Qual é o caminho mais promissor para a química do carvão moderna?

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Qual é o caminho mais promissor para a química do carvão moderna? Ouça o que diz o acadêmico Liu Zhongmin, um dos principais cientistas da DMTO. Autor/Fonte: Data: 04/05/2016. Número de visualizações: 37. Muitos especialistas e profissionais do setor já fizeram previsões e comentários sobre a viabilidade técnica e econômica, bem como as perspectivas do uso do carvão na indústria química moderna. No entanto, essas previsões são baseadas em cenários de altos preços do petróleo. Além disso, as conclusões dos diferentes especialistas variam bastante. Com os preços baixos do petróleo, qual é o caminho mais competitivo na indústria química a base de carvão? Qual é a direção de desenvolvimento? Recentemente, Liu Zhongmin, membro da Academia Chinesa de Engenharia e um dos principais cientistas responsáveis pelo desenvolvimento da tecnologia DMTO, analisou questões relacionadas aos caminhos possíveis na indústria química a base de carvão, incluindo a produção de DMTO a partir de carvão, óleo a partir de carvão, etileno glicol a partir de carvão, gás natural a partir de carvão, aromáticos a partir de carvão, além do uso seletivo do carvão por meio da pirólise. 　　DMTO à base de carvão ainda tem grande potencial de desenvolvimento. Liu Zhongmin afirmou que, com a queda dos preços do petróleo, as diferenças em termos de custo, economicidade e competitividade entre os processos relacionados ao uso do carvão, como o DMTO à base de carvão, a produção de óleo a partir de carvão, a produção de etileno glicol a partir de carvão, a produção de gás natural a partir de carvão, a produção de aromáticos a partir de carvão, bem como o uso seletivo do carvão por meio da pirólise, tornaram-se bastante evidentes. Considerando o desempenho dos diferentes equipamentos em 2015, o DMTO à base de carvão continua sendo muito competitivo. Como a queda nos preços do polipropileno/etileno não ocorreu de forma sincronizada com a queda dos preços do petróleo, e como a queda nos preços do petróleo foi maior do que a queda nos preços dos poliolefinos, a grande maioria dos projetos DMTO obteve bons resultados financeiros. Considerando o grande déficit de olefinas na China e o fato de que a demanda continuará a crescer de forma significativa, o DMTO ainda tem grande potencial de desenvolvimento. 　　Até o momento, a tecnologia DMTO já teve 20 unidades licenciadas para uso externo, com uma capacidade total de 11,26 milhões de toneladas por ano; 9 unidades já foram construídas e colocadas em operação, com uma capacidade total de 5,2 milhões de toneladas por ano. Todos esses projetos geraram bons benefícios econômicos e sociais. Em particular, em 2015, com a queda contínua dos preços internacionais do petróleo e com as grandes perdas de lucro em vários projetos relacionados à indústria do carvão, o projeto DMTO ainda conseguiu obter bons resultados financeiros. O lucro líquido de algumas fábricas de óleos aromáticos produzidos a partir de carvão chega a ultrapassar 1 bilhão de yuans por ano. O mercado comprovou a forte competitividade e as boas perspectivas da tecnologia DMTO e de seus equipamentos industriais. 　　A economicidade é o requisito mais básico e realista para o sucesso de uma tecnologia. A verdadeira utilidade e valor da tecnologia DMTO residem não apenas em sua economicidade, mas também no fato de que ela oferece um caminho alternativo à produção de olefinas, livre do petróleo, para regiões ricas em carvão. Além disso, ela possibilita a diversificação das fontes de matéria-prima para a produção de olefinas. Assim, a indústria de olefinas, que antes era limitada pela escassez de recursos, finalmente consegue ter um novo momento de desenvolvimento, o que, por sua vez, permite o crescimento da indústria química de alto valor agregado. Por isso, assim que a tecnologia DMTO foi desenvolvida, ela chamou grande atenção na Europa, nos Estados Unidos e no Japão. Eles entenderam que, com a aplicação dessa tecnologia moderna de processamento do carvão na China, a dependência do país em relação aos recursos petrolíferos mudaria, o que poderia até causar alterações nas relações de oferta e demanda dos produtos derivados do petróleo. Considerando o fato de que os recursos de carvão em todo o mundo são muito mais abundantes do que os recursos de petróleo, além de serem mais baratos, se outras regiões ricas em carvão e gás utilizarem carvão ou gás natural como matéria-prima para a produção de produtos químicos e outros produtos relacionados ao petróleo, então a estrutura energética dessas regiões mudará. Isso pode, por sua vez, afetar a estrutura energética global. 　　Etanol produzido a partir de carvão: perspectivas tão boas quanto as do DMTO. Liu Zhongmin enfatiza que, objetivamente falando, as perspectivas e a importância da tecnologia de produção de etanol a partir de carvão não são inferiores às da tecnologia DMTO. Por um lado, há uma enorme demanda no mercado pelo etanol como combustível para veículos limpos. O etanol não só possui um alto teor de oxigênio, o que permite aumentar o índice de octanagem da gasolina e a eficiência da combustão, reduzindo assim as emissões de poluentes como monóxido de carbono e hidrocarbonetos, mas também é atóxico e inofensivo, não causando poluição nas águas subterrâneas. Por esses motivos, é amplamente utilizado na União Europeia, nos Estados Unidos, no Brasil e em muitos outros países como combustível para automóveis ou aditivo para a gasolina. A partir de 2005, nosso país começou a promover o uso de gasolina com etanol em algumas províncias e cidades. Atualmente, 11 províncias e cidades já utilizam essa gasolina. O consumo anual de gasolina em nosso país é de mais de 100 milhões de toneladas. Se for utilizado etanol na composição da gasolina, não só será possível economizar petróleo, mas também reduzir significativamente o impacto das emissões dos veículos no meio ambiente. 　　Atualmente, existem aproximadamente três métodos para a produção de etanol, tanto no país quanto no exterior. São eles: a produção direta de etanol a partir do gás sintético obtido pela gasificação do carvão; a produção inicial de metanol a partir da gasificação do carvão, seguida pela produção de ácido acético, que é então hidrogenado para gerar etanol; e a produção de etanol por meio da hidrogenação de ésteres de ácido acético. Mas, até agora, nenhuma dessas três técnicas foi testada em instalações industriais de grande escala. Atualmente, a Dahuahua Research Institute está trabalhando em parceria com o Yanchang Petroleum Group para utilizar a nova tecnologia de produção de etanol a partir de carvão, desenvolvida pelo instituto, com o objetivo de construir na cidade de Xingping, em Shaanxi, a primeira unidade industrial de produção de etanol a partir de carvão, com capacidade de 100 mil toneladas por ano. A unidade deve ser concluída e entrar em operação em outubro deste ano. 　　Além disso, em comparação com o metanol, existem mais rotas de processamento avançado para o etanol, e o valor agregado de seus derivados é maior. É possível produzir não apenas etileno e etibeno, mas também éteres, ésteres e outros álcoois, entre muitos outros produtos químicos e produtos químicos de alta qualidade. Portanto, as perspectivas de aplicação do etanol são muito promissoras. Em particular, se o processo de produção de etileno a partir de etanol puder ser implementado com o auxílio da tecnologia de produção de etanol a partir de carvão, de baixo custo, o consumo energético do projeto será menor, o processo será mais curto, a taxa de conversão por ciclo será maior, e o projeto terá maior viabilidade econômica e competitividade. Justamente devido às boas perspectivas do etanol produzido a partir do carvão, ao longo dos anos, alguns países desenvolvidos têm dado atenção a essa área tecnológica, na esperança de que nosso país consiga alcançar avanços tecnológicos primeiro. 　　Etileno glicol produzido a partir de carvão – Grandes obstáculos industriais precisam ser superados. Teoricamente, a produção de etileno glicol a partir de gás sintético é o método mais viável, com grandes perspectivas de desenvolvimento. Nosso país foi o primeiro a alcançar a industrialização nessa área. Mas, tecnicamente, ainda são necessárias novas conquistas, especialmente para superar o obstáculo representado pelas tecnologias industriais de grande escala. Atualmente, a capacidade de produção de etileno glicol a partir do carvão, em um único reator, ainda não é suficiente. Há uma diferença em relação ao conceito de indústria química em grande escala e aos benefícios associados a essa escala, o que, até certo ponto, limita a competitividade do etileno glicol produzido a partir do carvão. Se for possível desenvolver tecnologias e equipamentos industriais capazes de produzir 500 mil toneladas por ano de etileno glicol a partir do carvão, então as possibilidades de desenvolvimento do etileno glicol produzido a partir do carvão realmente se expandirão. 　　Além disso, do ponto de vista técnico, os catalisadores ainda precisam ser aprimorados, especialmente no que diz respeito ao desenvolvimento de catalisadores não feitos de metais preciosos, bem como à melhoria da resistência dos catalisadores ao monóxido de carbono ou ao hidrogênio. 　　Aromáticos produzidos a partir do carvão: o processo de pirólise do carvão é mais econômico. Devido às limitações relacionadas aos materiais de partida, como o nafta, a produção de aromáticos em nosso país é insuficiente. Liu Zhongmin é a favor da produção de aromáticos a partir do carvão, mas defende que isso seja feito por meio da pirólise do carvão para obter os aromáticos. Ele explicou que, como o carvão já contém grandes quantidades de substâncias com estruturas aromáticas. Após a pirólise, sua separação permite que se obtenha um excelente material para a produção de aromáticos. Isso permite uma utilização mais eficiente do carvão, além de reduzir os custos associados à obtenção desses aromáticos. Tanto do ponto de vista da economia atômica quanto da economia de investimentos, trata-se de uma solução vantajosa. 　　Liu Zhongmin expressou sua desaprovação quanto à produção de aromáticos a partir de metanol. Ele ressaltou que, principalmente devido aos problemas relacionados ao equilíbrio de hidrocarbonetos nas matérias-primas e nos produtos finais, é difícil aumentar a taxa de produção de aromáticos. Além disso, como os produtos são compostos por aromáticos mistos, para se obter produtos de alto valor agregado, como o p-xileno, é necessário realizar processos adicionais de processamento e separação complexa, o que gera preocupações quanto à viabilidade econômica. Claro, como uma nova abordagem tecnológica, ainda vale a pena explorá-la, sendo que sua viabilidade econômica também requer industrialização em larga escala e validação no mercado. Seria uma abordagem técnica mais ideal se fosse possível produzir aromáticos diretamente a partir do gás sintético. 　　Petróleo e gás a partir do carvão: a importância das reservas tecnológicas é significativa. Quanto ao uso do carvão para produzir petróleo e gás, Liu Zhongmin afirma que, do ponto de vista da segurança energética, as reservas tecnológicas necessárias e os projetos de demonstração em escala industrial são, sem dúvida, importantes para o nosso país. Porém, os poucos complexos de produção de gás natural a partir de carvão que já foram construídos ou estão em construção utilizam tecnologias importadas. Não houve avanços técnicos ou inovações significativas nesse campo. Portanto, é melhor não seguir o caminho tradicional de importar, adaptar e absorver essas tecnologias. 　　No que diz respeito à produção de óleo a partir do carvão, a tecnologia do nosso país já é líder. No entanto, quando o preço do petróleo é baixo, dificilmente haverá competitividade econômica. Claro, se a produção de óleo a partir do carvão puder ser complementar à indústria de refino de petróleo e à indústria química petrolífera, com foco na produção de ceras de alta pureza, ceras rígidas de alto peso molecular, óleos de alta densidade para uso em setores aeroespaciais, ou ainda óleos básicos de alta qualidade para lubrificantes, que são escassos no nosso país, isso poderá compensar as deficiências da indústria química petrolífera. Nesse caso, o futuro parece promissor. 　　Uso diferenciado do carvão – Deve-se dar importância ao uso seletivo do óleo resultante da pirólise. Liu Zhongmin acredita que a ideia de usar o carvão de maneira diferenciada é excelente, sendo também um meio eficaz para utilizar o carvão de forma progressiva e eficiente, além de promover seu uso limpo. No entanto, devido à dificuldade da pirólise, as instituições de pesquisa e empresas nacionais relacionadas concentraram seus esforços nessa área, negligenciando o uso mais detalhado e segmentado do óleo resultante da pirólise. Atualmente, a grande maioria das empresas utiliza métodos bastante rudimentares para o processamento do óleo de pirólise: o valioso alcatrão rico em aromáticos é hidrogenado sem distinção entre seus componentes. Dessa forma, enquanto se produz diesel, os aromáticos valiosos presentes nos destilados de gasolina acabam se transformando em nafta, que tem valor agregado menor. 　　Ele sugeriu que, com base no aumento do tamanho e na intensificação da produção, seja possível fabricar diesel, ao mesmo tempo em que se produz gasolina de alto octanagem ou aromáticos. Isso é mais científico e razoável, tanto do ponto de vista do uso racional dos recursos quanto da economicidade dos investimentos.