Etileno é um bloco de construção crítico para a indústria petroquímica, e está entre os compostos orgânicos mais produzidos. É normalmente produzido em unidades de steam-cracking a partir de uma gama de matérias-primas à base de petróleo, como a nafta, e é utilizado na fabricação de vários derivados importantes.

O processo

O processo mostrado na Figura 1 é um processo de steam-cracking para a produção de etileno a partir de uma mistura de etano-propano. O processo pode ser dividido em três partes principais: rachadura e têmpera; compressão e secagem; e separação.

Figure 1. Este diagrama de processo mostra um processo de etileno-produção através da rachadura de uma mistura de etano-propano

Rachadura e têmpera. Inicialmente, uma mistura de etano-propano é alimentada em fornos nos quais, sob condições de alta severidade, é trincada, formando etileno, propileno e outros subprodutos. A corrente de saída do forno é posteriormente alimentada para uma têmpera à base de água, para evitar reacções e formação de subprodutos indesejáveis.

De um decantador a jusante da torre de têmpera, os pesados, o vapor de diluição condensado, o alcatrão e o coque são removidos. O gás de rachadura do resfriador é então direcionado para compressão e separação.

Compressão e secagem. A compressão do gás rachado é realizada em cinco etapas. Após o terceiro estágio de compressão, dióxido de carbono e enxofre são removidos do gás rachado por meio de soda cáustica e lavagens com água em um depurador cáustico. O gás trincado comprimido é resfriado e posteriormente seco por peneiras moleculares que removem a maior parte da água.

Separação. O gás de trinca seco é alimentado a uma caixa fria para a remoção de hidrogênio e hidrocarbonetos leves, minimizando as perdas de etileno.

Neste ponto, os condensados do trem de resfriamento são alimentados a uma série de colunas de separação. Na primeira coluna (desetanizador), o metano é obtido do topo e posteriormente utilizado na caixa fria, enquanto o fluxo inferior é alimentado para uma segunda coluna (desetanizador).

O topo do desetanizador, composto principalmente de etileno e etano, é alimentado para um conversor de acetileno e depois fracionado no divisor C2. Nesta coluna, as luzes são removidas das despesas gerais e recicladas para o sistema de compressão, enquanto o etileno de grau polimérico (PG) é retirado da coluna como um fluxo lateral. O etano, dos fundos do separador C2, é reciclado para os fornos de craqueamento.

O fluxo inferior do desethanizador é alimentado por um despropanizador, que destila os componentes C3 nas despesas gerais. Esta corrente aérea é tratada com hidrotratamento catalítico para a remoção de metil acetileno e propadieno, e depois alimentada para o separador C3. Nesta coluna, as luzes são removidas das despesas gerais e recicladas para os compressores, enquanto o propileno de grau polimérico (PG) é retirado da coluna como um fluxo lateral. O propano do fundo do separador C3 é reciclado para os fornos de craqueamento. Um fluxo C4+ é obtido dos fundos do despropanizador.

Desempenho econômico

Uma avaliação econômica do processo foi realizada com base nos dados do primeiro trimestre de 2015, considerando uma instalação com capacidade nominal de 1.700.000 toneladas/ano de etileno construída na costa do Golfo dos EUA.

Os gastos de capital estimados (investimento fixo total, capital de giro e despesas iniciais) para construir a planta são de cerca de US$2,37 bilhões, enquanto as despesas operacionais são estimadas em cerca de US$360 por tonelada de etileno produzido.

Perspectiva global

Com uma capacidade nominal global de cerca de 155 milhões de toneladas/ano, o etileno está entre os principais petroquímicos produzidos no mundo. A maior parte da produção de etileno é consumida na fabricação de polietileno, mas o etileno também é aplicado na produção de óxido de etileno, dicloreto de etileno e etilbenzeno (Figura 2).

Figure 2. O etileno é transformado num conjunto de produtos

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