Produção de Óxido de Etileno

Produção de Óxido de Etileno

Eduardo MinettoExpedito B. JuniorFabrício FernandesFernanda TavaresFernando I. B. AlvesFranciny AmaralGiovana Maria Genevro

Sumário• História ;

• Introdução ;

• Processo de produção ;

• Catalisadores utilizados ;

• Reatores utilizados ;

• Condições de operação ;

• Etapas elementares ;

• Empresas produtoras ;

• Aplicações ;

• Modelagem .

História

•1931 ;

▫Theodore Lefort;

▫Etileno + O2 ;

▫Catalisador Ag ;

▫Principal produção ;

História• 1859 ;

▫ Charles-Adolphe Wurtz;

▫ 2-Cloroetanol + Base

▫ Primeira Guerra Mundial ;

▫ Precursor :

Etilenoglicol ;

Gás “Mostarda”;

Introdução

•C2H4O ;

•Epóxido ;

•Nomes:

▫Óxido de etileno , Óxido de eteno ,

Epoxietano , Oxirano , Óxido de dimetileno ;

Introdução

•Massa molecular: 44,05 g/mol ;

•Densidade: 0,882 kg/m³

•Ponto de fusão: -111,3 °C;

•Ponto de ebulição: 10,7 °C

Introdução

•Gás inflamável incolor ;

•Líquido com leve odor doce ;

•Intermediário na produção de etileno

glicol;

•Esterilizante.

Processo de produção

•Theodore Lefort ;

•Processo composto por 3 etapas:

▫Etapa de reação;

▫Etapa de absorção;

▫Etapa de purificação.


Processo de produção•Etapa 1

▫Produção de compostos ;

▫Alimentação : Etileno + Oxigênio ( Pureza);

▫Oxidação catalítica do etileno;

▫Catalisador de prata suportada em alumina;

▫Leito fixo


•Etapa 1


•Etapa 1

▫Reator multitubular;

▫Reator encamisado;

▫Trocadores de calor


Processo de produção•Etapa 2

▫Separação de compostos

▫Alimentação : Óxido de etileno,

subprodutos(CO2 e H2O) ;

▫Torre de absorção ;


•Etapa 2


• Etapa 2

▫Uso de água para absorver ;

▫2 Correntes:

Óxido de etileno + H2O Coluna de destilação ;

Compostos não reagidos Reciclo para os processo

.


•Etapa 2


•Etapa 3

▫Purificação;

▫2 Colunas de destilação;


•Etapa 3

▫1ª Coluna:

Separar água do óxido de etileno + gases ;

▫2ª Coluna:

Separar óxido de etileno dos gases ;

Obtenção de produto com 99,5% pureza


•Etapa 3


•Etapa 3

Catalisadores

•Catalisador é toda e qualquer substância

que acelera uma reação, diminuindo a

energia de ativação, diminuindo a energia

do complexo ativado, sem ser consumido,

durante o processo

Catalisadores

Catalisadores

•Produção de óxido de etileno:

▫Catalise heterogênea;

•Principal catalisador: Ag

▫15% em massa de Ag;

▫Suportada por α-Alumina

Catalisadores

•Interação O2 com a Prata

▫Absorção de O2

▫Formação de oxigênio atômico isolado

Catalisadores

•Reações

▫Oxidação total: Termodinamicamente

favorecida;

▫Oxidação parcial: Utilização de Prata;

Reatores•Reator leito fixo•Reator de leito empacotado•PBR (Packed Bed Reactor)

Reatores

•Empacotado com Ag suportado em Alumina

Reatores

•Uso:

▫Reações em fase gasosa;

▫Reações de catálise heterogênea;

Reatores

•Vantagens:

▫Alta conversão por unidade de massa;

▫Baixo custo de operação;

▫Operação contínua.

Reatores

•Desvantagens

▫Dificuldade no controle de temperatura;

▫Dificuldade na limpeza;

▫Gradientes de temperatura indesejado;

▫Ocorrência de canais preferenciais (by

pass)

Reatores

•Equações:▫Balanço de massa:

▫Ergun:

Condições de operação

•Etapa de produção


•Trocador de calor 1 (TC1)▫Casco / Tubo;

▫Escoamento contracorrente;

▫Fluido A : Etileno + O2

Temperatura : 30 °C Pressão : 17,76 atm

▫Fluido B : Óxido de etileno + Subprodutos Temperatura : 250 °C Pressão : 16,40 atm



•Trocador de calor 2 (TC2)▫Casco / Tubo;

▫Escoamento contracorrente;


Temperatura : 120°C; Pressão : 17,76 atm;

▫Fluido B : Água Temperatura : - Pressão : -



•Reator de leito fixo (PBR 1)

▫Catálise com Ag;

▫Multitubular;

▫Reação exotérmica

▫Alimentação estequiométrica (1:0,5) ;



Temperatura : 210°C;

Pressão : 17,76 atm;

▫Fluido B : Óxido de etileno + Subprodutos

Temperatura : 250 °C

Pressão : 16,40 atm

Condições de Operação


http://www.portalabpg.org.br/PDPetro/4/resumos/4PDPETRO_4_1_0367-1.pdf

Condições de operação•Dados de operação

Condições de operação•Dados de operação

Etapas elementares

Empresas produtoras

•Cenário mundial

▫Shell

▫Japan Catalytic

▫Dow Química

Empresas produtoras

•Cenário nacional

▫Oxiteno

Camaçari – BA

Tremembé – SP

www.oxiteno.com.br

Empresas produtoras

•Cenário nacional

▫Air Products

Camaçari – BA

www.airproducts.com.br

Aplicações

•Maior parte na fabricação de etileno glicol

Aplicações

•Intermediário de outras substâncias

▫Produção de etileno glicol

Polímeros de poliésteres;

Fluído refrigerante;

Anticongelante

Aplicações

•Esterilização▫Esterilização de vidrarias;▫Esterilização de alimentos;▫Esterilização de equipamentos.▫Eficaz contra:

Bactérias; Mofo; Fungos

Aplicações

•Surfactantes;

•Solventes;

•Plásticos;

•Fibra de vidro;

•Fluídos automotivos

Referências

• http://www.hospvirt.org.br/enfermagem/port/oxetil.html

• http://www.dow.com/ethyleneoxide/about/index.htm

• http://www.oehha.ca.gov/air/chronic_rels/pdf/75218.pdf

• http://en.wikipedia.org/wiki/Ethylene_oxide

• http://www.epa.gov/ttn/atw/hlthef/ethylene.html

• http://www.portalabpg.org.br/PDPetro/4/resumos/4PDPETRO_4_1_0367-

1.pdf

• http://teses.ufrj.br/COPPE_D/MartaCristinaNunesAmorimDeCarvalho.pdf

Documents

Produção de Óxido de Etileno