PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS ATRAVÉS DA ROTA GTL

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ENKELL WOLDFRAN DA SILVA MEDEIROS

FÁBIO CYRO RIBEIRO BATISTA

ÍNGRID HELOISA DA SILVA ALVES

PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS ATRAVÉS DA ROTA GTL

MOSSORÓ - RN

2015

ENKELL WOLDFRAN DA SILVA MEDEIROS

FÁBIO CYRO RIBEIRO BATISTA

ÍNGRID HELOISA DA SILVA ALVES

PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS ATRAVÉS DA ROTA GTL

Trabalho apresentado a disciplina de Engenharia do Gás Natural, optativa do curso de Engenharia Mecânica da Universidade Federal Rural do Semiárido – UFERSA, como requisito de nota parcial da 3ª unidade.

Docente: Prof. Msc.  Ricardo Henrique Rocha de Carvalho 

MOSSORÓ - RN

2015

SUMÁRIO

1.        INTRODUÇÃO        

2.        HISTÓRICO DO GTL        

3.        GÁS DE SÍNTESE        

4.        PROCESSO FISCHER – TROPSCH        

5.        PRINCIPAIS PRODUTORES DE GTL        

6.        DIESEL GTL E AS PRESSÕES AMBIENTAIS        

7.        TECNOLOGIA GTL + GASEIFICADOR        

8.        VANTAGENS E DESAFIOS        

9.        CONCLUSÃO        

REFERÊNCIAS        

1. INTRODUÇÃO

1. HISTÓRICO DO GTL

O desenvolvimento da tecnologia GTL teve seu início na Alemanha com o trabalho de Franz Fischer e Hans Tropsch, realizando a produção de hidrocarbonetos a partir do carvão para atender às necessidades bélica e doméstica por volta de 1920. Durante esta década, o GTL teve uma grande ascensão com descobertas e investimentos por parte de empresas, ocorrendo a construção de grandes plantas-piloto que produziam principalmente gasolina e diesel a partir de reservas de carvão, abastecendo grande parte do mercado de combustível automotivo alemão. O pico da produção ocorreu em 1944 com a expansão e contrução de plantas, com 4,1 milhões de barris por ano que forneciam combustíveis e derivados.

Após o período de guerras mundiais, a tecnologia GTL foi desprezada devido às descobertas de reservas naturais de petróleo no mundo e por seu alto custo de desenvolvimento. Ainda ocorreu investimento em pesquisa e construção de plantas piloto com insumo de carvão, por parte dos norte-americanos, porém não foi competitiva frente ao fornecimento de refinarias tradicionais cujo custo era menor.

O único país que continuou a investir na produção de combustíveis sintéticos foi a África do Sul, com capacidade de 8000 barris por dia, utilizando como base a experiência desenvolvida na Alemanha. Porém sua maior expansão ocorreu já na década de 80, quando, diante da dificuldade de exploração de reservas naturais, houve a retomada de pesquisas para esta produção.

A volta de pesquisa desta tecnologia ocorreu, também, pela necessidade de aproveitar melhor as reservas de gás natural que vinham sido descobertas e exploradas. Além disso, para atender as normas ambientais e regulamentadoras impostas objetivando uma menor emissão de poluentes. As reservas naturais, por vezes, possuem barreiras logísticas e econômicas que dificultam a sua exploração, além de ser uma grande fonte de poluentes, tornando assim a tecnologia GTL reconhecida e competitiva.

Nos Estados Unidos da América, no período de 1975 a 2006, foram registradas 1793 patentes para a produção de gás de síntese e 3982 de Fischer-Tropsch, sendo os maiores registros obtidos nos últimos anos. A tabela 01 expõe o número dessas patentes por período e a fixação e desenvolvimento desta produção com o passar dos anos.

        

Tabela 1: Patentes mundiais para gás de sintese e para síntese FT.

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Fonte: CALLARI, p26

1. GÁS DE SÍNTESE

O gás de síntese é a matéria-prima utilizada para a realização do processo Fischer-Tropsch, sendo esta etapa considerada uma das mais importantes da conversão do gás natural em hidrocarbonetos líquidos. Há um grande esforço de inovação e melhoria dos processos  por parte das empresas que investem nesta tecnologia, pois do gás de síntese corresponde a cerca de 50% dos custos de capital de uma usina GTL.

O nome gás de síntese é atribuído a uma mistura de hidrogênios (H2 ) e monóxido de carbono (CO), onde sua razão H2/CO varia conforme o tipo de insumo. Durante a segunda Guerra Mundial o carvão era o insumo mais abundante, e com isso, sua mistura era utilizada para a produção do gás de síntese, o qual era submetido ao processo Fischer-Tropsch, visando a produção de hidrocarbonetos na faixa da gasolina. A gaseificação do carvão é até hoje utilizada e a tecnologia de produção de combustível sintético tal processo denominado Coal-To-Liquids (CTL).

Os processos de conversão de gás natural em produtos líquidos podem ser divididos em dois tipos: processos de conversão direta e processos de conversão indireta. Os processos de conversão direta utilizam catalisadores e rotas de síntese específicas para transformar quimicamente as moléculas de metano em substâncias mais complexas e de maior peso molecular. Os produtos líquidos que podem ser obtidos incluem os álcoois, as olefinas e os aromáticos. Entretanto, a alta estabilidade da molécula de metano traz uma série de problemas técnicos para viabilizar as reações químicas envolvidas e devido a este fato há grandes esforços com intuito de melhorar os resultados obtidos neste tipo de conversão, uma vez que ainda encontra-se em estágio inicial de pesquisa. A rota indireta é tecnicamente mais fácil, os processos envolvidos estão mais bem estudados e já existem diversas plantas piloto e comerciais em operação. Os processos de conversão indireta são caracterizados por uma etapa preliminar de transformação do gás natural em gás de síntese. Após ser produzido, o gás de síntese é convertido em hidrocarbonetos líquidos através do processo de Fischer-Trospch (FT).