GASES INDUSTRIAIS - Bacharelado em química Industrial - Química Inorgânica Industrial I

1. QUÍMICA INORGÂNICA
INDUSTRIAL I - 2012
Prof. Dr. José Marcelo Cangemi

2. GASES INDUSTRIAIS
Grupo de gases
comercialmente
fabricados e
vendidos para
utilização em
aplicações diversas.

3. GASES INDUSTRIAIS
A oferta de gases pode ser dividida em gases
industriais, gases medicinais e especiais.

4. GASES INDUSTRIAIS

5. GASES INDUSTRIAIS
O SETOR NO BRASIL
As vendas são da ordem de US$ 2
bilhões (2005).

6. GASES INDUSTRIAIS

7. GASES INDUSTRIAIS

8. GASES INDUSTRIAIS

9. 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.

10. DIÓXIDO DE CARBONO
(CO2)
USOS INDUSTRIAIS
. 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

11. DIÓXIDO DE CARBONO
(CO2)
Efeito estufa

12. DIÓXIDO DE CARBONO
(CO2)

13. 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.

14. FABRICAÇÃO DO CO2
A PARTIR DE GASES DE COMBUSTÃO DE MATERIAIS
CARBONÁCEOS (ÓLEO COMBUSTÍVEL, GÁS
COMBUSTÍVEL, COQUE)

15. FABRICAÇÃO DO CO2
A PARTIR DE GASES DE COMBUSTÃO DE MATERIAIS
CARBONÁCEOS (ÓLEO COMBUSTÍVEL, GÁS
COMBUSTÍVEL, COQUE)

16. FABRICAÇÃO DO CO2
A PARTIR DE GASES DE COMBUSTÃO DE MATERIAIS
CARBONÁCEOS (ÓLEO COMBUSTÍVEL, GÁS
COMBUSTÍVEL, COQUE)
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.

17. FABRICAÇÃO DO CO2
A PARTIR DE GASES DE COMBUSTÃO DE MATERIAIS
CARBONÁCEOS (ÓLEO COMBUSTÍVEL, GÁS
COMBUSTÍVEL, COQUE)
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.

18. FABRICAÇÃO DO CO2
RECUPERAÇÃO DE CO2 DE
FERMENTAÇÃO

19. FABRICAÇÃO DO CO2
RECUPERAÇÃO DE CO2 DE
FERMENTAÇÃO

20. FABRICAÇÃO DO CO2
RECUPERAÇÃO DE CO2 DE
FERMENTAÇÃO

21. FABRICAÇÃO DO CO2
RECUPERAÇÃO DE CO2 DE
FERMENTAÇÃO
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.

22. 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.

23. GÁS HIDROGÊNIO (H2)

24. 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.

25. GÁS HIDROGÊNIO (H2)
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

26. FABRICAÇÃO DO H2
MÉTODO
ELETROLÍTICO do cloreto de sódio (NaCl)
Eletrólise aquosa

27. FABRICAÇÃO DO H2
MÉTODO
ELETROLÍTICO do cloreto de sódio (NaCl)
Eletrólise aquosa

28. FABRICAÇÃO DO H2
MÉTODO
ELETROLÍTICO do cloreto de sódio (NaCl)
Eletrólise aquosa
A maior parte da
produção atual usa
célula de diafragma,
na qual os
compartimentos estão
separados por
diafragmas porosos, que
separam os produtos.

29. FABRICAÇÃO DO H2
REFORMA DE HIDROCARBONETOS A
VAPOR
Consiste 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.

30. 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%

31. FABRICAÇÃO DO H2
A PARTIR DO
PROPANO

32. 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.

33. 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.

34. 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.

38. 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.

39. 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.

40. OXIGÊNIO (O2) E
NITROGÊNIO (N2)

41. OXIGÊNIO (O2)

42. OXIGÊNIO (O2)
USOS INDUSTRIAIS
- 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

43. NITROGÊNIO (N2)

44. NITROGÊNIO (N2)
USOS INDUSTRIAIS
- nitratos e outros compostos de nitrogênio são
muito utilizados como fertilizantes e em explosivos

45. NITROGÊNIO (N2)
USOS INDUSTRIAIS
- agenterefrigerante, para armazenamento e
transporte de produtos em baixa temperatura

46. FABRICAÇÃO DO N2