UTILIZAÇÃO DO SOLVENTE ACETATO DE ETILA NA PRODUÇÃO DE TINTAS

UTILIZAÇÃO DO SOLVENTE ACETATO DE ETILA NA PRODUÇÃO DE TINTAS

MikaelliSatie Neves Sato (UFMS)

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Rodrigo da Silva Simões (UFMS)

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O presente trabalho tem por objetivo apresentar alguns métodos de fabricação industrial do acetato de etila que é um solvente orgânico oxigenado, através de processos de esterificação do ácido acético com etanol, reação de Tishchenko, adição direta de ácido acético ao etileno e desidrogenação de etanol, mostrando as principais vantagens que cada um apresenta, bem como sua aplicabilidade na indústria de tintas.O mercado de tintas no Brasil vive um momento positivo e o país está entre os seis maiores produtores do mundo. A indústria de tintas utiliza um grande número de matérias-primas e produz elevada gama de produtos devido a grande variedade de produtos e superfícies a serem aplicados. As matérias-primas básicas para a produção de quase todos os tipos de tintas são constituídas pelas resinas, pigmentos, solventes e aditivos. O uso de solventes para a fabricação de tintas tem utilização fundamental para conferir características necessárias, como a viscosidade, além de dissolver outros componentes presentes, facilitando a aplicação e o manuseio das tintas. Alguns solventes carbonilados como acetona, metiletilcetona e metilisobutilcetona e solventes aromáticos, que participam dessa produção, apresentam alta toxicidade, o acetato de etila, por apresentar um teor de toxicidade menor e aplicação similar, vem substituindo esses solventes, especialmente na indústria de tintas.

Palavras chaves: acetato de etila, processo produtivo, tintas.

1. Introdução

Primeiramente, segundo O´Neil (2006), “o acetato de etila (AcOEt) é um éster líquido à temperatura ambiente, incolor, volátil, com odor característico de frutas, de polaridade moderada e não higroscópico, sendo instável na presença de bases fortes e ácidos aquosos. Possui fórmula molecular C4H8O2, peso molecular igual a 88,10 g/mol, ponto de ebulição de 77°C, ponto de fusão de - 83°C e densidade relativa a 25°C de 0,898 g/cm³. É também conhecido como etanoato de etila, éter acético, éster etílico acético e éster etílico do ácido acético”. Além disso, segundo Mello Junior (2010), “atualmente, a China é o maior consumidor e produtor de AcOEt. No período de 1995 a 2005, o consumo cresceu, em média, 18,7% ao ano e a demanda projetada continuou alta no período de 2006 a 2010, com crescimento estimado de 7% ao ano. No Brasil, os principais produtores de AcOEt são a Rhodia, em Paulínia/SP, a Cloroetil, em Mogi Mirim/SP, e a Butilamil, em Piracicaba/SP”.

Sua utilização na indústria química é de grande importância, segundo Rios e Mercadante (2004), “o acetato de etila é um solvente orgânico oxigenado utilizado em técnicas analíticas como a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), em laboratórios de síntese orgânica como reagente e na extração e purificação de produtos orgânicos, sendo de grande importância na indústria química devido as suas diversas aplicações”.

Já o processo industrial de produção do acetato de etila, segundo Mello Junior (2010), é composto por quatro etapas: esterificação do ácido acético com etanol, reação de Tishchenko, adição direta de ácido acético ao etileno e desidrogenação de etanol.

O presente trabalho tem como objetivo analisar e demonstrar a importância e utilidade do acetato de etila na indústria química, principalmente voltado na produção de tintas. O composto tem outras aplicabilidades, porém terá enfoque diretamente nessa atividade. Atuando como solvente, segundo Yamanaka et al (2006), “são compostos responsáveis pelo aspecto líquido da tinta com uma determinada viscosidade. Após a aplicação da tinta, o solvente evapora deixando uma camada de filme seco sobre o substrato”.

2. Desenvolvimento

2.1. Produção do acetato de etila

O processo industrial de produção do acetato de etila, segundo Mello Junior (2010), ocorre através dos seguintes processos: esterificação do ácido acético com etanol, reação de Tishchenko, adição direta de ácido acético ao etileno e desidrogenação de etanol.

2.1.1. Esterificação do ácido acético com etanol

A Esterificação de Fischer é um método clássico e o mais utilizado mundialmente para produção industrial do AcOEt. Consiste na reação reversível entre o etanol e o ácido acético na presença de catalisador ácido, havendo eliminação de água havendo eliminação de água e a regeneração do catalisador (Figura 1).

Figura 1: Esterificação de Fischer

Além disso, segundo Carey e Sundberg (2007), “a esterificação pode ocorrer na ausência de catalisador, entretanto devido aos ácidos carboxílicos serem ácidos fracos, a reação é extremamente lenta, sendo necessários dias para que se alcance uma situação de equilíbrio. Portanto, a utilização de catalisador ácido na reação de esterificação é essencial para a ativação do ácido carboxílico envolvido, devido a função doadora de próton que o catalisador exerce. Desta forma, na síntese do AcOEt, a protonação do oxigênio da carbonila do ácido aumenta a reatividade do ácido acético, pois acentua o caráter eletrodeficiente do carbono sp2, facilitando, assim, o ataque nucleofílico do etanol, originando um intermediário tetraédrico. Em seguida, ocorre à saída de H2O devido à transferência de um próton do nucleófilo para uma das hidroxilas, originando um segundo intermediário tetraédrico, e a regeneração do catalisador ácido”. Como ilustrado na figura 2.

Figura 2: Síntese do acetato de etila

Adicionalmente, de acordo com Barcza (2012), “o processo de esterificação pode ocorrer de modo contínuo ou em batelada. O processo em batelada também conhecido como processo por lotes (intermitente), ocorre em curtos ciclos de produção do éster. Já no processo contínuo, as interrupções são mínimas na programação de produção. A grande maioria dos produtores utilizam o processo contínuo”.

As vantagens da produção de AcOEt utilizando o processo de esterificação são, principalmente, o baixo custo em relação a outros processos de