BALANÇO DE MASSA
Introdução
Antes de se fazer o balanço de massa foi necessário realizar uma busca para estabelecer a capacidade produtiva do processo a ser utilizado. Como já dito anteriormente, a maioria das empresas produtoras de fenol fazem uso do processo de oxidação do cumeno, também conhecido como processo de Hock.
O levantamento aqui feito utiliza como base os números de uma das fábricas da Ineos, que ocupa atualmente o papel de uma das maiores produtoras de fenol e acetona no mercado internacional. Tal empresa conta com uma capacidade de produção que supera 680.000 toneladas por ano. Efetuando-se algumas contas é possível determinar que a produção da unidade é de 63.000 toneladas por mês, 2.100 toneladas por dia e 87 toneladas por hora. Isso em apenas uma de suas unidades produtivas.
Estatisticamente, nem sempre uma única medida é confiável, então pegamos outras duas unidades produtoras da mesma Ineos e fizemos uma média para usarmos aqui como parâmetro, chegando a um valor próximo à 620.000 toneladas por ano, o que equivale a 78 toneladas de fenol produzidas por hora. Vale ressaltar que em ambos os casos, para estimarmos os valores de produção mensal, diário e horário, considerou-se que a indústria esteve operando em 90% do seu tempo.[10]
Hipóteses para cálculo
H1) Apenas 35% (base molar) do cumeno que entra no tanque de oxidação reage.
H2) 90% (base molar) do cumeno reacional se transforma em CHP. Os outros 10% (base molar) se transformam em DMPC.
H3) A concentração de oxigênio no ar atmosférico é 21% (em base molar). A atmosfera também é constítuida por 78% de gás nitrogênio e 1% de argônio.
H4) Todo cumeno excedente é retirado na fase de concentração, permanecendo inalterada a vazão do CHP e DMPC.
H5) A conversão do CHP em fenol e acetona é de 99,5% (base molar) e a conversão do DMPC em AMS é de 90% (base molar).
H6) A quantidade de catalisador (ácido sulfúrico) é de 1% (em massa) em relação aos reagentes da clivagem.
H7) A quantidade de neutralizador (fenolato de sódio) utilizado segue a estequiometria da reação, ou seja, a proporção fenolato ácido é 2:1.
H8) Os produtos obtidos com as separações são puros.
H9) É utilizado gás hidrogênio em proporção estequiométrica na fase de hidrogenação do AMS.
Diagrama de blocos
