Estudo da absorção de formaldeído na produção de concentrados de ureia-formaldeído

Abstract

Estudou-se o processo de produção de concentrados de ureia-formaldeído (soluções aquosas de formaldeído estabilizadas com ureia) da Bresfor – Indústria do Formol, S.A., visando, principalmente, o desenvolvimento de um modelo para a etapa de absorção que, mais tarde, permita a sua otimização com o objetivo de reduzir o caudal de efluente aquoso enviado para a estação de tratamento de resíduos industriais dos municípios da ria de Aveiro (SIMRIA). Sendo este um processo de separação acompanhado por reações químicas, numa primeira fase, foram analisados modelos teóricos para a absorção reativa e recolhidos dados cinéticos e de equilíbrio líquido-vapor publicados na literatura para sistemas semelhantes. Na fase seguinte usou-se um simulador comercial de processos químicos (Aspen Plus), de modo a testar a validade do modelo considerado. Devido ao elevado número de variáveis e à complexidade do sistema, nas primeiras simulações não se considerou a presença de ureia. Como os resultados obtidos foram compatíveis com a realidade industrial, esta abordagem permitiu validar a metodologia utilizada nas simulações. Posteriormente, simulou-se a absorção de formaldeído na presença de ureia. Os resultados obtidos nestas simulações pioneiras revelaram que, apesar de se terem alterados parâmetros relacionados com o equilíbrio de fases e a cinética das reações químicas, não é possível modelar com rigor a absorção de formaldeído numa solução aquosa de ureia. Esta abordagem ao tema possibilitou a identificação das dificuldades e limitações associadas à complexidade do sistema e à importância de obter dados experimentais para a correta caracterização do sistema. Assim, como trabalho futuro recomenda-se a realização de experiências laboratoriais que permitam o estudo da cinética das reações químicas e do equilíbrio líquido-vapor de sistemas multicomponente contendo formaldeído, água e ureia. Estas investigações fornecerão os dados cinéticos e termodinâmicos necessários para colmatar as lacunas identificadas. Assim, espera-se que o reajustamento do modelo desenvolvido permita não só uma melhor compreensão do processo, mas também a sua otimização

The production of urea-formaldehyde concentrates (aqueous formaldehyde solutions stabilized with urea) in Bresfor – Indústria do Formol, S.A. was studied, aiming, mainly, the development of a model for the absorption stage. Later, this model will allow the optimization of the process with the objective of reducing the flow of aqueous effluent sent to the industrial waste treatment plant of the municipalities of Ria de Aveiro (SIMRIA). This is a separation process accompanied by chemical reactions so, in the first stage, it was necessary to analyze theoretical models for reactive absorption and to collect the respective kinetic and liquid-vapor equilibrium data from publications available in the literature for similar systems. In the following stage a commercial simulator of chemical processes (Aspen Plus) was used, in order to test the validity of the model considered. Due to the high number of variables and the complexity of the system, the presence of urea was not considered in this first set of simulations. As the results obtained were compatible with the industrial reality, this approach validated the simulation methodology. Subsequently, the absorption of formaldehyde was simulated in the presence of urea. The results obtained in these pioneering simulations revealed that, although the parameters related to phase equilibrium and kinetics of chemical reactions were altered, it is not possible to model, rigorously, the absorption of formaldehyde in an aqueous solution of urea. However, this approach enabled the identification of difficulties and limitations associated with the complexity of the system and highlighted the importance of obtaining experimental data for the correct characterization of the system. Consequently, as future work, it is recommended to perform laboratory experiments to study the kinetics of the chemical reactions and the liquid-vapor equilibrium of multicomponent systems containing formaldehyde, water and urea. These investigations will provide the kinetic and thermodynamic data necessary to mitigate the identified gaps. It is expected that the readjustment of this model will allow not only the comprehension of the process, but also its optimization