Dimensionamento de tanque para o armazenamento do etanol advindo da cana de açúcar

PROJETO APLICADO

INSTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA

Dimensionamento de tanque para o armazenamento do etanol advindo da cana de açúcar

CURSO: Engenharia Química PROFESSOR: Rafael Pinheiro Amantea

ALUNOS: Cristiane Patrício, Janaína Costa, Juliana         Oliveira, Laura Martins, Paloma Rocha,                          Renata Kusumoto

Resumo -

 

Palavras chaves:

1. Introdução

De cheiro característico, inflamável, volátil e solúvel em água, o etanol ou álcool etílico (C2H5OH) é um líquido incolor, cuja obtenção se dá a partir da fermentação dos açúcares dos vegetais (RODRIGUES, 2010). No Brasil, a matéria-prima mais utilizada para fabricação é a cana de açúcar iniciando seu uso pela necessidade de se amenizar sucessivas crises no setor açucareiro e pela tentativa de se reduzir a dependência do petróleo importado (LEITE, S.D.).

Para se chegar no produto final, a matéria prima é submetida a uma fermentação alcoólica, produzindo um etanol de baixas concentrações, tendo a necessidade de retirar o excesso de água. Com isso, forma-se etanol de diferentes características. Quando a concentração de etanol é entre 95% e 96% se tem o etanol hidratado, se essa concentração for mínima a 99,5% se tem o etanol anidro. De acordo com Sardella & Mateus, o etanol é um solvente bastante versátil e higroscópico formando junto a água uma mistura azeotrópica, justificada pela ligação de Hidrogênio que caracteriza uma interação intermolecular muito forte tornando assim, difícil a obtenção do etanol anidro já que este possui alta concentração. Para tal separação, há métodos como por exemplo a destilação fracionada. Tanto etanol anidro quanto o hidratado são empregados como combustíveis, sendo o etanol hidratado utilizado nos carros com motores a álcool e nos flex, presente também em cosméticos, produtos de limpeza, antissépticos, vinho, cerveja e outros com graduações alcoólicas que variam de produto a produto. O etanol anidro se mistura a gasolina aumentando o número da octanagem da mesma substituindo o chumbo tetraetila o que faz reduzir os valores pagos pelos combustíveis fósseis. Assim, o custo de produção deste tipo de etanol é cerca de 8% maior, devido ao processo mais complexo de obtenção (RODRIGUES, 2010).

Segundo o Ministério de Minas e Energia (2015), a produção de etanol em agosto de 2014 foi de 4,37 bilhões de litros, sendo 1,84 bilhões de litros de etanol anidro e 2,43 bilhões de litros de etanol hidratado. Já o consumo desse mesmo mês foi de 913 milhões de litros do anidro e 1,01 bilhões de litros do hidratado.

Paula (2014), afirma que o etanol advindo da cana de açúcar possui um custo de produção menor e assim consegue um preço de mercado mais baixo. Porém, segundo Tribunal de Contas da União, 2012 deve-se ater na necessidade de formação de estoques, já que o seu insumo básico deriva da natureza, fazendo-o com que somente tenha produção do combustível no período de sazonalidade e a falta de estoque comprometeria o abastecimento na entre safra, levando a um desabastecimento do mercado e variação nos valores do combustível.

Por volta da década de 1970, com a crise do petróleo, o governo criou o PROÁLCOOL (Programa Nacional do Álcool), que consistiu em uma iniciativa do governo brasileiro para intensificar a produção de etanol como substituto da gasolina. Já com o fim da primeira fase do programa, percebeu-se uma inadequação nos sistemas de transporte e distribuição do álcool, o qual havia dificuldade em escoar o produto dos centros produtores para os centros consumidores. Contudo foi-se necessário a construção de tanques de armazenamento e um sistema de transporte para que fosse realizada a transferência do álcool (anidro e hidratado) em todo o território nacional (XAVIER, 2008).

Para armazenar o etanol são utilizados tanques de aço carbono ou aço inox, uma vez que eles são resistentes a corrosão provocada pela mistura do etanol a outros derivados do petróleo ou à impurezas. O que evita a perda do produto, a qual poderia ser ocasionada por esse líquido corrosivo caso se utilizasse tanques de outros materiais. É válido ressaltar que a pressão interna dentro dos tanques de armazenamento não deve ultrapassar 18 KPa (SABÓIA, 2010).

Segundo as normas de segurança do Corpo de Bombeiros de acordo com a ABNT- NBR 7820, o etanol é classificado como combustível classe III (líquidos inflamáveis) e subclasse 1B. Tais normas especificam as distâncias de segurança para prevenção de incêndio e vazamento que podem ser compreendidas nas tabelas 6 e 7 anexo A da NBR 7820.

Na convicção da importância da cana de açúcar para a economia do país, principalmente por ser matéria prima utilizada na produção de um combustível em substituição aos derivados do petróleo, este trabalho tem como objetivo dimensionar a área e o volume de tanques para se armazenar o etanol proveniente da cana de açúcar.

1. Metodologia

Para que o etanol não torne escasso no período de entre safra da cana de açúcar, faz-se necessário o seu armazenamento. Contudo, é imprescindível que o mesmo mantenha as suas propriedades, logo, há alguns requisitos para o local de armazenamento os quais serão observados com o dimensionamento do tanque.