O Polietileno Linear de Baixa Densidade

ÍNDICE

1. Apresentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03
2. Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03
3. O Polietileno Linear de Baixa Densidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 05

1.                       3.1. Características químicas e físicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 05
2. 3.2. Aplicações  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 06

1. Resumo dos Processos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 06

1.                      4.1. Processo de Solução a Baixas Pressões. . . . . . . . . . . . . . 06
2.                        4.2. Himont Type Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .07
3. 4.3. Fluidized-Bed Process . . . . . . . . . . . . . .  .  . . . . . . . . . . . . . .07

1. A escolha do processo Fluidized-Bed. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 07
2. Explicação do processo Fluidized-Bed. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 08

1. 6.1. Descrição e Discussão do Processo. . . . . . . . . . . . . . . . . .09
2. 6.2. Estimativas de Custos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . 12
3. 6.3. Fluxograma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .14
4. 6.4. Escolha do Catalisador. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .15

1. Análise dos Dados Econômicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2. Conclusão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3. Referências Bibliográficas: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 25

1. Apresentação

Este trabalho tem como objetivo principal a análise de viabilidade técnico-econômica da produção do Polietileno Linear de Baixa Densidade (PELBD) no Brasil e a possibilidade de implantação de uma nova planta produtiva na Bahia. Para a realização do estudo de pré-viabilidade foram coletados dados sobre a produção, importação e exportação do PELBD no Brasil durante do período de 1996 a 2006; a produção e consumo mundial em 2004 e projeções para 2009; além de informações sobre os processos de produção, características do produto e suas principais aplicações.

A partir da análise dos processos produtivos e dos custos de produção e operação, o processo Fluidized-Bed foi escolhido como o processo que poderia ser utilizado para a produção do PELBD em uma hipotética nova planta de PELBD a ser construída na Bahia.

1. Introdução

Em um mundo industrializado como o que vivemos é impossível imaginar a vida moderna sem os materiais plásticos, eles estão presentes embalagens, objetos de uso pessoal, diversos equipamentos, automóveis entre tantas outras aplicações.

Com o desenvolvimento científico tecnológico vão surgindo novos materiais com maior qualidade, novos processos produtivos com menores custos de produção e operação e esses fatores impulsionam as grandes indústrias a estarem em constante busca de novos métodos produtivos, o que aumenta a competitividade no mercado.

A produção de polietileno, um dos materiais plásticos mais usados no mundo, teve início na década de 1930 depois que um grupo de pesquisa do ICI descobriu que quando o etileno e o benzaldeído são submetidos a uma temperatura de 170°C e uma pressão de 190MPa é formado um polímero maleável e parcialmente cristalino, e essa cristalinidade pode ser determinada pela sua densidade.

Devido a reações secundárias ocorrendo a altas temperaturas, as cadeias dos polímeros são ramificadas e densidades de 0,915 a 0,925 g/cm³ foram tipicamente obtidas. A densidade de um polietileno totalmente amorfo e de totalmente cristalino seria 0,880 g/cm³ e 1,000 g/cm³, respectivamente.

Na década de 1950 três diferentes grupos de pesquisa descobriram três tipos distintos de catalisadores que permitiam a produção de um polietileno essencialmente linear a baixas temperaturas e pressões. A densidade desses polímeros é em torno de 0,960 g/cm³ e são conhecidos como Polietileno de Alta Densidade (PEAD), em contraste com os polímeros produzidos por processos de altas pressões e comercializados extensivamente, que são denominados Polietileno de Baixa Densidade (PEBD).

Estas descobertas levantaram as bases para a catálise coordenada da polimerização do etileno. Das três descobertas, na Standard Oil-Indiana, Phillips Petroleum e por Karl Ziegler na Max-Planck Institut für Kohlenforschung, as duas últimas têm sido comercializadas extensivamente.

A catálise por coordenação permitiu pela primeira vez a copolimerização de etileno com outras oleofinas, como o buteno, que por ramificações reduzem a cristalinidade e permitem que um polietileno de baixa densidade seja produzido a relativamente baixas pressões. Apesar da Du Pont of Canadá ter introduzido este processo em 1960, mundialmente a produção permaneceu com pequena especialização até 1978 quando a Union Carbide anunciou o seu processo Unipol e inventou o nome Polietileno Linear de Baixa Densidade (PELBD). Além de desenvolver um processo de produção mais barato, a Union Carbide introduziu o conceito de utilização de diferentes estruturas moleculares de produtos lineares para fazer uma resistente película. Seguindo esta idéia, processos de PELBD têm sido introduzidos por muitas outras indústrias.

Todos os Polietilenos de Baixa Densidade foram produzidos por muitos anos em reatores tubulares ou autoclave de altas pressões. No final dos anos 1960 os primeiros processos de Gas Phase a baixas pressões foram introduzidos usando Fluidized Bed ou reatores STIRRED mecanicamente. O primeiro desses processos foi comercializado em 1968 para a produção de Polietileno de Alta Densidade, e em 1975 a tecnologia foi estendida ao Polietileno Linear de Baixa Densidade. A inovação contínua do processo possibilitou em 1984 a produção de Polietileno de Muito Baixa Densidade (VLDPE – Very Low Density Polyethylene) e de Polietileno de Ultra Baixa Densidade (ULDPE – Ultra Low Density Polyethylene), usualmente considerados extensões do PELBD, com densidades de 0,915g/cm³ a 0,890g/cm³. No início dos anos 1990, maiores inovações nos catalisadores e nas tecnologias do processo permitiram o desenvolvimento do ”Broad Spectrum” da segunda geração (SG) das resinas de PELBD com densidades entre 0,900 e 0,912g/cm³ (plastômeros) e finalmente a 0,860g/cm³ (elastômeros).