Tecnologias Disruptivas Impactarão Profundamente a Indústria Química: Prepare-se para a Revolução

A análise recente da IHS Markit, sediada em Houston, sinaliza a convergência de dois desenvolvimentos tecnológicos significativos e revolucionários na indústria petroquímica: a conversão de petróleo bruto em produtos químicos (COTC) e o acoplamento oxidativo de metano (OCM). Segundo o consultor, estas tecnologias estão prontas para ter um impacto muito significativo na indústria química.

Don Bari, vice-presidente de tecnologia química da IHS Markit, observa que o desenvolvimento e a implantação de tecnologias disruptivas têm sido dominantes globalmente na última década na indústria petroquímica. Isto foi largamente impulsionado pela dinâmica extrema de preços da indústria de energia, que se traduz diretamente em matérias-primas para produtos químicos.

A aplicação destas novas tecnologias permitiu que investidores de capital e tecnologia utilizassem matérias-primas de baixo custo e abundantes localmente. Com a evolução constante das tecnologias, especialmente COTC e OCM, a indústria petroquímica continua a se adaptar às flutuações nos preços da energia, equilibrando a eficiência econômica e a sustentabilidade ambiental.

Bari’s análise segue um anúncio recente da Siluria Technologies, com sede em San Francisco, que se uniu às Tecnologias da Saudi Aramco da Arábia Saudita para maximizar a produção química. De acordo com Bari, uma das categorias mais significativamente disruptivas de tecnologias sendo desenvolvidas, com base em seu volume puro, é a conversão de petróleo bruto em produtos químicos (COTC).

A importância destas parcerias está na capacidade de converter instalações de refinação e petroquímicas em uma única unidade integrada, maximizando a produção de produtos químicos de alto valor a partir do petróleo bruto. Esta integração aprimorada não só aumenta a eficiência, mas também faz um uso mais sustentável dos recursos naturais disponíveis.

Ahmad Al Khowaiter, CTO da Saudi Aramco, declarou que maximizar a produção de produtos químicos de alto valor de seus futuros projetos de processamento de petróleo bruto é um dos principais objetivos de sua estratégia de tecnologia downstream. Esse foco estratégico está alinhado com a crescente demanda global por produtos petroquímicos e a necessidade de processos mais eficientes e ecológicos.

As tecnologias emergentes não apenas ajudam a Saudi Aramco a se manter competitiva, mas também destacam a importância das inovações contínuas na indústria, levando a avanços que podem alterar significativamente o panorama energético e petroquímico global.

O processo Siluria, que produz olefinas diretamente a partir do gás natural através do acoplamento oxidativo de metano (OCM), é esperado para permitir que as futuras instalações COTC da Saudi Aramco criem mais valor convertendo gás de muito baixo valor—principalmente metano—em produtos olefínicos de maior valor. Isso melhora a eficiência do carbono e aumenta o volume de barris de petróleo direcionados para produtos petroquímicos valiosos.

Siluria’s OCM process não é apenas uma inovação revolucionária em termos de eficiência de conversão, mas também representa um passo significativo para a redução das emissões de carbono na produção de olefinas.

O processo de acoplamento oxidativo de metano da Siluria converte metano em olefinas na presença de um catalisador em um ambiente rico em oxigênio. A reação catalítica desvia aproximadamente metade do carbono para co-produtos indesejáveis como monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO²), nesta reação altamente exotérmica (geradora de calor). Siluria tira proveito da exotermia injetando etano ou propano em uma segunda câmara de reação, onde o alcano leve é termicamente craqueado para a olefina.

Além disso, para melhorar a eficiência de carbono do processo, uma etapa de metanação catalítica é incorporada no processo da Siluria. Esta reação converte todo o CO gerado e uma parte do co-produto CO² da reação de acoplamento oxidativo de volta em metano usando o hidrogênio gerado tanto na OCM quanto na reação de craqueamento de etano/propano na seção pós-OCM do reator.

Na verdade, a filosofia de design do processo Siluria é toda centrada em menos carbono total (metano) consumido por unidade de olefinas leves produzidas, porque o processo é “indiferente” ao metano como uma matéria-prima ou como energia (utilitário do processo). Portanto, esperaria-se que uma filosofia de design que equacione unidades térmicas britânicas (BTU) de economia de energia para um aumento percentual de conversão por passada do reator impulsionasse o design geral do processo mais otimizado.

Adicionalmente, o processo OCM de Siluria resulta em uma redução significativa das emissões de carbono em comparação aos processos tradicionais de produção de etileno. Uma avaliação da IHS Markit mostra que a tecnologia OCM da Siluria deve ser um produtor líquido negativo de CO² por tonelada de etileno/olefinas produzidas devido à geração de calor para a exotermia da OCM, e a produção de metano (parcialmente) a partir de CO² é considerada em sua metodologia como um contraponto às emissões de CO².

A IHS Markit estima que o processo OCM da Siluria gera emissões negativas de 1 tonelada de equivalentes de dióxido de carbono por tonelada de etileno produzida, em comparação com o processo de craqueamento de nafta mais convencional para converter bruto em olefinas, que é estimado em mais de 1,4 tonelada de CO² produzida por tonelada de produção de etileno. Esta melhoria significativa na redução das emissões de carbono, ao mesmo tempo em que captura maior valor dos moléculas, destaca o potencial do processo OCM da Siluria para transformar a indústria.

Como o processo Siluria acrescentará ao impacto dos mega complexos COTC? De acordo com a análise técnica da IHS Markit sobre a abordagem tipo COTC da Saudi Aramco, a matéria-prima de petróleo bruto será convertida em produtos químicos com uma intensidade maior do que os processos convencionais, aumentando os rendimentos das matérias-primas de petróleo convertidas em produtos químicos para 72%.

Esta análise sublinha a eficiência e o potencial disruptivo das tecnologias integradas. Em um cenário onde a cooperação entre empresas de tecnologia e grandes players da indústria, como a Saudi Aramco, torna-se essencial, a implementação dessas inovações pode redefinir os paradigmas de produção e sustentabilidade.

Com o anúncio recente da cooperação entre a Siluria e a Saudi Aramco no processo COTC, a IHS Markit especula que se o gás residual de metano e uma parte do etano em uma matéria-prima de petróleo árabe leve hidrocraqueado fossem alimentados à tecnologia OCM da Siluria, então um aumento líquido de 300.000 a 350.000 m.t. de etileno e 200.000 a 250.000 m.t. por ano de propileno seria gerado com base em 10 milhões de m.t. por ano (200.000 barris por dia) de matéria-prima de petróleo bruto. Com o metano avaliado a $1.25 por MMBTU no Oriente Médio, a tecnologia OCM da Siluria parece ser uma abordagem atraente para aumentar o valor de um barril de petróleo.

A convergência das tecnologias COTC e OCM representa um novo horizonte para a indústria petroquímica. Estas inovações não apenas proporcionam um uso mais eficaz e sustentável dos recursos energéticos, mas também abrem caminho para uma nova era de produção química de alto valor, com menor impacto ambiental. À medida que a colaboração entre empresas como Siluria Technologies e Saudi Aramco se intensifica, podemos esperar avanços ainda mais significativos que moldarão o futuro da produção e uso de produtos petroquímicos.

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Última atualização em 28 de agosto de 2024