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


FABRICAÇÃO DO CO2


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


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


FABRICAÇÃO DO CO2


FABRICAÇÃO DO CO2


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)


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.


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


FABRICAÇÃO DO H2


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

Education

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