Post on 26-Dec-2015
Indústria de Produtos
Carboquímicos
Grupo: Alexandre Vizeu
Cleidyelle Silva
Érica Correa
Lucas Nunes
História da Indústria Carboquímica
Até meados do século XIX, o alcatrão e os
produtos do alcatrão eram considerados
rejeitos. A síntese do primeiro corante
extraído do alcatrão, por Sir William Perkin,
em 1856, provocou uma grande demanda de
alcatrão, que se tornou um produto comercial
de valor crescente.
História da Indústria Carboquímica
Perkin, com sua descoberta do corante malva (violeta-brilhante), ao tentar sintetizar o quinino pela oxidação da anilina na Inglaterra, lançou os fundamentos da indústria mundial dos corantes do carvão. Em 1792, foi realizada, por William Murdock, a primeira experiência com êxito visando à produção de gás a partir do carvão, com ela foi possível iluminar a gás as ruas de Londres, em 1812.
Indústria de Produtos
Carboquímicos
A carboquímica, também designada por
química do carvão, consiste no conjunto
de processos e respectivos produtos nos
quais o carvão (hulha e lignite) é a matéria-
prima.
Produtos Carboquímicos As empresas utilizam a planta de
Carboquímicos para realizar limpeza do gás de Coqueria (COG), além do processamento dos materiais gerados, visando posterior comercialização ou reaproveitamento interno como energia.
Usiminas
Gerdau – Açominas
CSN
CST
Cosipa
Coqueria
TPG
Alcatrão Phosam Destilador
Óleo Leve
ETB
Produtos Carboquímicos
Processo de Coqueificação
O resultado deste processo denominado de
coqueificação, é a retirada da matéria volátil
(gás) do carvão, que após a condensação
resulta num subproduto, o alcatrão, cuja
destilação fracionada resultará em outros
produtos aplicados na indústria química.
Composição do gás COG
Gás %
CO2 2,0
O2 0,2
CnHn 3,2
CO 6,2
CH4 26,5
H2 58,5
N2 3,0
TPG – Tratamento Primário de gás
Através dos exaustores, o gás é succionado,
resfriado. Parte do licor é enviado é
transferido para o destilador de amônia. O
COG, após limpeza primária nos
precipitadores eletrostáticos, é enviado para
limpeza final nas unidades de produtos
Carboquímicos.
Um precipitador eletrostático, é um filtro de ar eletrostático, equipamento de controle de poluição em fábricas que emitem gases e partículas poluidoras à atmosfera. Este dispositivo mecânico ou elétrico captura os poluentes e libera o gás limpo para a atmosfera. Os modelos de precipitadores eletrostáticos são comumente encontrados em plantas industriais produtoras de materiais como o ferro, petróleo, produtos químicos, metais, cimento e energia.
TPG – Precipitador eletrostático
Usina de Alcatrão A Usina de Alcatrão recebe o alcatrão
proveniente do TPG e tem por finalidade
decantar e destilar o alcatrão recuperado
do gás de Coqueria, obtendo como
principal produto o Piche 40/44, Óleo
derivado de Alcatrão (ODA), Naftaleno e
como produto secundário o Óleo de
lavagem BTX
Recebimento e Estocagem de Alcatrão
2G-1T A/B
Vapor
2V-4T A
V-1T A V-1T D V-1T C V-1T B V-2T A V-2T B
2E-11
Destilaria de
Alcatrão
2V-4T B
Alcatrão (Tratamento Primário de Gás)
Retorno p/ Re-processamento
Drenagem
de AML
Sw
ing
pip
e
Sw
ing
pip
e
Retorno p/ Re-processamento
V-4T B E-11
Sw
ing
pip
e
ICQ – Gerência de Produtos Carboquímicos
Alcatrão
2V-4T A
2T
-2T
2E-13T
2E-14TB
2E-17T
2T
-1T
2G-4T A/B 2G-3T A/B
2G-2T A/B
2G-1T A/B
Destilaria de Alcatrão
2G-10T A/B
2V-29T
Na2CO3 6-7% 2V-10T
2E
-8T
W
O2
2E
-7T
2G-5T A/B
2V-7T
V-5P
A.N.O.
Vapor
2V-6T
2V-8T
2V-46T
2V-20T
2V-38T A
O.D.A. Proc.
O.D
.A.
2V
-38T
B
O.D
.A.
V-2
3T
COG
2G-35TA
2V-5T
2E
-3T
2V-27T
Tq. Segurança
2E
-4T
Drenagem
CRO-1
ANO
OL
2F-1T
2V-48T
OL
LICOR
AMONIACAL
2E
-6T
H2O
VAPOR
VAPOR MIXER
2E-5T
2G-1N A/B
V-5P
2V-45T
2T
-1N
Destilaria de Naftaleno
IQCQ – Gerência de Produtos Carboquímicos
2G-2N A/B
2T
-2N
Usina de
Óleo Leve
Correção do CDA
2E-4N
2F-2N 2F-1N
2G-3N A/B
2G-4N A/B
2E-5N
2V-1N
2E-6N 2E-3N
2E-8T
2V-6N
2V-3N 2V-4N
2G-5N A/B
2V-2N
2V-8N
2E-7N
2E-1N 2E-2N
WO
2
FT
B
CRO-2 NAFTALENO
2V-5N
Reações Alcatrão
Neutralização de acidez no alcatrão:
2NH4Cl + Na2CO3 → 2NH3 + 2NaCl + H2O + CO2
Usina de Amônia - PHOSAM
A Usina de Amônia tem por finalidade
remover a amônia livre contida no COG,
através de lavagem com solução de Ácido
Fosfórico a 30%, e fracioná-la até obter
amônia anidra com pureza maior que
99,95%.
PIC
-515
PD
A-5
17
7P-6 A/B
Gás
COG
Gás COG p/ U.O.L.
7P-1 A/B 7P-1 C/B
LICA-527
LICA-528
7TK-3 7TK-4
7T-1
7Z-1
7P-7 A/B
TR-501.3
TR-501.2
7E-1 A/B
7E-2 A/B 7T
-2
7D-1
7P-2 A/B
FR-507
TR
C-5
03
TR-501.3
LIC
A-5
22
LIC
A-5
23
Vapor Alta Pressão
FIC
-512
7D-2
7E-3
7E-4
7T-3 Torre de
Fracionamento
H2O
H2O
TIC
-505
T. Alimentador
Tanque Contactor
ST
RIP
PE
R
To
rre A
bso
rved
ora
PD
IA-5
18
Condensador
LICA-524
TQ-01 A/B/C Destilador de
Amônia
SOPAF
SORAF
Água Amoniacal
Gases Ácidos
7P-5
7TK-1
Tanque Solução de H3PO4 7TK-5
Tanque Segurança
7P-9
Drenos da Área
7P-
7TK-2
Tanque Solução de NaOH 20%
Absorção e recuperação de Amônia
7TK-7 A~G
Tanques de Estocagem 7D-3
Vapor
Amônia Anidra
TQ-01 C - Destilaria de Amônia Água Residual (ARESA)
Tanque de
Refluxo
7F-1
Queimador de NH3
7P-3 A/B
AGUAM
7D-2
7E-5 A 7E-5 B
7P-4 A/B
7E-6 B
7E-6 A
Carregamento
7TK-7A 7TK-7B 7TK-7C 7TK-7D 7TK-7E 7TK-7F 7TK-7G
Retorno de alívio
Sistema de Fracionamento e estocagem de Amônia
Reações PHOSAM
Equação da absorção:
NH3 + H3PO4 → (NH4)H2PO4 Solução Pobre - SOPAF
NH3+ (NH4)H2PO4 → (NH4)2HPO4 Solução Rica - SORAF
NH3 +(NH4)2HPO4 → (NH4) 3PO4 Fosfato de Amônio
_______________________________________________
3NH3 + H3PO4 → (NH4)3HPO4
Equação do estripamento:
(NH4)2HPO4+ H2O → (NH4)H2PO4+ NH4OH
Solução Rica + Vapor (Temperatura e pressão) → Solução Pobre + Hidróxido de Amônio
Equação da neutralização de gases ácidos:
H2S + 2NaOH → Na2S + H2O
NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O
HCN + NaOH → NaCN + H2O
Equação do fracionamento:
NH4OH → NH3 + H2O Hidróxido de Amônio (Temperatura e Pressão) → Amônia + Água
Destilador de Amônia
O sistema de destilador tem por finalidade remover a amônia livre (não-combinada) contida no licor amoniacal cru do tratamento primário de gás, efluente hídrico da Usina de óleo leve, água residual do PHOSAM, e condensados drenados dos potes de selagem das tubulações de COG, adequando-as para o tratamento nas Estações de Tratamento Biológico (ETB).
TQ-01C
TQ-01B
TQ-01A
Licor Amoniacal Cru - Coqueria - 900 ~1300m3/d
Água residual do Depurador - 150 ~200m3/d
Água residual da 7T-3 - 156m3/d
TQ-04
TO-01
TQ-02
TC-03
BO-01 A/B BO-02 A/B
H2O
TC-01 A/B
TC-02 A/B
H2O
BO-04 A/B
BO-06 B
NaOH
50%
BO-07 B
TQ-03
LIC
-852
BO-3 A/B/C
Tratamento
ETB
FIC
-805(4
0 ~
70m
3/h
) TR-830.1(60 ~80ºc)
Gases de NH3 p/ Torre
de Absorção (7T-1)
TR-830.4(98 ~105ºc)
TR-830.3(105 ~120ºc)
FIC
-803
TR-830.5( 40 ~65ºc)
Exaustor
Vapor
Anti-corrosivo
PI-
877
Equalizador
TR-830.2(80 ~100ºc)
(20 ~50ºc)
(0,2 ~0,3 Kg/cm2)
PI-876 (0,2 ~0,29 Kg/cm2)
TR-830.6 (65 ~80ºC)
LAT-3
LAC
LIC-852 ( 30 ~50%)
(4650 ~6980 Kg/h)
PIC-873 (2 ~4kg/cm2)
LAT-3
LAC
H2O
LI-851A(100 ~840% )
LI-851B(100 ~840% )
LI-851C(100 ~840% )
Reações destilador
Equação do Destilador de Amônia:
NH4OH + NaOH → NH3
+ + Na+ + H+ + 2OH-
Sais de Amônia Livre:
(NH4)2CO3 + vapor → 2NH3 + H+ + OH- + CO2 + vapor
(NH4)2S + vapor → 2NH3 + H2S + vapor
NH4CN + vapor → NH3 + HCN +vapor
Sais de Amônia Total:
NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O
(NH4)2SO4 + 2NaOH → 2NH3 + 2H+ +2OH- + Na2SO4
Usina de Óleo leve
A Usina de Óleo tem por finalidade a
retirada do BTXN (benzeno/tolueno/xileno/
naftaleno)contido no gás gerado pelas
Coquerias, adequando-o para consumo
como combustível, e como produto
comercializável (o óleo leve bruto – OLB)
Absorção e Recuperação de Óleo Leve n° 1
IQCQ - Gerência de Produtos Carboquímicos
VE-4A
FU
-1A
PU-2W A/B
COG
BL-01 A/B
TW
-4A
R.O.D.
VE-152
PU-3A
PU-4B O.Leve
(VE-29 / VE34 / TA-8B) PU-4 A/B
Gás
COG
HC-2W A/B
TW
-1C
PU-1W C/B
TW
-1B
TW
-1A
Gasômetro
PU-1N A/B
PU-1C PU-1A PU-1D
HC-2 C/D
HC-2 A/B
TA-1A
PU-1E/F
TW
-2A
HE-2 C/D
HE-2 A/B
PU-5 A/B
TW
-3A
HE-1A
HE-1B
HC-3A
VE-1W
Vap
or
VE-1W
HC
-1B
H
C-1
A
HC
-1C
Água de Processo
OB p/ TW-151
VE-1W
LICA-1152
LICA-1153
FIC
A-1
15
1
Absorção e Recuperação de Óleo Leve n° 2
IQCQ - Gerência de Produtos Carboquímicos
FU
-1B
PU-2W C/B
COG BL-01 A/B
PU-3B
PU-4C O.Leve
(VE-29 / VE34 / TA-8B) PU-4 C/D
Gás
COG
HC-2W C/D
TW
-1F
PU-1W A/B
TW
-1E
TW
-1D
Gasômetro
PU-1N C/B
PU-1I PU-1G PU-1J
HC-2 G/H
HC-2 E/F
TA-1B
PU-1N K/L
TW
-2B
HE-2 G/H
HE-2 E/F
PU-5 C/D
TW
-3B
HE-1C
HE-1D
HC-3B
VE-1W
Vap
or
HC
-1E
H
C-1
D
HC
-1F
Água de Processo
VE-4B
OB p/ TW-151
VE-1W
VE-1W
LICA-2152
LICA-2153
FIC
A-2
15
1
LIC
A-1
51
LIC
A-1
03
Absorção e Recuperação de Óleo Leve n° 3
VE-151
FU
-151
PU-103 A/B
COG
BL-01 A/B
TW
-152
R.O.D. VE-152
O.Leve
(VE-29 / VE34 / TA-8B) PU-152 A/B
Gás
COG
HC-102 A/B
TW
-105
PU-101 A/B
Gasômetro
PU-102 A/B
PU-105 A/B PU-104 A/B HC-151
A/B/C/D
TA-151
PU-151 A/B
HE-152 A/D
HE-151 A/B
PU-153 A/B
TW
-151
HC-152
HC-153
VE-1W
Vap
or
VE-1W
TW
-102
TW
-10
1
TW
-103
HC-101 A/B
Fil
tro
PU
-106
A/B
/C/D
/E
TW
-104
PU
-107
A/B
/C/D
/E
LIC
A-1
02
FIC
-101
LIC
A-1
04
FIC
-153
TIC
A-1
52
LICA-153
LIC
A-1
54
TRC-153
O.N.
FIC
-155
LIC
A-1
55
FR-Gás
LIC
A-1
52
FIC-158
FIC
-151
LIC
A-1
01
Água de Processo
O.N.
FICA-151
Estação de Tratamento Biológico - ETB
As estações de Tratamento Biológico, têm
por finalidade tratar o licor amoniacal gerado
nas Coquerias e os efluentes hídricos
oriundos das áreas de Produtos
Carboquímicos , conforme a legislação
ambiental, para lançamento no Emissário
geral.
TC 2-1
ETB-1
TQ1-1
Retorno
de Lodo
FLUXOGRAMA - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO BIOLÓGICO 2
TQ2-1A TQ2-1B
Equalização
Sedimentador
TQ2-3B
TQ2-8
Remoção de
Lodo
Destilador
Licor Bruto
BO2-1 A/B
H2O diluição
Industrial
H3PO4
TQ2-2A TQ2-2B TQ2-2C TQ2-2D
Aeração
TQ2-2
BO2-3 C,D,E
Carro à Vácuo Aterro Controlado
Sedimentador
TQ2-3A
ETB-1
Saída da Aeração
TQ1-2 A/B
ESGOTO
Emissário
BO2-3 A/B
TQ2-6
Tanque de
Escuma
ETB-1 Centrífuga
CE1-1
Ar Sopradores
SO2-2 A/B/C ETB-1 Aeração SO2-2A
BO2-2 A/B
Rede Geral
Spray’s
BO2-7 A/B/C
Lodo excedente
TQ1-2
ETB-1
BO
1-8
C
FIQ-505(50 ~120 m3/h)
FI-
508 (
50 ~
100N
m3/m
in)
LI-701(100 ~840%) FIQ
-504 (
30 ~
80 m
3/h
)
(BO2-5A,B)
TI-601.6/7/8/9( 25 ~38ºC)
TI-601.4 (40 ~55ºC)
SVR ( 40 ~100%)
SVA ( 20 ~50%)
Cariru
Emissário
Na2CO3
NaOH
Retorno
de Lodo
TQ1-6
NaOH
TQ1-5
A/B
Na2CO3
Sedimentador
TQ1-3
ETB-2
Transbordo TQ2-3B
BO1-1 A/B
Aeração
TQ1-2A TQ1-2B
TQ1-2
BO1-5 A/B
BO1-3 A/B
Ar Sopradores
ETB-2/ETB-1 Aeração
SO2-2A/SO1-1C BO1-2 A/B
Rede Geral Spray’s
BO1-6 B/C
TQ1-1
Tanque
Subterrâneo
ETB-1 TQ2-3A
Tanque
Sedimentação
BO1-8C
Refrigerador de Licor Bruto
TC2-1
LICOR BRUTO
FIQ
-401 (
100 ~
170 m
3/h
FI-404 (30 ~300 L/h)
SVR ( 30 ~80%)
SV
A (
10 ~
40%
)
pH ( 7,3 ~7,8 )
FI-405 (650 ~2000L/h)
FLUXOGRAMA - ESTAÇÃO DE TRATAMENTO BIOLÓGICO 1
Reações ETB
Nitrificação:
NH4 + 11/2 O2 → NO2+ H2O + 2H+ (Nitrossomonas)
NO2 + ½ O2 → NO3- (Nitrobácterias)
Desnitrificação:
NO3- + C (material orgânico) → N2(gás) + CO2 + H20
Aplicação dos produtos gerados
Amônia Anidra Fertilizantes, nitrato de amônio, uréia, fosfato de
amônio, ácido nítrico, refrigeração, intermediário
químico para a indústria de alimentos,
refrigeração industrial.
Benzeno Anidrido maléico (plásticos), estireno, ciclo
hexano etc.
Tolueno Industrial Ácido benzóico, benzaldeído, solventes, tinta,
toluidina, síntese de corantes e seus
intermediários
Xileno Industrial Síntese de pigmentos orgânicos, produtos
aromáticos, plasticizantes, fibra sintética,
solventes de tintas.
Piche Líquido Produção de pasta anódica e catódica para
indústria de ferro ligas e alumínio, síntese de
pavimentação.
Naftaleno Líquido Resinas sintéticas (alquídicas, poliésteres), fibra
sintética, plasticizantes (fitalatos, DBP, DOP),
corantes, isolantes, produtos farmacêuticos,
desodorantes.
Óleo Desinfetante Matéria-prima para desinfetantes, inseticidas,
produtos farmacêuticos, corantes, aditivos para
alimentos e poliméricos.
Óleo Creosoto Absorção de óleos carboquímicos (óleo de
lavagem), preservação de madeiras,
componentes de misturas selantes.
Alcatrão para
Pavimentação
(RT's)
Revestimento superficial leve, liga para base
asfáltica, impermeabilizante, enchimento de
fendas.
Importação / Exportação
Obrigado!