Aula 2 Gases Industriais - 2012 (UNIFEB)

QUÍMICA INORGÂNICA INDUSTRIAL I - 2012

Prof. Dr. José Marcelo Cangemi

GASES INDUSTRIAIS

Grupo de gases comercialmente fabricados e vendidos para utilização em aplicações diversas.

GASES INDUSTRIAIS

A oferta de gases pode ser dividida em gases industriais, gases medicinais e especiais.

GASES INDUSTRIAIS

GASES INDUSTRIAIS

As vendas são da ordem de US$ 2 bilhões (2005).

O SETOR NO BRASIL

GASES INDUSTRIAIS

GASES INDUSTRIAIS

GASES INDUSTRIAIS

GASES INDUSTRIAIS

Podem ser divididos, quanto ao processo de produção, em dois grupos:

- os derivados do fracionamento do ar atmosférico liquefeito, processo puramente físico (resfriamento e destilação).

- os obtidos por processos químicos.

DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)

. Como inertizante, na conserva de alimentos. Indústrias de bebidas. Congelante para alimentos . Extintores de incêndio. Matéria-prima para processos químicos. Propelente em aerossóis. Expansão de poliuretano

USOS INDUSTRIAIS

DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)Efeito estufa

DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)

DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)DESCRIÇÃO GERAL

O dióxido de carbono é um gás ligeiramente tóxico, inodoro, incolor e de sabor ácido. O CO2 não é combustível nem alimenta a combustão. É 1,4 vezes mais pesado que o ar.

FABRICAÇÃO DO CO2

A PARTIR DE GASES DE COMBUSTÃO DE MATERIAIS CARBONÁCEOS (ÓLEO COMBUSTÍVEL, GÁS COMBUSTÍVEL, COQUE)

FABRICAÇÃO DO CO2

A PARTIR DE GASES DE COMBUSTÃO DE MATERIAIS CARBONÁCEOS (ÓLEO COMBUSTÍVEL, GÁS COMBUSTÍVEL, COQUE)

FABRICAÇÃO DO CO2

A PARTIR DE GASES DE COMBUSTÃO DE MATERIAIS CARBONÁCEOS (ÓLEO COMBUSTÍVEL, GÁS COMBUSTÍVEL, COQUE)

O gás de combustão é resfriado, purificado e lavado mediante a passagem por dois lavadores de água. O CO2 é removido pela absorção seletiva, numa solução aquosa de etanolamina.

FABRICAÇÃO DO CO2

A PARTIR DE GASES DE COMBUSTÃO DE MATERIAIS CARBONÁCEOS (ÓLEO COMBUSTÍVEL, GÁS COMBUSTÍVEL, COQUE)

O CO2 é purificado num lavador a KMnO4, ficando isento de traços de H2S e de aminas, e é secado. O CO2 é comprimido, resfriado e liquefeito.

FABRICAÇÃO DO CO2

RECUPERAÇÃO DE CO2 DE FERMENTAÇÃO

FABRICAÇÃO DO CO2

RECUPERAÇÃO DE CO2 DE FERMENTAÇÃO

FABRICAÇÃO DO CO2

RECUPERAÇÃO DE CO2 DE FERMENTAÇÃO

FABRICAÇÃO DO CO2

RECUPERAÇÃO DE CO2 DE FERMENTAÇÃO

O primeiro depurador contém uma solução alcoólica diluída que atua como purificador preliminar e remove a maior parte do álcool carreado pelo gás.Os dois depuradores seguintes, em que o

líquido de lavagem é a água desaerada, removem quase todas as impurezas solúveis em água.

FABRICAÇÃO DO CO2

RECUPERAÇÃO DE CO2 DE FERMENTAÇÃO O gás é conduzido

a um depurador contendo K2Cr2O7

em solução, que oxida os aldeídos e os álcoois no gás.Num segundo depurador, com H2SO4, completa-

se a oxidação e o gás é desidratado. Num terceiro depurador, no qual circula uma solução de Na2CO3, ocorre a retirada de ácido arrastado pelo CO2. Finalmente, o gás passa por um lavador contendo glicerina, para fornecer um gás inodoro.

GÁS HIDROGÊNIO (H2)

GÁS HIDROGÊNIO (H2)

É utilizado na produção de plásticos, na hidrogenação de óleos insaturados e de amido, na produção de margarina, amônia e ácido clorídrico. É empregado como matéria-prima na produção de fertilizantes derivados de amônia, no processo de fabricação do polipropileno e no resfriamento de geradores e motores.

GÁS HIDROGÊNIO (H2)

Também é utilizado como combustível. Esse emprego vem sendo bastante testado e a expectativa quanto a sua utilização em escala comercial é aguardada.

Protótipo de ônibus movido a célula combustível

FABRICAÇÃO DO H2

MÉTODO ELETROLÍTICOEletrólise aquosa do cloreto de sódio (NaCl)

FABRICAÇÃO DO H2

MÉTODO ELETROLÍTICOEletrólise aquosa do cloreto de sódio (NaCl)

FABRICAÇÃO DO H2

MÉTODO ELETROLÍTICOEletrólise aquosa do cloreto de sódio (NaCl)

A maior parte da produção atual usa célula de diafragma, na qual os compartimentos estão separados por diafragmas porosos, que separam os produtos.

FABRICAÇÃO DO H2

REFORMA DE HIDROCARBONETOS A VAPORConsiste numa reação catalítica provocada numa mistura reacional de vapor de água e hidrocarbonetos a uma temperatura elevada, para formar H2 e óxidos de carbono.

A primeira reação é a de reforma. A segunda, é a de deslocamento do gás de água.

FABRICAÇÃO DO H2

REFORMA DE HIDROCARBONETOS A VAPOR

- 1ª Etapa: Altas temperaturas e Pressão reduzida

• Presença de Catalisador (endotérmica)• Produção de Hidrogênio e Monóxido de Carbono

- 2ª Etapa:Reação Catalítica Exotérmica CO + H2O CO2 + H2

Eficiência: 70% a 80%

FABRICAÇÃO DO H2

A PARTIR DO PROPANO

FABRICAÇÃO DO H2

A PARTIR DO PROPANO

O vapor de propano, misturado ao vapor de água, é reformado sobre um catalisador de níquel (816ºC), numa fornalha. Os gases H2, CO e um pouco de CO2 são resfriados, e a pressão parcial do vapor de água é aumentada pela adição de vapor.

FABRICAÇÃO DO H2

A PARTIR DO PROPANO

A mistura gasosa passa, então, por um catalisador de óxido de ferro, no conversor de CO do 1º estágio, onde 90 a 95% do CO são convertidos a CO2, produzindo-se mais H2. Os gases arrefecidos são lavados com solução de etanolamina, para a remoção de CO2.

FABRICAÇÃO DO H2

A PARTIR DO PROPANO

Os gases que vêm do conversor de CO do 2º estágio, e passam pelo metanador, sobre um catalisador de níquel, para que todos os óxidos de carbono sejam convertidos a metano, pela reação com H2. O H2 gasoso, proveniente do metanador, sai puro do reator.

SEPARADORES ÁGUA/ÓLEO

São usados para receber efluentes e águas contaminadas com óleos e graxas de áreas de manutenção, lavagem de veículos e máquinas além de oficinas mecânicas.

SEPARADORES ÁGUA/ÓLEO

Os separadores água – óleo empregam métodos físicos e trabalham por densidade, usando a tendência do óleo flutuar na água. Podem ser instalados ao nível do solo ou abaixo.

OXIGÊNIO (O2) E NITROGÊNIO (N2)

OXIGÊNIO (O2)

OXIGÊNIO (O2)

- indústria metalúrgica: em conjunto com acetileno, é usado para: corte, aquecimento, endurecimento e limpeza de metais- indústria química: é utilizado em uma variedade de processos químicos de oxidação - piscicultura: utilizado no transporte e cultivo de peixes para consumo direto- saneamento: tratamento de água

USOS INDUSTRIAIS

NITROGÊNIO (N2)

- nitratos e outros compostos de nitrogênio são muito utilizados como fertilizantes e em explosivos

USOS INDUSTRIAIS

NITROGÊNIO (N2)

USOS INDUSTRIAIS

NITROGÊNIO (N2)

- agente refrigerante, para armazenamento e transporte de produtos em baixa temperatura

FABRICAÇÃO DO N2