planta produção dimetilformamida
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Projeto conceitual de uma planta de produção de dimetilformamida, a partir de dióxido de carbono supercrítico, apresentado a disciplina de Projetos da Indústria Química II da Universidade Federal do Paraná.TRANSCRIPT
CLOVER S.A.
ALINE VIEIRA DA SILVA
BRUNO LEMOS DA ROCHA
CARLOS HENRIQUE DE MATTOS
RENATA RODRIGUES BOITO
PRODUÇÃO DE DIMETILFORMAMIDA
PROFESSORA MONICA KOLICHESKI
TÓPICOS ABORDADOS
• O Projeto• Análise de Mercado• Produtos• Localização• Rotas• Processo• Equipamentos• Análise Econômica
O PROJETO
• Produto Principal: Dimetilformamida (DMF, mín
99,8%);
• Coproduto: Ácido Fórmico (AF, 70%);
• Produção: 4500 ton/ano de DMF;
• Capacidade instalada: 5400 ton/ano de DMF;
ANÁLISE DE MERCADO
• Produção global: 0,9 milhões ton/ano (NPCS, 2009)
• China: produtor e consumidor
• Falta de produto no mercado (MDIC, 2013)
• Importação de 3.570 toneladas de DMF (MDIC,
2013);
• Redução no imposto de importação (MDIC, 2013);Fonte: (IHS, 2009)
PRODUTOS
• DIMETILFORMAMIDAProduto
• Líquido, incolor, odor característico fraco;
• Solvente;• Fibras acrílicas;• Poliuretanos;• Farmacêuticos;• Resinas;• Vernizes;• Pesticidas.
• ÁCIDO FÓRMICOCoproduto
• Líquido, incolor, de odor forte e irritante;
• Têxtil;• Farmacêutica;• Medicina;• Tintas e vernizes.
LOCALIZAÇÃO
Polo Industrial de Camaçari, BA Junto à BASF®, principal fornecedora de matéria prima.
ROTAS
RotasGasto
Energético
Custo Equipamen
tos
Toxicidade
Rendimento
ReagentesData
Patente/Artigo
1 Alto Baixo Alta Baixo DMA/CO 1958
2 Médio Médio Média Alto DMA/MF 1963
3 Alto Médio Média Médio DMA/ co2/H2 1970
4 Médio Alto Alta AltoMETOH/AMON
IA/CO1981
5 Baixo Alto Média Alto DMA/MF 2004
ROTA ADOTADADetalhes
CO2 + H2 AF (etapa 1)
AF + DMA DMF + H2O (etapa 2)
Catalisador
• CO2 supercrítico
Fonte: Leitiner, 2000
ROTA ADOTADACinética
Fonte: Jessop, 1996
PROCESSODiagrama Simplificado
PROCESSOFluxograma de Engenharia
U 2 0 0 0
R E A Ç Ã O
U3000S E PAR A Ç Ã O A
U3000
S E PAR A Ç Ã O B
C L O V E R S . A . 2 0 1 4
U 2 0 0 0 – R E A Ç Ã O
C L O V E R S . A . 2 0 1 4
U 3 0 0 0 – S E PAR A Ç Ã O A
C L O V E R S . A . 2 0 1 4
U 3 0 0 0 – S E PAR A Ç Ã O B
REATOR R-01• Fase supercrítica;• Multitubular (21 tubos);• Leito Fixo (100 kg);• Isotérmico (100 °C)• Pressão de operação:
210 bar;• Catalisador: Rutênio
COMPRESSOR CP-01• Potência: 52 kW• Estágios: 2
EQUIPAMENTOSU2000 – REAÇÃO
VASO FLASH VF-01
• Diâmetro: 0,70 m • Altura: 1,85 m• Componentes: DMA,
Água, Ácido Fórmico, DMF, H2 e CO2.
VASO FLASH VF-02
• Diâmetro: 0,5 m • Altura: 1,91 m• Componentes: DMA,
Água, Ácido Fórmico, DMF, H2 e CO2.
EQUIPAMENTOSU3000 – SEPARAÇÃO A
COLUNA DESTILAÇÃO D-01
• Diâmetro: 1 m • Altura: 9,20 m• N° de pratos: 20 • Componentes: DMA,
Água, Ácido Fórmico, DMF e CO2.
COLUNA ESGOTAMENTO S-01
• Diâmetro: 0,5 m • Altura: 3,20 m• N° de pratos: 5 • Componentes: DMA e
Água.
EQUIPAMENTOSU3000 – SEPARAÇÃO A
COLUNA DESTILAÇÃO D-02
Adição do Solvente EDP
• Diâmetro: 0,6 m • Altura: 4,70 m• N° de pratos: 10 • Componentes: Ácido
Fórmico, DMF e EDP.
COLUNA DESTILAÇÃO D-03
• Diâmetro: 0,7 m • Altura: 5,20 m• N° de pratos: 10 • Componentes: Ácido
Fórmico e EDP.
EQUIPAMENTOSU3000 – SEPARAÇÃO B
EQUIPAMENTOSTROCADORES DE CALOR
TROCADORES DE CALOR
REFERVER 4
CONDENSAR 3
RESFRIAR 2
AQUECER 2
INTEGRAÇÃO 2
TOTAL 13
UTILIDADES
• Caldeira • Torre de resfriamento
EQUIPAMENTOSPlano Diretor
EQUIPAMENTOSLayout – Separação (Superior)
EQUIPAMENTOSLayout – Separação (Frontal)
EQUIPAMENTOSLayout – Reação (Superior)
EQUIPAMENTOSLayout – Reação (Frontal)
EQUIPAMENTOSLayout – Tancagem (Superior)
EQUIPAMENTOSLayout – Tancagem (Frontal)
RESÍDUOS
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Componente Quantidade (kg/h)
Fração
Dimetilamina 5,4 0,032Ácido Fórmico 0,46 0,003
Água 163,8 0,97Total 169,66
TANQUES DE EQUALIZAÇÃO
• 2 Tanques• Volume 20 m³• Diâmetro 2,5 m• Altura 4,1 m
Corrente
Corpo Receptor
Rio Joanes
LAGOA ANAERÓBIA
• Volume 80 m³• Profundidade 4m• Comprimento 5m• Largura 4 m
LAGOA FACULTATIVA
• Volume 400 m³• Profundidade 3m• Comprimento 13
m• Largura 10 m
ANÁLISE ECONÔMICA
GRÁFICO – Distribuição dos Custos de Módulo
Cenário 1
Preço de venda praticado pelo
mercado Chinês: R$/kg 2,63
Prejuízo anual: R$ 60 milhões
Cenário 1
Preço de venda praticado pelo
mercado Chinês: R$/kg 2,63
Prejuízo anual: R$ 60 milhões
Cenário 2
Valor de venda para que não haja
prejuízo:
R$/kg 21,20
Tempo de Retorno: 14 anos e 6 meses
Cenário 2
Valor de venda para que não haja
prejuízo:
R$/kg 21,20
Tempo de Retorno: 14 anos e 6 meses
Um especial agradecimento à querida Mônica, pela motivação, confiança e tranquilidade transmitida à equipe.