Projecto SAPML - I&DEIA XXI

Recuperação de Solventes por Permeação Gasosa

Departamento de Reciclagem e Protecção Ambiental

A oportunidade

A oportunidade de introdução de uma tecnologia inovadora de recuperação de solventes, foi identificada em princípios de 1994 quando, durante os primeiros passos de desenvolvimento de uma nova linha de produção se verificou a necessidade de uma solução económica de redução dos teores de água em quantidades significativas de resíduos contendo álcoois, a níveis que permitissem a sua reutilização.

Para o nível de desidratação pretendido - < 0,5 % em água - haveria que ultrapassar o ponto de azeotropia com água. Deparámo-nos então com duas opções:

O desenvolver da solução

Dados os alegados ganhos energéticos da pervaporação e, associado ao facto de a mesma evitar a necessidade de contaminar o fluxo recuperado com um terceiro solvente, decidimos avaliar adequadamente esta solução.

Após estudos que envolveram ensaios laboratoriais, concluímos pela sua viabilidade para desidratação não só de álcoois como de acetona.

Com base nestes dados e em colaboração com o INETI / ITA (Instituto de Tecnologias Ambientais) no âmbito do seu Programa de Produção Mais Limpa , elaborámos uma candidatura ao 1º concurso promovido no Regime de Apoio à Produtividade e Demonstração Industrial do PEDIP II.

Assim veio a ser encomendada uma Unidade de Pervaporação com 120 m2 de superfície de membranas de um tipo polivalente, de funcionamento contínuo e com as seguintes capacidades de processamento de resíduo:

    - Destilado com álcool isopropílico 8.000 kg / 24 h

    - Destilado com álcool etílico 6.000 kg / 24 h

Já após a encomenda, verificou-se que eventuais vestígios de um sólido nos destilados poderiam limitar seriamente a vida útil das membranas.

Após uma série de estudos e ensaios adicionais foi decidido optar por uma Unidade de Evaporação e Permeação Gasosa, que também assente na tecnologia membranária, ainda que mais recente, permite a reciclagem directa do resíduo original - águas-mães de filtrações - com ganhos energéticos e logísticos.

Esta unidade é composta por duas sub-unidades :

    - Um evaporador equipado de um sistema de "demister" de alta eficiência;

    - Um conjunto interligado de módulos de membranas hidrófilas -
       a sub-unidade de permeação gasosa

Analogamente à pervaporação, os módulos de membranas encontram-se instalados num reservatório de vácuo que actua como sistema de recolha e condensação da mistura aquosa permeada. No entanto, as membranas são alimentadas pelo vapor a desidratar em lugar do líquido aquecido.

Após a execução de lotes de fabrico com os solventes assim desidratados por forma a validar a sua reutilização, seguiu-se a mensuração dos ganhos, de modo a verificar com a assistência do INETI / ITA os objectivos fixados aquando da candidatura.

Os resultados

Comparação entre a evaporação e permeação gasosa ( baseados na produção de 1997 ) e a destilação azeotrópica :

* (Scott, 1995)

Análise do investimento :

Os custos de investimento foram de 95.591 contos.

Aos custos operacionais indicados na tabela acima, adicionam-se os valores relacionados com a mão de obra, manutenção e tratamento de resíduos, totalizando assim 8,33 escudos/litro de etanol recuperado. Assumiu-se ainda que estes custos aumentariam linearmente com o volume de produção até à capacidade máxima da instalação ( 1.9 milhões litros/ano ).

Tendo em conta uma expectativa de renovação da membrana em cada 6 anos (com um custo de cerca de 10.000 contos), obtêm-se os seguintes períodos de retorno e valores líquidos actualizados:

Como se pode observar, o investimento na instalação de evaporação e permeação gasosa, nas condições descritas, é economicamente atractivo.

Relativamente às limitações que se colocaram no desenrolar do projecto, faz-se notar que o valor de aquisição da unidade de recuperação de solventes foi substancialmente superior ao valor previsto, devido a factores imprevisíveis inicialmente :

Não obstante, a implementação da tecnologia de permeação gasosa no sistema produtivo da HOVIONE levou a resultados que encorajam o estudo e adopção de tecnologias inovadoras de recuperação de solventes.

Reuniram-se também indicadores que demonstram a vantagem da opção por sistemas que melhoram a eco-eficiência dos processos produtivos, revelando que os investimentos em ambiente se tornam vantagens competitivas e não constrangimentos.

No âmbito da Acção de Demonstração, está em preparação uma sessão de divulgação da tecnologia que será efectuado em colaboração com o ITA / INETI no final de Setembro do corrente ano nas instalações da empresa em Loures.

1ª Sessão de Divulgação

Realizou-se no dia 30 de Setembro de 1998 a primeira sessão de divulgação da unidade de evaporação e permeação gasosa. Estiveram presentes 72 participantes, representando os seguintes organismos:

AGA, APEQ, APFTV, Bresfor, CIN, CIPAN, CML, Delegação Regional do Ministério da Economia, DGI, Erkol, Faculdade de Ciências de Lisboa, FIMA, FNM, Foseco Portugal, Gerofar, Herbex, IAPMEI, IBET, INETI, IPQ, IST, ITA/INETI, ITQB, Petrogal, Pfizer Pharmaceuticals, Plurifil, Quimigal, Quimitécnica, Resiquímica, SEIA, SDI, Shell Portuguesa, Sulzer, Tintas Robbialac, Total, Union Derivan, Unisida, Uniteca, Universidade de Coimbra, Uquipa, Vitol- Mol