O que é Selexol™ ?

O uso de solventes orgânicos na purificação de biometano

Contexto e Aplicações

Hoje vamos abordar o conceito de um insumo essencial em algumas tecnologia de purificação de biometano.

A purificação do biogás em biometano (gás natural renovável) é uma etapa crítica que exige a remoção eficiente de dióxido de carbono (CO₂), sulfeto de hidrogênio (H₂S) e outras impurezas. Entre as diversas tecnologias disponíveis, como a lavagem com água (Water Scrubbing) e a adsorção por variação de pressão (PSA), os solventes orgânicos físicos emergem como uma solução técnica sofisticada e eficaz, especialmente em cenários onde os recursos hídricos são limitados.

Diferente dos métodos que dependem de absorção física em água ou adsorção em sólidos, os solventes orgânicos operam por um princípio de absorção física seletiva. Nesse processo, o biogás é comprimido e colocado em contato com um solvente orgânico projetado para dissolver preferencialmente as moléculas de CO₂ e H₂S, permitindo que o metano (CH₄) flua com alta pureza. O solvente, agora "rico" em gases ácidos, passa por um estágio de regeneração, normalmente por despressurização ou aquecimento brando, liberando os gases capturados para descarte ou aproveitamento e sendo recirculado em um sistema fechado.

Comparação com a Lavagem com Água (Water Scrubbing)

A escolha entre a tecnologia de solvente orgânico e a lavagem com água é estratégica e depende fortemente do contexto do projeto. Aqui estão os principais prós e contras de cada uma:
 

Comparação: Lavagem com Água vs. Solvente Orgânico (ex.: Selexol™)

1. Recurso Principal

• Lavagem com Água (Water Scrubbing): Utiliza água (grandes volumes). Pode ser inviável em regiões de escassez hídrica.
• Solvente Orgânico: Utiliza solvente (recirculado em circuito fechado). Apresenta consumo mínimo de água.

2. Efluente Líquido

• Lavagem com Água: Gera efluente aquoso contaminado com CO₂/H₂S, que exige tratamento antes do descarte.
• Solvente Orgânico: Quase nenhum efluente líquido. O solvente é regenerado e reutilizado continuamente.

3. Seletividade

• Lavagem com Água: Absorve CO₂ e H₂S, mas com menor seletividade, dificultando a recuperação separada dos gases.
• Solvente Orgânico: Alta seletividade. Permite a recuperação de CO₂ e H₂S em correntes separadas para aproveitamento.

4. Pré-tratamento

• Lavagem com Água: Exige dessulfurização e secagem rigorosas do biogás para evitar corrosão e contaminação da água.
• Solvente Orgânico: Tolerante a mais impurezas. Pode reduzir a necessidade de pré-tratamentos complexos.

5. Consumo de Energia

• Lavagem com Água: Alto consumo de energia para compressão do gás e bombeamento/regeneração da água.
• Solvente Orgânico: Energia primariamente para compressão do gás. Baixo consumo para regeneração do solvente.

6. Custo de Capital (Investimento Inicial)

• Lavagem com Água: Custo geralmente mais baixo inicialmente, devido à simplicidade do conceito.
• Solvente Orgânico: Custo geralmente mais alto devido à complexidade do sistema e ao custo inicial do solvente.

7. Custo Operacional (Longo Prazo)

• Lavagem com Água: Custos com tratamento de efluentes e energia elétrica podem ser altos.
• Solvente Orgânico: Custos operacionais potencialmente menores a longo prazo, devido à ausência de tratamento de efluentes e menor energia de regeneração.

Esses tópicos acima ilustram que, enquanto a água é uma opção de baixo custo inicial em locais com abundância do recurso, o solvente orgânico se torna uma alternativa vantajosa quando a água é escassa ou quando os custos com tratamento de efluentes e energia são proibitivos.

Diversos solventes físicos são conhecidos no mercado para essa finalidade. Três dos mais consolidados são:

• Selexol™: Uma mistura de dimetil éteres de polietilenoglicol (DMPEG).
• Genosorb®: Um solvente orgânico à base de éteres de polietilenoglicol, similar em aplicação.
• Rectisol®: Que utiliza metanol resfriado como solvente, sendo mais comum em aplicações de grande porte como usinas de gaseificação.

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Afinal, o que é Selexol™ ?

O Selexol™ é um nome comercial registrado de um solvente físico amplamente reconhecido entre desenvolvedores e engenheiros de projetos na indústria de biometano e de processamento de gás natural. Quimicamente, é formulado a partir de uma mistura de dimetil éteres de polietilenoglicóis. Esta composição confere ao produto características técnicas importantes: é um líquido com alto ponto de ebulição, baixa pressão de vapor, não tóxico e não corrosivo, o que simplifica o manejo e o projeto dos equipamentos.

Sua principal vantagem operacional reside na alta seletividade e capacidade de absorção de CO₂ e H₂S sob pressão. Um diferencial significativo é a capacidade de, em configurações específicas do processo, remover e recuperar o H₂S e o CO₂ em correntes separadas. 

Conforme destacado nesse artigo, solventes orgânicos como o Selexol™ representam uma categoria importante de tecnologia de purificação. Eles oferecem uma alternativa eficiente e robusta, particularmente relevante para projetos de média e grande escala ou onde a conservação de água, a seletividade na remoção de contaminantes e a recuperação de subprodutos são fatores decisivos. O entendimento desse conceito e de suas aplicações é fundamental para a seleção da tecnologia mais adequada para cada projeto específico de produção de biometano.

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Série de posts “Grânulos do Saber”

O que são grânulos?

Sobre processos anaeróbios, em algumas condições operacionais os micro-organismos anaeróbios formam estruturas de grânulos anaeróbios.

Essas estruturas (aglomerados de diferentes micro-organismos) possibilitam de forma mais eficiente a transferência de nutrientes e favorecem a sobrevivência da comunidade microbiana.

Esses aglomerados de micro-organismos densamente agrupados contribuem para aceleração do processo de digestão anaeróbia, principalmente em lodos de reatores UASB.

Os grânulos anaeróbios são esferas muito pequenas e possuem uma vasta comunidade de seres vivos. Atuam na decomposição da matéria orgânica e possibilitam reciclagem de nutrientes.

Seguindo o conceito sobre “pequenas pérolas com conteúdo adensado” o Portal Energia e Biogás publica uma série de posts “Grânulos do Saber” -  pequenos posts para contribuir com disseminação de informações sobre processo de produção de biogás.

Acompanhe sempre o nosso conteúdo específico sobre a ciência por trás do processo anaeróbio e produção de biogás.

Em breve novos posts “Grânulos do Saber”.
Até logo!

Para explorar outros conceitos, acesse o nosso Glossário.

Acesse também Biogás no Brasil.

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• Biogás, Biometano
• Digestão Anaeróbia
• Biodigestor - Reator anaeróbio
• Substratos - a matéria-prima para produção de biogás
• O que é Sulfetogênese?