APLICAÇÃO TECNOLÓGICA 02: PRODUÇÃO DE LUBRIFICANTES

apresenta uma alta correlação com o PIB do país, possuindo um elevado valor de coeficiente de correlação de 0,966, como apresentado na Figura 3.3.

Figura 3.3: Evolução do PIB do Brasil e da comercialização de lubrificantes acabados - Fonte: SINDICOM, 2019

Para o ano de 2018, foram comercializados 1,299 bilhão de litros de lubrificantes acabados, podendo ser divididos entre os segmentos Automotivo, Industrial e Graxas, tendo sua distribuição visualizada na Figura 3.4 (SINDICOM, 2019).

Figura 3.4: Participação por segmento nas vendas de lubrificantes - Fonte: SINDICOM, 2019

Além disso, a participação de mercado de lubrificantes no país é concentrada em cinco companhias, como ICONIC Lubrificantes, uma fusão entre Ipiranga Lubrificantes e Chevron Brasil Lubrificantes, BR Distribuidora, Moove, Shell e Petronas (SINDICOM, 2019).

Observando os dados de BCB (2020), a expectativa para 2020 de contração da produção industrial em 6,00% deve reduzir o volume de vendas dos lubrificantes industriais, já que depende do funcionamento das indústrias, e a possível redução do PIB em 6,54% deve impactar negativamente o setor como um todo. No entanto, para o período de 2021 a 2023 são esperados crescimentos de PIB maiores ou igual a 2,50% por ano, o que deve reaquecer novamente o mercado brasileiro de lubrificantes, considerando a correlação descrita anteriormente (BCB, 2020).

A partir das informações evidenciadas acima, podemos concluir que o mercado de lubrificantes apresenta elevada escala de produção e que, pelo menos no Brasil, está alinhado com o desenvolvimento do Produto Interno Bruto (PIB). Além disso, por conta de preocupações ambientais, os valores das propriedades requeridos dos lubrificantes atuais têm ficado cada vez mais rigorosos, como alta estabilidade oxidativa, baixa volatilidade e apresentação de bom desempenho em baixas temperaturas (MILLER,

2013). Com isso, esse autor complementa afirmando que somente uma pequena parte dos óleos básicos usados na produção de lubrificantes atendem essas novas especificações demandadas.

Em relação aos óleos básicos, KAPUR et al. (2004) explica as diferenças das classificações dos óleos básicos feitos pelo American Petroleum Institute (API), presente na Tabela 3.8.

Tabela 3.8: Classificação dos principais grupos de óleos básicos - Fonte: KAPUR et al, 2004

Ainda sobre os grupos de óleos básicos, MILLER (2013) cita o não oficial grupo II+, que representa o grupo II com índice de viscosidade entre 110 e 119, além de uma menor volatilidade comparada ao grupo anterior. A fim de tornar o conceito mais claro, MOHAMAD et al. (2012) afirma que o índice de viscosidade é a resistência a variação de viscosidade de um óleo conforme a mudança de temperatura.

Nesse sentido, seria interessante se fosse possível aprimorar os óleos básicos do grupo II para grupo II+ ou grupo III, adicionando apenas uma segunda carga material de baixo custo antes da etapa de hidrocraqueamento no refino com o objetivo de aumentar o índice de viscosidade, como, por exemplo, resíduos plásticos pirolisados (MILLER, 2013).

Com isso, MILLER (2013) registrou uma patente tendo a Chevron U.S.A. Inc. como administradora, para o processo de produzir um óleo básico de lubrificantes com elevado IV, a fim de melhorar a classificação desse insumo. Na escolha das matéria-prima desse lubrificante modificado, o autor cita que seria utilizado uma mistura das seguintes cargas:

• Gasóleo de vácuo (VGO) com temperaturas de ebulição entre 288 °C e 593 °C;

• Fração pesada do líquido oriundo da pirólise de resíduos plásticos, contendo no mínimo 50% de PE. O produto líquido obtido nessa degradação térmica é segmentado por temperatura de ebulição de seus componentes em fração leve

(menor que 177 °C), média (entre 177 – 343 °C) e pesada (maior que 343 °C). Essa fração pesada contém em termos mássicos no mínimo 30% de n- parafinas e no mínimo 5% de 1-olefinas;

Após a seleção das cargas iniciais, elas são misturadas, tipicamente com proporções de 10% até 90% para a fração pesada oriunda da pirólise e 90% até 10% para o VGO, sob aquecimento e seguem para o hidrotratamento, que tem o objetivo de remover impurezas metálicas, heteroátomos e aromáticos por meio de um processo catalítico (MILLER, 2013).

Posteriormente, o líquido deve passar pelo processo de hidrocraqueamento catalítico, que consiste na redução do tamanho das moléculas, hidrogenando os compostos olefínicos e aromáticos e, ainda, removendo traços de heteroátomos, reduzindo o ponto de ebulição da mistura final. As principais condições empregadas consistem na utilização de temperatura na faixa de 232 °C e 482 °C, pressão de 500 psig até 5000 psig e proporção volumétrica de hidrogênio em óleo básico entre 89 até 890, além da velocidade espacial líquida (LHSV) de 0,1 h-1 até 15 h-1, que é a vazão volumétrica do material sobre o volume de catalisador (MILLER, 2013).

A corrente efluente do hidrocraqueamento deve apresentar menos de 100 ppm de enxofre e 50 ppm de nitrogênio para poder seguir para a hidroisomerização, processo que, segundo MILLER (2004), resultando na conversão de n-parafinas para iso-parafinas, reduzindo o ponto de fluidez para formar óleo lubrificantes com altos IV. Esse processo ocorre em temperaturas entre 260 °C e 413 °C, pressões entre 13 psig e 2000 psig, LHSV na faixa de 0,25 h-1 e 20 h-1 e uma proporção volumétrica de hidrogênio de 356 até 5340 (MILLER, 2013).

Esse produto da hidroisomerização tem um processo opcional restante, que é a hidro- finalização, que tem o objetivo de melhorar a estabilidade oxidativa, estabilidade UV e a aparência do produto, removendo aromáticos, olefínicos, solventes e outros (MILLER, 2013).

Após esses procedimentos descritos, portanto, teremos um óleo básico para lubrificantes com viscosidade cinemática a 100 °C entre 3 mm²/s e 7 mm²/s, ponto de fluidez abaixo de -5 °C e IV de no mínimo 100 (MILLER, 2013). Em um exemplo experimental, o autor conseguiu obter um óleo básico para lubrificante com propriedades

do grupo II+ e obteve uma redução de ponto de fluidez de -15 °C para -25 °C, mostrando a validade prática da patente.

Podemos concluir, então, que é possível prover insumos com melhores propriedades para a indústria de lubrificantes, com a utilização do produto líquido da pirólise de resíduos plásticos. Essa aplicação possibilita, além de uma melhoria nas propriedades dos produtos acabados, uma menor geração de impactos ambientais, já que a parte da matéria- prima vem dos resíduos poliméricos.

3.3.APLICAÇÃO TECNOLÓGICA 03: PRODUÇÃO DE NANOTUBOS DE