Carregamento e Descarregamento de Catalisadores em Reatores

Catalisadores são substâncias que aceleram uma reação química, mas sem serem consumidas durante a mesma. O catalisador normalmente permanece quimicamente inalterado no final da reação. Muitos catalisadores são misturas complexas de diferentes produtos químicos.

Na refinarias de óleo e petróleo esse tipo de reator é muito comum por ajudar a acelerar as reações químicas envolvendo destilação de hidrocarbonetos.

 

Tipos básicos de catalisadores

Homogêneos – Os reagentes e o catalisador estão na mesma fase, geralmente em solução. O catalisador é geralmente recuperado da corrente final do produto por um processo como a destilação. Muitas vezes, o material do catalisador bruto é fornecido em pó e o catalisador precisa ser dissolvido em um solvente apropriado antes de ser utilizado.

Heterogêneos – Os reagentes estão normalmente estão na fase líquida ou gasosa e o catalisador geralmente está na fase sólida. Os grãos podem ser esféricos, cilíndricos ou de formato aleatório. Muitos catalisadores heterogêneos podem ser compostos quimicamente complexos. Normalmente eles consistem em vários componentes principais suspensos em um material de suporte inerte, como óxido de alumínio ou sílica. Quando estes catalisadores sólidos são manipulados, eles podem gerar poeira (aerossóis) que é transportada pelo ar e, portanto, pode apresentar um risco quando inalada.

Muitas substâncias usadas em catalisadores podem ter propriedades perigosas quando inaladas e estão ligadas a diversos problemas de saúde.

A melhor forma de garantir a segurança dos trabalhadores durante a manipulação desses materiais é conhecer a FISPQ desses produtos. A FISPQ fornecida pelo fabricante contém detalhes sobre o manuseio, transporte e medidas de gestão de riscos, como equipamentos de proteção individual (EPI).

Além dos catalisadores novos, os catalisadores usados ​​também podem incluir substâncias perigosas. Estes incluem resíduos de substâncias que permanecem no catalisador devido o fluxo de materiais que os atravessaram durante as reações químicas, como hidrocarbonetos e outros produtos que se formaram durante a catálise.

Esses aerossóis podem penetrar no sistema respiratório superior ou até mesmo atingir os alvéolos pulmonares e desencadear doenças crônicas e sequelas irreparáveis.  Algumas substâncias em catalisadores podem causar sérios efeitos adversos à saúde, se o catalisador não for manuseado adequadamente.

Geralmente, essas substâncias perigosas podem ser agrupadas nas seguintes categorias:

Substâncias Residuais – Produtos químicos que permanecem no fluxo processado pelo catalisador. Dependendo da aplicação substâncias como benzeno, butadieno ou óxido de etileno.

Substâncias incidentais – Provavelmente, as mais preocupantes são carbonilas metálicas. Substâncias como o carbonil de níquel e carbonilo de vanádio são algumas das substâncias mais tóxicas encontradas nos processos industriais.

 

Entrada em espaços confinados com catalisadores (reatores)

A melhor forma de evitar acidentes e exposição a esses materiais seria não precisar adentrar nesses espaços confinados, mas se a entrada nesses reatores for necessária, particularmente no caso de atmosfera inertizadas com nitrogênio ou outro resíduo potencialmente perigoso, um equipamento de proteção respiratória adequado deverá ser utilizado, como um capacete anti-pânico com suprimento de ar. Em alguns casos, o suprimento de ar mandado de acordo com a NBR 12543:2017 já é suficiente, outras vezes pode ser que seja exigido um ou mais sistemas de redundâncias (backup de emergência) para atender o grau de risco envolvido na atividade.

A entrada em um reator inertizado é uma operação de alto risco e são necessários procedimentos rigorosos, incluindo equipamentos, supervisão e treinamentos e exames específicos com os profissionais envolvidos.

 

Descarregamento – Troca do Catalisador

Antes que um catalisador possa ser removido, o reator deve ser totalmente isolado e purgado dos fluidos do processo. O descarte do catalisador também deve ser realizado de forma adequada, talvez até com mais cuidado do que a carga devido a contaminação e espalhamento desse material na atmosfera. Existem muitos projetos diferentes de reatores e a operação tem que ser adaptada às circunstâncias específicas.  O transporte e descarte também é realizado de forma muito cuidadosa devido os riscos respiratórios envolvidos.

Já o descarregamento a vácuo requer que bombas façam a devida sucção e enchimento das embalagens de descarte do material removido. Esse tipo de descarregamento pode minimizar a exposição do operador e do ambiente transferindo diretamente o catalisador usado para tambores adequados. Mesmo esse tipo de descarte pode causar atrito do catalisador com o reator e provocar a suspensão de partículas perigosas no ar. Em alguns casos, a entrada de trabalhadores nesses reatores pode ser necessária.