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!