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1 von 67
Processo de
  Produção
   Química
1º. Sem./2011
Engenharias
Nesta Aula Veremos ...


• Sistemas de Classificação das Ind.
  Químicas
• Visão Geral da Segmento do Brasil e
  Mundo
• Classificação dos Processos Químicos
  (operação)
• Fluxogramas de Processo
• Trabalho Equipe – Química Verde
Processo Químico

             Classificação


Processos       Processo       Operações
 Unitários      Químico         Unitárias



                 Produto
                 Químico




      Intermediário        Final



                                            3
Classificação




                      Produtos inorgânicos


Produtos químicos      Produtos orgânicos
 de uso industrial
                     Resinas e elastômeros

                     Produtos e preparados
                        químicos diversos

                                             4
Classificação
Produtos farmacêuticos
   Higiene pessoal,
      perfumaria e
       cosméticos
 Adubos e fertilizantes
                               Produtos químicos
Sabões, detergentes e             de uso final
  produtos de limpeza
 Defensivos agrícolas
  Tintas, esmaltes e
        vernizes
                                                   5
Processo Químico

               Classificação

• Como é classificada o segmento das
Industrias Químicas pelas entidades de
regulação ?
   • Por Atividade  análise estatística e
   econômicas
   • Por Produto  adotadas para efeitos
   tributários


                                             6
Processo Químico

                 Classificação


• No Brasil


    • Por Atividade  CNAE (IBGE)
    • Por Produto  NCM (Mercosul)




                                     7
Processo Químico

                 Classificação

• Charles Kline - 1976

• Commodities
• Pseudocommodities
• produtos de química fina
• especialidades químicas




                                 8
Processo Químico

                 Classificação

          • Commodities

• produzidas em larga escala
• frequentemente a partir de matéria prima
cativa
• poucos clientes (mercado concentrado)
• Ex.: amônia, ácido sulfúrico, eteno, metanol e
gases industriais

                                                   9
Processo Químico

                  Classificação
            • Pseudocommodities

• produtos diferenciados
• produzidos em larga escala
• diferenciam-se das commodities por serem
vendidos a partir de especificações de sua
composição química, mas por especificação de
desempenho
• Ex.: Resinas termoplásticas, fibras sintéticas,
elastômeros, etc
                                                    10
Processo Químico

                 Classificação
          • Produtos de Química Fina

• não são diferenciados e não são patenteados
• são produzidos em pequenas escala (vendidos
para um pequeno número de clientes)
• menor volume  maior valor agregado
• Ex.: ácido
acetilsalicílico, sacarina, aromatizantes e
fármacos, etc

                                                11
Processo Químico

                  Classificação

          • Especialidades Químicas
• produtos diferenciados
• fabricados em pequenas quantidades,
geralmente a partir de matéria prima de
terceiros
• atende a finalidade especificas de clientes
• atendem um número grande de clientes que
compram pequenas quantidades
• Ex.: catalisadores, corantes, enzimas, aditivos
em geral, etc                                       12
Produção Mundial

• 70.000 produtos químicos
• U$ 1,67 trilhões
• EUA + Europa Oc. + Japão  68%

          Am. Outros        %        Europa
         Latina 5.9%                   Or.
          5.9%                        3.4%
    Japão                         EUA
    13.1%                        27.6%


                Asia            Europa
               17.2%              Oc
                                26.9%


      • Fonte: American Chemistry Council (2000)   13
Nos EUA

 • U$ 674 bilhões (1º. ranking) - 2009

                                                      Farmaceutica
                                 %                    Petroquimica

                                                      Prod. Limpeza
 1.5%
                21.0%             26.1%
                                                      Plásticos
 1.4%                                                 Tintas
  1.5%                                                inorgânicos

2.7%                                      12.4%
                                                      agroquímico

                                                      fibras sinteticas
  3.1%                                                corantes e pegmentos
                  9.8%         11.8%
                                                      borachas sinteticas
    4.4%
                                                      gases industriais
       4.2%
                                                      outros




         • Fonte: American Chemistry Council (2000)                         14
Na Europa Ocidental

• U$ 616 bilhões (A, F, I, RU e H) - 2009

                                                       Farmaceutica
                                  %                    Petroquimica
        1.5%
                                                       Prod. Limpeza
        1.0%        13.6%
 2.7%                                28.0%
                                                       Plásticos

                                                       Tintas
 2.2%
                                                       inorgânicos
2.9%
                                                       agroquímico
4.1%     7.0%
                                         14.5%         fibras sinteticas

                                                       corantes e pegmentos
                14.6%
                              8.0%                     borachas sinteticas

                                                       gases industriais

                                                       outros




          • Fonte: American Chemistry Council (2000)                         15
16
A indústria química é um dos
mais importantes e dinâmicos
            setores
    da economia brasileira
Faturamento líquido
                  Indústria química – 2009*
    Outros                                                       Total
                                   Produtos
    US$ 1,5                                                 US$ 103,3 bilhões
                                  químicos de
Fibras                                uso                           *estimado
US$ 1,0                            industrial
                                    US$ 48,3
  Tintas,
esmaltes e
 vernizes
 US$ 2,8
                                                   Produtos
 Sabões e                                          farmacêu-
detergentes                             Higiene       ticos
  US$ 6,1                              pessoal,     US$ 15,9
                                      perfumaria
       Defensivos
                   Adubos e                e
        agrícolas
                  fertilizantes       cosméticos
         US$ 6,3
                    US$ 9,8            US$ 11,6
                   Fonte: Abiquim e associações dos segmentos.
A indústria química brasileira

está entre as 10 maiores do mundo
Ranking da indústria
               química mundial
               Faturamento líquido - 2009   em US$ bilhões

               Estados Unidos      674
                    China          635
                    Japão          286
                 Alemanha          213
                    França         135
                    Itália         105
                    Coréia         104
8ª posição         Brasil          103
                 Reino Unido       97
                    Índia          93
                   Holanda         66
Brasil

     É um grande exportador e
  importador de produtos químicos
IMPORTAÇÕES E EXPORTAÇÕES
       BRASILEIRAS – 1991 a 2009
               Produtos químicos – em US$ bilhões

                                                                                               35,1


                                                                                        23,9          26,1
                                                                            15,3 17,4
                                                                 14,5
                                            9,8 10,7 10,8    11,0
                            8,9    9,7 10,1               10,1                         10,7 11,9 10,4
                     8,0
              5,7                                                                8,9
  3,6 3,6 4,5                                              5,9
                                                                           7,4
                 3,4       3,5 3,8 3,6 3,4 4,0 3,5 3,8 4,8
2,1 2,3 2,5 2,8

91   92   93   94   95     96     97   98   99   00    01   02   03   04   05    06    07   08    09


                                Exportações             Importações

                         Fonte: Sistema Aliceweb – MDIC/Secex.
A indústria química

é o terceiro maior setor industrial brasileiro
PIB da indústria de transformação
                                 Alim entos e bebidas                                                16,60
       Coque, refino, com bustíveis nucleares e álcool                                       12,40
                                   Produtos quím icos                                     11,20
       Veículos autom otores, reboques e carrocerias                               9,30
                                    Metalurgia básica                           8,40
                           Máquinas e equipam entos                      6,70
        Produtos de m etal (exc.m áquinas e equipam .)            4,10
                  Celulose, papel e produtos de papel           3,60
                        Artigos de borracha e plástico          3,60
                 Produtos de m inerais não-m etálicos           3,30
        Edição, im pressão e reprodução de gravações        3,00
            Máquinas, aparelhos e m ateriais elétricos     2,60                     Produtos químicos:
                                     Produtos têxteis    2,00                    3ª maior participação no
 Material eletrônico e de aparelhos e equipam .com un.   1,90                          PIB industrial
                         Móveis e indústrias diversas    1,80
Prep./artefatos de couro, artigos de viagem e calçados   1,70
                                    Outras indústrias                       7,90


                                Fonte: IBGE – PIA Empresas
                                Unidade de investigação: Unidade local industrial
                                (base: 2007)
Participação no PIB


Em 2008, o setor químico respondeu
   por 3,1% do Produto Interno
      Bruto (PIB) do Brasil.
INDÚSTRIA QUÍMICA BRASILEIRA
                 Participação % no PIB
                                                  3,6
                                            3,3         3,3
                                      3,0                     3,0 3,0 3,0
                                2,8
                          2,7
                    2,5                                                     2,6
2,1   2,0 2,1 2,1




95 96 97 98 99 00. 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. 08. 09.
  Nota: Admitindo-se que o valor agregado, em média, seja de 40%

                                                  Fonte: ABIQUIM.
PRODUTOS QUÍMICOS DE USO
              INDUSTRIAL
                                                                         Fonte: ABIQUIM
                    Distribuição das plantas

                                  4
                      7                     1         10         =2
                                                                 =7
                                                 3               = 16
1.056 = Total de                                                =6
fábricas de                                           67        =4
produtos
químicos de uso                                  68
industrial                            9                           Nordeste = 116
                            2                              =6     Sudeste = 751
cadastradas no
Guia da Indústria                                                 Sul = 167
                                56        602         = 75
Química
Brasileira
                                          = 37
                             74
Projetos de investimento
     Produtos químicos de uso industrial

                                                              (US$ bilhões)
     3,50     3,70     4,50     4,70    4,10
                                                3,00


Total de investimentos de 2008 a 2014

             US$ 24,9 bilhões                           1,40




  até 2008   2009    2010     2011     2012    2013    2014




                            Fonte: ABIQUIM.
Onde estão os produtos químicos?


         Alguns exemplos:
Processos

                         Esquema Básico
                 Ar, Água, Vapor
                     Energia          Emissões
                   Catalisador        gasosas



                                                   Produtos
 Insumos e
matéria primas                                    Sub produtos


                                          Resíduos sólidos
                                          Resíduos líquidos
                          reciclado           Resíduos
                                             reutilizáveis
                                                                 30
Processos

Classificação dos Processos (em relação ao modo
operacional):
Processo Contínuo – um processo no qual a massa de
alimentação e os produtos fluem continuamente
enquanto dura o processo.
1. Processo Descontínuo (Batelada) - um processo no
qual a massa não é adicionada nem removida do
processo durante a sua operação
2. Processo Semi-contínuo - um processo no qual há
entrada de massa, mas o produto não é removido
durante o a operação

                                                      31
Exercício

Dê 03 exemplos de processos químicos industrias
que operam no regime contínuo e descontínuo
cada, e cite quais as principais vantagens e
desvantagens de cada um:




                                                  32
Processos Químicos

           Projeto e implantação

• O que é um Fluxogramas (Flow-Sheet):

• Definição: É a representação gráfica simplificada
  por meio de figuras e letras, de estruturas e do
  funcionamento de instalações de processamento
• Seqüência coordenada das conversões químicas e
  das operações unitárias, expondo os aspectos
  básicos do processo químico.
• Indica pontos de entrada de matérias-primas e de
  utilidades e os pontos de retirada dos produtos e
  subprodutos.
                                                      33
Processos Químicos

           Projeto e implantação

• Quais são os tipos de Fluxogramas (Flow-Sheet) ?
a) Fluxogramas de Bloco (block flow diagrams –
   BFD)
b) Fluxogramas de Processos (process flow
   diagram – PFD)
c) Fluxogramas de tubulação e instrumentação
   (pipping and instrumentation diagram – P&ID):



                                                     34
Processos Químicos

               Fluxogramas Blocos

• São úteis na conceitualização de um processo ou de
  um número de processos em um grande complexo.
  Pouca informação sobre as correntes é fornecida, mas
  uma clara visão geral do processo é apresentada.




      TRATAMENTO    REAÇÃO   SEPARAÇÃO   PURIFICAÇÃO




                                                         35
Processos Químicos

       Fluxogramas Blocos

             ÁC. NITRICO
                              OLEUM 28%
                 98%



 CELULOSE                              ÁCIDO
                      MISTURAÇÃO
PURIFICADA                            RESIDUAL



                       MISTURA
                     SULFONÍTRICA



         NITRAÇÃO



        FERVIMENTO           CENTRIFUGA     NITROCELULOSE



                                                            36
Processos Químicos

             Fluxogramas Blocos

• Os blocos ou retângulos representam uma operação
  unitária ou processo unitário. Os blocos são
  conectados por linhas retas que representam as
  correntes de fluxo do processo entre as unidades.
  Essas correntes de fluxo podem ser misturas de
  líquidos, gases e sólidos fluindo em dutos ou sólidos
  sendo transportados em correias transportadoras.




                                                          37
Processos Químicos

 Fluxogramas Blocos




 Esquema simplificado de uma Refinaria

                                         38
Processos Químicos

Fluxograma Processo



            • Equipamentos
            • Acessórios
            • Utilidades
            • Alinhamento




                             39
Processos Químicos

          Fluxograma Processo

• Contém toda informação necessária para os
  balanços material e de energia do processo.
• Informações adicionais: pressão das correntes,
  capacidade dos equipamentos e principais
  controles.
• Um fluxograma de processo mostra as relações
  entre os principais componentes no sistema. Ele
  também tabula os valores projetados para o
  processo dos componentes nos diferentes modos
  de operação, tipicamente mínimo, normal e
  máximo.
                                                    40
Fluxograma Processo

Principais Equipamentos




                          41
Fluxograma Processo

Principais Equipamentos




                          42
Fluxograma Processo

Principais Equipamentos




                          43
Fluxograma Processo

Principais Equipamentos




                          44
Fluxograma Processo

    Principais Equipamentos


           • Colunas




• Pratos                      • Recheio
                                          45
Fluxograma Processo

Principais Equipamentos




                          46
Fluxograma Processo

Principais Equipamentos




           De pratos      De enchimento




                                          47
Fluxograma Processo

        Principais Equipamentos




               Colunas de extração
                  líquido-líquido




De pratos                            De enchimento
                                                     48
Fluxograma Processo

Principais Equipamentos




                          49
Fluxograma Processo

Principais Equipamentos




                          50
Fluxograma Processo

Principais Equipamentos




                          51
Fluxograma Processo

Principais Equipamentos




                          52
Fluxograma Processo

Equipamentos Secundários




                           53
Fluxograma Processo

Equipamentos Secundários




                           54
Fluxograma Processo

Equipamentos Secundários




                           55
Fluxograma Processo

   Acessórios




                      56
Fluxograma Processo

   Acessórios




                      57
Processos Químicos

          Fluxograma Tub./Instr.

• Contém toda informação do processo necessária
  para a construção da planta. Estes dados incluem
  tamanho dos tubos (dimensionamento da tubulação e
  localização de toda instrumentação para ambas as
  correntes de processo e de utilidades).
• Este fluxogramas mostram toda a tubulação incluindo
  a seqüência física de ramificações, redutores,
  válvulas, equipamentos, instrumentação e controles
  intertravados.
• Estes fluxogramas são usados para operar o
  processo de produção.
                                                        60
Processos Químicos

Fluxograma Tub./Instr.




                         61
Processos Químicos

             Fluxograma Tub./Instr.
Um FTI deve incluir:

•   Instrumentação e designações
•   Equipamentos mecânicos com nomes e números
•   Todas as válvulas e suas identificações
•   Processo de tubulação, tamanhos e identificação
•   Micelânea: ventilação, drenagem, amostragem, redutores,
    aumentadores
•   Direção dos fluxos
•   Referencias das interconexões
•   Controles de inputs, outputs e intertravamento
•   Sistemas de controle computadorizados
•   Identificação dos componentes e subsistemas entregues
    por outros
•   Seqüencia física dos equipamentos
                                                              62
Processos Químicos

   Fluxograma




                     63
Aula 03   industria quimica no brasil e no mundo - 18.02.11
Aula 03   industria quimica no brasil e no mundo - 18.02.11
Exercício 1

1. Elabore um fluxograma que comtemple as
   necessidades listas abaixo:
• Reator (R1) com condição de receber por
   tubulação matéria primas líquidas, sólidas e
   condição de refluxo
• Reator (R2) com condição de refluxo e
   destilação.
• Condição de transferência R1 - R2 ou
   recirculação R1 - R2 passando por um filtro (F1).



                                                       66
Exercício 2
2. Elabore um fluxograma que comtemple as
necessidades listas abaixo:
•   Represente um processo onde temos 2 reatores
    batelada. No 1º. (R1) existe condição de refluxo e há
    como se transferir por bombeamento, o meio reacional
    para o reator (R2).
•   Elabore um fluxograma que comtemple um reator com
    condição de alimentação de MP líquidas e sólidas. No
    processo há necessidade de refluxo e destilação
•   Represente um processo que comtemple um reator
    com condições de refluxo e condições de
    transferência, por filtração, para um tanque de
    estocagem
                                                        67
Na Próxima Aula Veremos ...

         Processo Químico

• Otimização de Processos Químicos
• Equipamentos de Processos
Químicos
• Apresentação - Estudos de Casos
Contato




          69

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Aula 03 industria quimica no brasil e no mundo - 18.02.11

  • 1. Processo de Produção Química 1º. Sem./2011 Engenharias
  • 2. Nesta Aula Veremos ... • Sistemas de Classificação das Ind. Químicas • Visão Geral da Segmento do Brasil e Mundo • Classificação dos Processos Químicos (operação) • Fluxogramas de Processo • Trabalho Equipe – Química Verde
  • 3. Processo Químico Classificação Processos Processo Operações Unitários Químico Unitárias Produto Químico Intermediário Final 3
  • 4. Classificação Produtos inorgânicos Produtos químicos Produtos orgânicos de uso industrial Resinas e elastômeros Produtos e preparados químicos diversos 4
  • 5. Classificação Produtos farmacêuticos Higiene pessoal, perfumaria e cosméticos Adubos e fertilizantes Produtos químicos Sabões, detergentes e de uso final produtos de limpeza Defensivos agrícolas Tintas, esmaltes e vernizes 5
  • 6. Processo Químico Classificação • Como é classificada o segmento das Industrias Químicas pelas entidades de regulação ? • Por Atividade  análise estatística e econômicas • Por Produto  adotadas para efeitos tributários 6
  • 7. Processo Químico Classificação • No Brasil • Por Atividade  CNAE (IBGE) • Por Produto  NCM (Mercosul) 7
  • 8. Processo Químico Classificação • Charles Kline - 1976 • Commodities • Pseudocommodities • produtos de química fina • especialidades químicas 8
  • 9. Processo Químico Classificação • Commodities • produzidas em larga escala • frequentemente a partir de matéria prima cativa • poucos clientes (mercado concentrado) • Ex.: amônia, ácido sulfúrico, eteno, metanol e gases industriais 9
  • 10. Processo Químico Classificação • Pseudocommodities • produtos diferenciados • produzidos em larga escala • diferenciam-se das commodities por serem vendidos a partir de especificações de sua composição química, mas por especificação de desempenho • Ex.: Resinas termoplásticas, fibras sintéticas, elastômeros, etc 10
  • 11. Processo Químico Classificação • Produtos de Química Fina • não são diferenciados e não são patenteados • são produzidos em pequenas escala (vendidos para um pequeno número de clientes) • menor volume  maior valor agregado • Ex.: ácido acetilsalicílico, sacarina, aromatizantes e fármacos, etc 11
  • 12. Processo Químico Classificação • Especialidades Químicas • produtos diferenciados • fabricados em pequenas quantidades, geralmente a partir de matéria prima de terceiros • atende a finalidade especificas de clientes • atendem um número grande de clientes que compram pequenas quantidades • Ex.: catalisadores, corantes, enzimas, aditivos em geral, etc 12
  • 13. Produção Mundial • 70.000 produtos químicos • U$ 1,67 trilhões • EUA + Europa Oc. + Japão  68% Am. Outros % Europa Latina 5.9% Or. 5.9% 3.4% Japão EUA 13.1% 27.6% Asia Europa 17.2% Oc 26.9% • Fonte: American Chemistry Council (2000) 13
  • 14. Nos EUA • U$ 674 bilhões (1º. ranking) - 2009 Farmaceutica % Petroquimica Prod. Limpeza 1.5% 21.0% 26.1% Plásticos 1.4% Tintas 1.5% inorgânicos 2.7% 12.4% agroquímico fibras sinteticas 3.1% corantes e pegmentos 9.8% 11.8% borachas sinteticas 4.4% gases industriais 4.2% outros • Fonte: American Chemistry Council (2000) 14
  • 15. Na Europa Ocidental • U$ 616 bilhões (A, F, I, RU e H) - 2009 Farmaceutica % Petroquimica 1.5% Prod. Limpeza 1.0% 13.6% 2.7% 28.0% Plásticos Tintas 2.2% inorgânicos 2.9% agroquímico 4.1% 7.0% 14.5% fibras sinteticas corantes e pegmentos 14.6% 8.0% borachas sinteticas gases industriais outros • Fonte: American Chemistry Council (2000) 15
  • 16. 16
  • 17. A indústria química é um dos mais importantes e dinâmicos setores da economia brasileira
  • 18. Faturamento líquido Indústria química – 2009* Outros Total Produtos US$ 1,5 US$ 103,3 bilhões químicos de Fibras uso *estimado US$ 1,0 industrial US$ 48,3 Tintas, esmaltes e vernizes US$ 2,8 Produtos Sabões e farmacêu- detergentes Higiene ticos US$ 6,1 pessoal, US$ 15,9 perfumaria Defensivos Adubos e e agrícolas fertilizantes cosméticos US$ 6,3 US$ 9,8 US$ 11,6 Fonte: Abiquim e associações dos segmentos.
  • 19. A indústria química brasileira está entre as 10 maiores do mundo
  • 20. Ranking da indústria química mundial Faturamento líquido - 2009 em US$ bilhões Estados Unidos 674 China 635 Japão 286 Alemanha 213 França 135 Itália 105 Coréia 104 8ª posição Brasil 103 Reino Unido 97 Índia 93 Holanda 66
  • 21. Brasil É um grande exportador e importador de produtos químicos
  • 22. IMPORTAÇÕES E EXPORTAÇÕES BRASILEIRAS – 1991 a 2009 Produtos químicos – em US$ bilhões 35,1 23,9 26,1 15,3 17,4 14,5 9,8 10,7 10,8 11,0 8,9 9,7 10,1 10,1 10,7 11,9 10,4 8,0 5,7 8,9 3,6 3,6 4,5 5,9 7,4 3,4 3,5 3,8 3,6 3,4 4,0 3,5 3,8 4,8 2,1 2,3 2,5 2,8 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 Exportações Importações Fonte: Sistema Aliceweb – MDIC/Secex.
  • 23. A indústria química é o terceiro maior setor industrial brasileiro
  • 24. PIB da indústria de transformação Alim entos e bebidas 16,60 Coque, refino, com bustíveis nucleares e álcool 12,40 Produtos quím icos 11,20 Veículos autom otores, reboques e carrocerias 9,30 Metalurgia básica 8,40 Máquinas e equipam entos 6,70 Produtos de m etal (exc.m áquinas e equipam .) 4,10 Celulose, papel e produtos de papel 3,60 Artigos de borracha e plástico 3,60 Produtos de m inerais não-m etálicos 3,30 Edição, im pressão e reprodução de gravações 3,00 Máquinas, aparelhos e m ateriais elétricos 2,60 Produtos químicos: Produtos têxteis 2,00 3ª maior participação no Material eletrônico e de aparelhos e equipam .com un. 1,90 PIB industrial Móveis e indústrias diversas 1,80 Prep./artefatos de couro, artigos de viagem e calçados 1,70 Outras indústrias 7,90 Fonte: IBGE – PIA Empresas Unidade de investigação: Unidade local industrial (base: 2007)
  • 25. Participação no PIB Em 2008, o setor químico respondeu por 3,1% do Produto Interno Bruto (PIB) do Brasil.
  • 26. INDÚSTRIA QUÍMICA BRASILEIRA Participação % no PIB 3,6 3,3 3,3 3,0 3,0 3,0 3,0 2,8 2,7 2,5 2,6 2,1 2,0 2,1 2,1 95 96 97 98 99 00. 01. 02. 03. 04. 05. 06. 07. 08. 09. Nota: Admitindo-se que o valor agregado, em média, seja de 40% Fonte: ABIQUIM.
  • 27. PRODUTOS QUÍMICOS DE USO INDUSTRIAL Fonte: ABIQUIM Distribuição das plantas 4 7 1 10 =2 =7 3 = 16 1.056 = Total de =6 fábricas de 67 =4 produtos químicos de uso 68 industrial 9 Nordeste = 116 2 =6 Sudeste = 751 cadastradas no Guia da Indústria Sul = 167 56 602 = 75 Química Brasileira = 37 74
  • 28. Projetos de investimento Produtos químicos de uso industrial (US$ bilhões) 3,50 3,70 4,50 4,70 4,10 3,00 Total de investimentos de 2008 a 2014 US$ 24,9 bilhões 1,40 até 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Fonte: ABIQUIM.
  • 29. Onde estão os produtos químicos? Alguns exemplos:
  • 30. Processos Esquema Básico Ar, Água, Vapor Energia Emissões Catalisador gasosas Produtos Insumos e matéria primas Sub produtos Resíduos sólidos Resíduos líquidos reciclado Resíduos reutilizáveis 30
  • 31. Processos Classificação dos Processos (em relação ao modo operacional): Processo Contínuo – um processo no qual a massa de alimentação e os produtos fluem continuamente enquanto dura o processo. 1. Processo Descontínuo (Batelada) - um processo no qual a massa não é adicionada nem removida do processo durante a sua operação 2. Processo Semi-contínuo - um processo no qual há entrada de massa, mas o produto não é removido durante o a operação 31
  • 32. Exercício Dê 03 exemplos de processos químicos industrias que operam no regime contínuo e descontínuo cada, e cite quais as principais vantagens e desvantagens de cada um: 32
  • 33. Processos Químicos Projeto e implantação • O que é um Fluxogramas (Flow-Sheet): • Definição: É a representação gráfica simplificada por meio de figuras e letras, de estruturas e do funcionamento de instalações de processamento • Seqüência coordenada das conversões químicas e das operações unitárias, expondo os aspectos básicos do processo químico. • Indica pontos de entrada de matérias-primas e de utilidades e os pontos de retirada dos produtos e subprodutos. 33
  • 34. Processos Químicos Projeto e implantação • Quais são os tipos de Fluxogramas (Flow-Sheet) ? a) Fluxogramas de Bloco (block flow diagrams – BFD) b) Fluxogramas de Processos (process flow diagram – PFD) c) Fluxogramas de tubulação e instrumentação (pipping and instrumentation diagram – P&ID): 34
  • 35. Processos Químicos Fluxogramas Blocos • São úteis na conceitualização de um processo ou de um número de processos em um grande complexo. Pouca informação sobre as correntes é fornecida, mas uma clara visão geral do processo é apresentada. TRATAMENTO REAÇÃO SEPARAÇÃO PURIFICAÇÃO 35
  • 36. Processos Químicos Fluxogramas Blocos ÁC. NITRICO OLEUM 28% 98% CELULOSE ÁCIDO MISTURAÇÃO PURIFICADA RESIDUAL MISTURA SULFONÍTRICA NITRAÇÃO FERVIMENTO CENTRIFUGA NITROCELULOSE 36
  • 37. Processos Químicos Fluxogramas Blocos • Os blocos ou retângulos representam uma operação unitária ou processo unitário. Os blocos são conectados por linhas retas que representam as correntes de fluxo do processo entre as unidades. Essas correntes de fluxo podem ser misturas de líquidos, gases e sólidos fluindo em dutos ou sólidos sendo transportados em correias transportadoras. 37
  • 38. Processos Químicos Fluxogramas Blocos Esquema simplificado de uma Refinaria 38
  • 39. Processos Químicos Fluxograma Processo • Equipamentos • Acessórios • Utilidades • Alinhamento 39
  • 40. Processos Químicos Fluxograma Processo • Contém toda informação necessária para os balanços material e de energia do processo. • Informações adicionais: pressão das correntes, capacidade dos equipamentos e principais controles. • Um fluxograma de processo mostra as relações entre os principais componentes no sistema. Ele também tabula os valores projetados para o processo dos componentes nos diferentes modos de operação, tipicamente mínimo, normal e máximo. 40
  • 45. Fluxograma Processo Principais Equipamentos • Colunas • Pratos • Recheio 45
  • 47. Fluxograma Processo Principais Equipamentos De pratos De enchimento 47
  • 48. Fluxograma Processo Principais Equipamentos Colunas de extração líquido-líquido De pratos De enchimento 48
  • 56. Fluxograma Processo Acessórios 56
  • 57. Fluxograma Processo Acessórios 57
  • 58. Processos Químicos Fluxograma Tub./Instr. • Contém toda informação do processo necessária para a construção da planta. Estes dados incluem tamanho dos tubos (dimensionamento da tubulação e localização de toda instrumentação para ambas as correntes de processo e de utilidades). • Este fluxogramas mostram toda a tubulação incluindo a seqüência física de ramificações, redutores, válvulas, equipamentos, instrumentação e controles intertravados. • Estes fluxogramas são usados para operar o processo de produção. 60
  • 60. Processos Químicos Fluxograma Tub./Instr. Um FTI deve incluir: • Instrumentação e designações • Equipamentos mecânicos com nomes e números • Todas as válvulas e suas identificações • Processo de tubulação, tamanhos e identificação • Micelânea: ventilação, drenagem, amostragem, redutores, aumentadores • Direção dos fluxos • Referencias das interconexões • Controles de inputs, outputs e intertravamento • Sistemas de controle computadorizados • Identificação dos componentes e subsistemas entregues por outros • Seqüencia física dos equipamentos 62
  • 61. Processos Químicos Fluxograma 63
  • 64. Exercício 1 1. Elabore um fluxograma que comtemple as necessidades listas abaixo: • Reator (R1) com condição de receber por tubulação matéria primas líquidas, sólidas e condição de refluxo • Reator (R2) com condição de refluxo e destilação. • Condição de transferência R1 - R2 ou recirculação R1 - R2 passando por um filtro (F1). 66
  • 65. Exercício 2 2. Elabore um fluxograma que comtemple as necessidades listas abaixo: • Represente um processo onde temos 2 reatores batelada. No 1º. (R1) existe condição de refluxo e há como se transferir por bombeamento, o meio reacional para o reator (R2). • Elabore um fluxograma que comtemple um reator com condição de alimentação de MP líquidas e sólidas. No processo há necessidade de refluxo e destilação • Represente um processo que comtemple um reator com condições de refluxo e condições de transferência, por filtração, para um tanque de estocagem 67
  • 66. Na Próxima Aula Veremos ... Processo Químico • Otimização de Processos Químicos • Equipamentos de Processos Químicos • Apresentação - Estudos de Casos
  • 67. Contato 69