos por seus diferentes pontos de ebulição em repetidas vaporizações e condensações. Extração Dois líquidos imiscíveis são misturados e as substâncias que os compõem se distribuirão diferentemente entre eles. Cristalização Uma fase sólida é formada por cristalização parcial de um líquido, resultando duas fases separáveis com diferentes composições.

7 PROCESSOS DE SEPARAÇÃO Qual o Agente Separador da Destilação? Agente Separador (matéria ou energia) Carga (uma ou mais) SEPARADOR Produtos Produtos COMPOSIÇÕES DIFERENTES

8 Destilação A destilação ainda é a mais comum das técnicas de separação. Pode contribuir com mais de 50% dos custos operacionais de uma planta pela necessidade de resfriamento e aquecimento, apesar de ainda ser o processo mais econômico de separação Fica evidente a necessidade de uma operação otimizada para ser lucrativa Para atingir estas melhorias é necessário além de um perfeito entendimento dos princípios teóricos da destilação, de uma perfeita integração da equipe de produção, atingindo-se o máximo lucro no sentido amplo, seja financeiramente para a empresa, como de satisfação e realização dos profissionais envolvidos no processo.

9 A destilação é um processo muito antigo, e permanece como sendo o melhor e mais barato meio de separar compostos de uma mistura, exceto: þ Quando a diferença de volatilidade entre os compostos é pequena þ Quando se deseja recuperar apenas uma pequena quantidade do componente mais volátil Motivação þ Quando o composto é termicamente instável, mesmo à vácuo þ Quando a mistura é corrosiva ou se polimeriza (sujeiras) A destilação usa como princípio básico o equilíbrio de fases

10 PROCESSOS DE SEPARAÇÃO PROCESSOS DE SEPARAÇÃO POR EQUILÍBRIO NOME CARGA AGENTE PRODUTOS PRINCÍPIOS EXEMPLOS Líquido e Diferença em Concentração de suco de Evaporação Líquido Calor Vapor votatilidades fruta Flash Redução de Líquido e Diferença em Dessalinização de água do Líquido adiabático pressão Vapor votatilidades mar Líquido e Líquido e ou Diferença em Destilação Calor Estabilizadora de gasolina ou Vapor Vapor votatilidades Vapor ou Gás Líquido e Diferença em Remoção de leves de Arraste Líquido não condensável Vapor votatilidades produtos laterais Recuperação de hidroc. Líquido e Absorção Gás Líquido não volátil Solubilidade Leves em unidades de Vapor craqueamento Extração Líquido Líquido imiscível Dois líquidos Cristalização Adsorção Líquido Remoção ou adição de calor Líquido e ou Vapor e sólidos Gás ou Líquido Sólido adsorvente Fluido e Sólido Diferença em solubilidade Difernça de tendências à cristalização e participação em estrutura cristalina Diferença de potencial de adsorção Extração de aromáticos com furfural Remoção de parafinas de óleos lubrificados Adsorção de N - parafinas

11 PROCESSOS DE SEPARAÇÃO MECÂNICA NOME CARGA AGENTE PRODUTOS PRINCÍPIOS EXEMPLOS Tamanho de Sólido Pressão e meio Filtração Líquido e Sólido Líquido e Sólido maior que tamanho Filtragem de Díesel filtrante do poro Demister Sedimentação Centrifugação Ciclone Gás e Sólido ou Líquido Líquido e Sólido ou outro Líquido imiscível Líquido e Sólido ou Líquido imiscível Gás e Sólido ou Líquido PROCESSOS DE SEPARAÇÃO MECÂNICA Redução de pressão e peneira Gravidade Força centrífuga Inércia Gás e Sólido ou Líquido Líquido e Sólido ou Líquido Líquido e Sólido ou Líquido imiscível Gás e Sólido ou Líquido Mesmo Diferença de densidades Diferença de densidades Diferença de densidades Remoção de condensado de cargas para compressores Separação de catalizadores de corrente gasosa em FCC.

12 Destilação Flash

13 Adsorção Carvão ativado _ adsorvente Corrente gasosa

14 Ciclones

15 Absorção e dessorção na reforma a vapor CO + H2O v -> CO2 + H2 ( reação de reforma) CO2 + DEA + H2O ->HCO3- + DEA+_ Corrente à CO2 + DEA

16 Sedimentadores

17 Desodorização Fluxograma do processamento contínuo de óleos comestíveis, vegetais ou animais.