【Notícias da Indústria Química – Alquilação】Novos avanços na tecnologia de alquilação nos últimos anos

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Este tópico foi editado pela última vez por Operário 1985 em 08/06/2016, às 08:01. De acordo com a revista americana “Chemical Engineering”, de maio de 2016, a alquilação é uma técnica de refino cada vez mais importante. Ela consiste na reação de olefinas de baixo carbono com isobutano, gerando isômeros de trimetilpentano – ou seja, óleos alquilados – que podem ser utilizados como componentes na composição da gasolina limpa. O óleo alquilado é um componente de alta qualidade para gasolina, com alto índice de octano, baixa pressão de vapor, baixo teor de enxofre e sem aromáticos. A demanda por óleos alquilados está em crescimento, principalmente devido à necessidade de mais gasolina impulsionada pelo crescimento econômico, **à implementação de padrões mais rigorosos para a gasolina, às exigências de redução da quantidade de componentes de alto octanagem, como aromáticos e olefinas, na composição da gasolina, e à necessidade de motores de alto desempenho. A restrição rigorosa ao teor de enxofre na gasolina exige um tratamento de hidrogenação mais intensivo, o que resulta em uma redução no índice de octano da gasolina. O óleo alquilado é um componente de mistura com alto índice de octano e baixo teor de enxofre, capaz de aumentar o índice de octano da gasolina final. Outro fator é a disponibilidade de butano a baixo custo nos depósitos de xisto dos Estados Unidos, o que permite obter uma grande quantidade de matéria-prima barata para a alquilação. Foram observados avanços na tecnologia de alquilação com catalisadores ácidos sólidos nos últimos meses. Os catalisadores ácidos sólidos, desenvolvidos ao longo de muitos anos, já podem substituir os catalisadores ácidos líquidos, que são nocivos e corrosivos (ácido fluorídrico e ácido sulfúrico). Na conferência AFPM deste ano, a empresa CB&I apresentou os avanços do primeiro sistema do mundo para a produção em escala industrial de catalisadores ácidos sólidos utilizados em processos de alquilação. Esse sistema foi instalado na empresa Zibo Haiyi Fine Chemicals, uma subsidiária da Hui Feng Petrochemicals, localizada em Shandong, na China. A produção começou em agosto de 2015. O dispositivo utiliza a tecnologia AlkyClean, desenvolvida em parceria pela CB&I, Yabao e a empresa finlandesa Neste. Sua capacidade de produção de óleo alquilado é de 2.700 barris por dia (100 mil toneladas por ano). A empresa CB&I afirma que, até o momento, todo o desempenho do equipamento instalado em Shandong atingiu os valores esperados. Desde que começou a ser produzido, ficou comprovado que a qualidade dos produtos à base de óleo alquilado é muito boa. O índice de octano determinado por métodos de pesquisa está entre 96 e 98, o que é significativamente maior do que o índice de octano dos óleos alquilados convencionais. O método de pesquisa do índice de octanagem é um indicador importante do valor dos óleos alquilados como componentes na composição da gasolina. A tecnologia AlkyClean utiliza o catalisador AlkyStar, desenvolvido pela empresa Avon. Trata-se de um catalisador à base de zeólita, de estrutura fixa, que é resistente e durável. Esse catalisador, combinado com o novo processo de reator da empresa CB&I, permite que o processo AlkyClean produza produtos de óleo alquilado de alta qualidade, sem a necessidade de uso de catalisadores ácidos líquidos. Dessa forma, o processo se torna mais seguro e confiável. Como não é necessário nenhum tratamento posterior e não há resíduos de óleo solúveis em ácidos, trata-se de uma tecnologia muito eficaz para a produção de óleos alquilados. A empresa KBR anunciou, em fevereiro deste ano, que o primeiro contrato de transferência de tecnologia relacionado à tecnologia de alquilação com ácidos sólidos K-SAAT da empresa já havia sido assinado. A empresa que assinou o contrato com a KBR foi a Dongying Haikelerlin Chemical Company, que irá construir instalações de produção na cidade de Dongying. A empresa KBR fornece tecnologias patenteadas, projetos de processos básicos, equipamentos essenciais e catalisadores. Estima-se que este conjunto de equipamentos entre em operação no primeiro trimestre de 2017. A característica do processo K-SAAT é o uso de um catalisador ácido sólido chamado ExSact. Trata-se de um catalisador de zeólita aprimorado, disponível comercialmente atualmente. Em comparação com os catalisadores ácidos líquidos, ele causa muito menos danos à saúde humana e ao meio ambiente. Esse benefício, juntamente com o baixo investimento necessário para a construção das instalações, são os principais fatores que influenciaram a decisão da empresa Haike de optar pelo processo K-SAAT, em vez da tecnologia convencional de alquilação com ácido sulfúrico. Gautham Krishnaiah, gerente de tecnologias de catálise e alquilação na empresa KBR, afirmou que os custos operacionais dos dispositivos de alquilação que utilizam catalisadores ácidos sólidos também são menores. Isso se deve ao fato de que os custos de manutenção dos dispositivos K-SAAT são reduzidos, além de não ser necessário o uso de sistemas de refrigeração nos dispositivos de alquilação com ácido sulfúrico. Além disso, não é necessária a regeneração de ácidos líquidos nem o tratamento de resíduos sólidos (neutralização ácido-base). A KBR desenvolveu essa tecnologia química verde em parceria com a Exelus. Atualmente, a KBR é a única licenciada para utilizar o catalisador ExSact da empresa Exelus. O processo K-SAAT utiliza dois reatores: um para a reação de alquilação e outro para a regeneração ou como reserva. O hidrogênio é utilizado para regenerar completamente o catalisador; durante esse processo, o coque mole (vários hidrocarbonetos altamente insaturados) e os contaminantes adsorvidos no catalisador são removidos e expelidos. O catalisador ExSact, que já foi desenvolvido com sucesso, é superior em muitos aspectos aos catalisadores ácidos líquidos e a outros catalisadores ácidos sólidos. Para reforçar a seletividade do produto, tanto os centros ácidos quanto a estrutura porosa do catalisador foram otimizados. Em comparação com outros catalisadores ácidos sólidos, o ciclo de operação da alquilação utilizando o catalisador ExSact é um pouco mais longo ； Há grande flexibilidade quanto à origem das matérias-primas e aos seus componentes (etileno, propileno, buteno e penteno podem ser utilizados como olefinas). Diferentemente disso, o processo de alquilação de ácidos líquidos não pode ser realizado com etileno, pois o uso do etileno resulta na formação de ésteres estáveis. Além disso, o processo de ácidos sólidos da empresa KBR possui uma excelente capacidade de resistir a contaminantes presentes nos materiais de entrada (como umidade, enxofre, dienos, compostos oxidados e nitrilas). Os avanços na tecnologia de alquilação com catalisadores de ácido sulfúrico não impediram o surgimento de processos de alquilação com ácidos sólidos em escala industrial. Isso não impediu também o desenvolvimento de novas aplicações para equipamentos de alquilação utilizando catalisadores de ácido líquido. A DuPont está utilizando sua tecnologia de alquilação com ácido sulfúrico em alguns materiais únicos. Em março deste ano, a DuPont anunciou que havia assinado um contrato com uma refinaria chinesa para fornecer um conjunto de equipamentos de alquilação que utilizam 100% de buteno como matéria-prima. Jeannie Branzaru, gerente global de vendas de tecnologias de limpeza da DuPont, afirmou que a base química para as novas técnicas de alquilação desenvolvidas pela DuPont já existe há muito tempo. As condições econômicas atuais são favoráveis à produção de óleos alquilados a partir de butano, ou seja, à utilização da tecnologia de “alquilação especializada”. Esse processo de processamento único não era econômico no passado. Branzaru afirmou que muitas empresas conseguem adquirir butano de baixo valor no mercado aberto, a um preço acessível. Em seguida, esse butano é processado em unidades de desidrogenação para gerar isobuteno. O isobuteno, por sua vez, é utilizado em unidades de alquilação para produzir óleos alquilados de alto valor. Mas a tecnologia da DuPont não se limita ao butano; ela também pode ser utilizada para processar concentrações elevadas de propeno e 100% de penteno. A empresa chinesa Dalian Hengli Petrochemical assinou um contrato com a DuPont para obter tecnologia de alquilação e regeneração de ácidos residuais (SAR), com o objetivo de instalar equipamentos de produção na nova refinaria localizada na área industrial do porto de Changxing Island. Atualmente, a Hengli Petrochemical planeja iniciar a construção em 2018, com previsão de início das operações em 2019. A DuPont utilizará suas próprias tecnologias de alquilação Stratco e de regeneração de ácidos residuais MECS. A utilização da tecnologia da DuPont nas empresas integradas de refino e processamento permitirá que a Hengli produza produtos de óleo alquilado de alta qualidade, utilizando 100% de isobuteno como matéria-prima. Kevin Bockwinkel, gerente de negócios global da tecnologia Stratco da DuPont, afirmou que “os equipamentos da Hengli dispõem de matérias-primas únicas, o que marca o início de uma nova era para os óleos alquilados no mercado de gasolina, já que há um aumento global na produção de óleos alquilados a partir de butano”. O equipamento de alquilação da Hengli utilizará a tecnologia patenteada XP2 da DuPont nos reatores de contato Stratco. Bockwinkel afirma que o design da tecnologia XP2 permite um uso muito eficiente das superfícies de transferência de calor dos tubos, o que, por meio de vantagens técnicas significativas, melhora a qualidade do óleo alquilado.