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Formulação de modelos de processo para o planejamento da produção em refinarias de petróleo.; Development of process models for the production planning in petroleum refineries.

Guerra Fernández, Omar José
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 03/12/2009 PT
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Durante muitos anos tem-se usado a técnica de programação linear (Linear programming- LP) para abordar o problema do planejamento da produção em refinarias de petróleo. Esta técnica é baseada na linearização do comportamento não linear dos processos num conjunto particular de condições operacionais. Contudo, modelos lineares não são uma boa representação da operação dos processos de refino, pois estes envolvem diferentes operações físicas (separação de fases, mistura de correntes intermediárias, etc.) e químicas (reações de craqueamento, reações de hidrotratamento, etc.) caracterizadas pelo seu comportamento não linear. Como conseqüência, os resultados (plano de operação) de modelos de planejamento da produção baseados na técnica de programação linear são de difícil implementação na operação. Por outro lado, recentes avanços na capacidade de cálculo dos computadores, assim como nas ferramentas matemáticas (algoritmos de otimização) utilizadas para solucionar os modelos de planejamento da produção, permitem a implementação de modelos não lineares de processos em modelos de planejamento da produção. Este trabalho é focado na formulação de modelos de processos adequados (boa aproximação da operação e baixo custo computacional) para o planejamento da produção em refinarias de petróleo. Inicialmente...

Estudo do efeito da radiação ionizante na utilização dos catalisadores desativados de craqueamento; Study of the effect of ionizing radiation for utilization of spent cracking catalysts

Kondo, Fernando Mantovani
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 09/12/2014 PT
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Catalisador é uma substância que altera a velocidade de uma reação. Na indústria do petróleo os catalisadores mais utilizados são os catalisadores de Fluid Catalytic Cracking (FCC) e Hidrocatalytic Cracking (HCC) cada qual utilizado em uma determinada etapa do processo. Esses catalisadores são usados para facilitar a quebra das cadeias moleculares que darão origem a uma mistura de hidrocarbonetos. Contudo, o catalisador perde progressivamente sua atividade, seja pela mudança de sua estrutura molecular original ou pela sua contaminação provenientes de outras moléculas do petróleo. A aplicação das radiações ionizantes (feixe de elétrons e raios gama) nesses catalisadores desativados foi estudada para auxiliar na extração de metais ou terras-raras de alto valor agregado. Nos ensaios realizados com os catalisadores de FCC utilizaram-se das técnicas de irradiação por 60Co e por feixe de elétrons (EB) e tiveram como estudo a extração do lantânio (La2O3), a regeneração e utilização desses catalisadores. Entretanto, o uso da radiação ionizante não contribuiu nesses processos. Já nos catalisadores de HCC foi utilizado a irradiação por feixe de elétrons e como estudo a extração do molibdênio (MoO3). Na temperatura em torno de 750°C nesses catalisadores irradiados do leito inferior obteve-se um rendimento de extração duas vezes maior em comparação aos não irradiados...

Alkali activated materials based on fluid catalytic cracking catalyst residue (FCC): Influence of SiO2/Na2O and H 2O/FCC ratio on mechanical strength and microstructure

Tashima, M. M.; Akasaki, J. L.; Melges, J. L P; Soriano, L.; Monzó, J.; Payá, J.; Borrachero, M. V.
Fonte: Universidade Estadual Paulista Publicador: Universidade Estadual Paulista
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: 833-839
ENG
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Reuse of industrial and agricultural wastes as supplementary cementitious materials (SCMs) in concrete and mortar productions contribute to sustainable development. In this context, fluid catalytic cracking catalyst residue (spent FCC), a byproduct from the petroleum industry and petrol refineries, have been studied as SCM in blended Portland cement in the last years. Nevertheless, another environmental friendly alternative has been conducted in order to produce alternative binders with low CO2 emissions. The use of aluminosilicate materials in the production of alkali-activated materials (AAMs) is an ongoing research topic which can present low CO2 emissions associated. Hence, this paper studies some variables that can influence the production of AAM based on spent FCC. Specifically, the influence of SiO 2/Na2O molar ratio and the H2O/spent FCC mass ratio on the mechanical strength and microstructure are assessed. Some instrumental techniques, such as SEM, XRD, pH and electrical conductivity measurements, and MIP are performed in order to assess the microstructure of formed alkali-activated binder. Alkali activated mortars with compressive strength up to 80 MPa can be formed after curing for 3 days at 65°C. The research demonstrates the potential of spent FCC to produce alkali-activated cements and the importance of SiO2/Na2O molar ratio and the H2O/spent FCC mass ratio in optimising properties and microstructure. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Desenvolvimento de modelo computacional para craqueamento termico; Development of a computaciona model for thermal cracking processes

Fabian Andrey Diaz Mateus
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 22/04/2008 PT
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Neste trabalho é desenvolvida a modelagem matemática e a simulação computacional de um forno para processos de conversão térmica de frações pesadas de petróleo. O modelo cinético das reações de conversão é tomada de Sugaya (1993) a qual consta de uma reação irreversível de primeira ordem com 9 lumps reacionais e 24 pseudocomponentes. Os 24 pseudocomponentes são caracterizados e suas propriedades são calculadas mediante diferentes correlações e métodos encontrados na literatura. À medida que a carga avança pela tubulação do forno, a reação ocorre gerando quantidades maiores de componentes leves alterando as condições de fluxo como decorrência de alterações físico-químicas. Estes efeitos são levados em consideração na modelagem desenvolvida. O estado da mistura é verificado para cada passo de integração mediante a equação Soave Redlich Kwong. No caso de escoamento bifásico, as propriedades do líquido e do vapor são calculadas para determinar o regime de escoamento e calcular o Holdup. Este parâmetro permite estimar as propriedades de transporte, os coeficientes de transferência e a perda de carga. Inicialmente é simulada uma unidade piloto de craqueamento térmico. Esta unidade consta de uma serpentina aquecida isotermicamente...

Simulação e analise da coluna de destilação a vacuo da unidade de destilação de processos de refino de petroleo; Simulation and analysis of vacuum distillation column from distillation unit of petroleum refinery processes

Julio Pereira Maia
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 16/02/2007 PT
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Unidades de vácuo para destilação de petróleo são estudadas neste trabalho. A destilação a vácuo é empregada para frações pesadas do petróleo, com vastas aplicações em processamento de crus pesados e ultra-pesados, motivado pelas dificuldades em se processar estes crus a pressão atmosférica devido ao alto ponto de ebulição dos componentes em suas composições. Estes compostos podem ser facilmente decompostos se não forem destilados abaixo da pressão atmosférica. Os produtos obtidos desta unidade são usados como insumos para a Unidade de Craqueamento Catalítico (UCC). Adotaram-se dois tipos de crus neste trabalho. Estes crus foram estabelecidos e caracterizados em um ambiente de simulação. Diferentes blends dos óleos foram considerados. Como unidades de vácuo estão conectadas com unidades atmosféricas, ambas as unidades foram simuladas no estado estacionário. A unidade atmosférica foi simulada com os equipamentos auxiliares principais. Produtos da unidade atmosférica foram determinados, e procedimentos para ajustar as variáveis de sistema de forma a fazer com que os produtos estivessem especificados foram apresentados. O projeto convencional de unidade de vácuo para produção de combustíveis foi o adotado para a simulação. Procedimentos para auxiliar a convergência da simulação desta unidade foram desenvolvidos. Uma análise de sensitividade foi conduzida...

Avaliação da tecnica de craqueamento termico de residuos pesados e ultra-pesados de petroleo utlizando radiação laser; Evaluation of thermal cracking process of heavy and ultra heavy oil using laser of CO2

Oscar Javier Celis Ariza
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 10/12/2008 PT
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Esta dissertação tem como foco estudar e propor um procedimento alternativo de craqueamento térmico de resíduos de petróleos pesados e ultra pesados por radiação laser. As principais vantagens dessa técnica estão relacionadas com a economia e a praticidade obtidas nas atividades de refino de petróleo, ao se tornar desnecessário, por exemplo, o uso de catalisadores e de grandes fornalhas nas etapas de craqueamento, reduzindo os altos custos operacionais típicos desses processos. A técnica proposta consistiu na utilização de um sistema laser de CO2 e scanner óptico de varredura. Assim, gerou-se um laser o qual foi incidido diretamente no resíduo de petróleo, fornecendo à amostra uma energia térmica suficiente para ocorrer o rompimento das cadeias dos hidrocarbonetos. Inicialmente, para se definir as condições de processo, os resíduos pesados e ultra pesados obtidos da destilação molecular tiveram suas propriedades físico-químicas (condutividade térmica (k), profundidade de absorção (d), densidade (?), peso molecular (PM) ) e térmicas (capacidade calorífica (Cp), entalpia (H) e temperatura de craqueamento (Tcrack)caracterizadas, sendo estas últimas determinadas através da técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC). A caracterização química dos hidrocarbonetos presentes antes e depois da irradiação foi feita num sistema de cromatografia gasosa acoplada à espectroscopia de massas (CG/EM)...

Estudo do processo de craqueamento termico de frações residuais do petroleo; Study of thermal cracking process of petroleum residual fractions

Monica Rocio Ramirez Hernandez
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 04/12/2009 PT
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A necessidade que a indústria do petróleo tem de suprir a demanda de produtos leves do mercado embora esteja ocorrendo uma diminuição nas reservas de óleos leves e o fato de que a rentabilidade do processo de refino esteja representada na capacidade de obtenção destes derivados leves, faz com que sejam aplicadas tecnologias de "upgrading" dos óleos crus. Diante deste contexto torna-se necessário desenvolver metodologias que permitam simular os fenômenos que ocorrem nestes processos, para deste modo poder avaliar o comportamento das cargas na unidade e desenvolver, a partir destas predições, políticas operacionais com o objetivo de evitar impactos desfavoráveis nos produtos finais, nas unidades de processo e na rentabilidade. Entre as tecnologias de "upgrading" encontram-se desasfaltação com solventes, hidrotratamento, hidroconversão, viscorredução, coqueamento retardado entre outras. No entanto, existe grande preferência na utilização destas duas últimas tecnologias, sendo as mais econômicas e que requerem menor investimento. Com a finalidade de prever situações operacionais foi desenvolvido um simulador, dos processos de coqueamento retardado e viscorredução, que permite predizer os rendimentos de leves gerados no forno tanto em escala piloto como em escala industrial...

Avaliação de tecnologia para redução da viscosidade de resíduos pesados de petróleo utilizando laser; Assessing technology for reducing the viscosity of heavy petroleum residues using laser

Sergio Andrés Villalba Morales
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 21/02/2011 PT
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Na presente dissertação foi avaliado o uso de radiação infravermelha, produzida por um laser de CO2, na viscorredução de frações pesadas do petróleo, sendo uma tecnologia inédita na literatura. O principal critério utilizado para a avaliação da tecnologia foi comparar as viscosidades dos resíduos da destilação atmosférica antes e depois de serem irradiados sob diferentes condições operacionais do laser. Para estabelecer um perfil adequado de comparação foi realizado um amplo estudo reológico destes materiais usando-se de um reômetro de placas paralelas. Caracterizações químicas e térmicas; assim como simulações numéricas do efeito térmico do laser sobre os resíduos foram também desenvolvidas para uma melhor avaliação do processo. Os resíduos atmosféricos mostraram estar constituídos por hidrocarbonetos na faixa dos C20 a C110 e de alto grau de aromaticidade; sendo 5% da sua composição correspondente a hidrocarbonetos asfalténicos. Esta composição fez com que o comportamento newtoniano fosse obtido a temperaturas de 100 °C, para o resíduo mais pesado, e 90 ºC para o menos pesado, apresentando a estas temperaturas viscosidades de 1200 e 500 cP, respectivamente. As irradiações com o laser em modo automático permitiram reduzir estes valores em até 13%; enquanto que as irradiações em modo manual produziram o efeito contrário devido à excessiva liberação de gases. Finalmente...

Desenvolvimento de tecnologia de destilação molecular reativa : projeto e construção da unidade; Development of reactive molecular distillation technology : design and construction of the unit

Alessandra Winter
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 30/06/2011 PT
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Atualmente, muitas empresas têm adotado a intensificação de processos, criando técnicas e métodos inovadores, visando aumentar a eficiência energética e o rendimento dos processos. A destilação reativa é um exemplo clássico de processo intensificado. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma unidade de Destilação Molecular Reativa (REAMOL). O objetivo do processo de destilação molecular reativa é a valoração (upgrade) do petróleo, por meio da geração de uma corrente de hidrocarbonetos leves (diluentes) que possa ser injetada dentro do poço, inclusive em ambientes de mar (offshore), diminuindo a viscosidade do óleo cru e favorecendo as propriedades de transporte e escoamento. Este processo promove o craqueamento de parte dos compostos presentes no petróleo, convertendo-os em compostos mais leves. A característica fundamental do REAMOL é a separação imediata dos produtos leves gerados pelas reações de conversão dos componentes originais, favorecendo, assim, o deslocamento do equilíbrio no sentido das reações desejadas. Tais reações ocorrem na forma heterogênea, misturando-se o catalisador sólido à carga de petróleo (líquido). A ação da força centrífuga aplicada ao evaporador, formado por um disco giratório...

Desenvolvimento do processo de craqueamento térmico de frações pesadas e ultra pesadas de petróleo utilizando radiação laser de CO2; Development of thermal cracking process of heavy and ultra heavy petroleum fractions by laser of CO2

Oscar Javier Celis Ariza
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 05/12/2012 PT
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O potencial aproveitamento dos resíduos de petróleo obtido por destilação atmosférica ou a vácuo tem estimulado a procura de novos processos com a finalidade de transformar estas frações de baixo valor comercial, em derivados nobres de alto valor, tais como a gasolina e o GLP. O craqueamento térmico (viscorredução, coqueamento retardado) ou craqueamento catalítico (FCC, hidrocraqueamento) fazem parte deste grupo de processos amplamente utilizados em todo o mundo. Contudo, um dos desafios é procurar novas técnicas que facilitam a produção destas frações de alto valor, a partir de resíduos que atualmente não têm sido aproveitados para esta finalidade. Uma das desvantagens nos processos convencionais refere-se ao elevado consumo de energia para chegar à temperatura inicial das reações de quebra dos hidrocarbonetos. Porém, uma nova técnica rápida de craqueamento térmico destas frações foi desenvolvida e avaliada. A técnica proposta consistiu na utilização de sistema laser de CO2 e scanner óptico de varredura para focalização do feixe de laser diretamente no resíduo de petróleo com a finalidade de quebrar quimicamente os hidrocarbonetos por meio da energia térmica (aquecimento) gerada pela interação laser/petróleo. Sendo assim...

Estudo de viabilidade da aplicação do processo de soldagem mag com controle de corrente mecanizada sobre tubulação em operação; Feasibility of the application of mag welding process with current control on mechanized pipe in operation

Mauro dos Santos Alcatrão
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 24/04/2013 PT
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A grande expansão da malha de duto terrestre que vem ocorrendo nos últimos anos no Brasil, principalmente com a construção de linhas únicas para o escoamento de gás natural, representa um novo desafio às equipes de manutenção. A interrupção do fornecimento de gás, devido à parada para manutenção pode representar o colapso de muitas cidades. Situações programadas de paradas operacionais são muito comuns porem envolve recursos humanos e financeiros vultosos, nem sempre disponíveis. Os riscos envolvidos no preparo e condicionamento para a retirada de operação de um gasoduto ou oleoduto, alem dos mesmos cuidados ao retorno normal às atividades requer planejamento minucioso. Nas aplicações envolvendo processos de soldagem sobre o duto em operação, isto é , com fluxo interno na forma gás ou liquido, é necessário garantir a ausência de vazamento de produto, ou seja, onde se tenha o produto totalmente confinado no interior da linha, viabilizando a execução de soldagem e, portanto, não ocorrendo à possibilidade de ignição do produto nela contido. Em uma soldagem executada diretamente sobre uma tubulação com fluxo interno é necessário considerar-se dois tipos de riscos de origem antagônica: Perfuração e trincas a frio. O objetivo deste trabalho é discutir a aplicação do processo de soldagem MAG mecanizado com transferência metálica por curto-circuito com controle de corrente...

Corrosion resistance of a steel under an oxidizing atmosphere in a fluid catalytic cracking regenerator

Caminha,Ieda; Zeng,Chaoliu; Paes,Marcelo Piza; Monteiro,Maurício Jesus; Rizzo,Fernando
Fonte: ABM, ABC, ABPol Publicador: ABM, ABC, ABPol
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/03/2004 EN
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In the present work, the corrosion resistance of an ASTM A 387 G11 steel was evaluated under two conditions: an oxidizing atmosphere in a fluid catalytic cracking regenerator of a petroleum processing unit and a simulated atmosphere in the laboratory, at temperatures of 650 °C and 700 °C. The characterization of the phases present in the oxidized layer was carried out by X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) with X-ray energy dispersive analysis (EDS). Severe corrosion was observed after exposure to both the real and simulated conditions, with formation of several iron oxides (Fe2O3, Fe3O4 and FeO) in the product scale layer, as well as a slight inner oxidation and sulfidation of chromium in the substrate. Internal nitridation of the silicon and the manganese was observed only in the real condition, probably related to the long-term exposure inside the regenerator.

Some properties of the unsaturated products of the vapor-phase cracking of petroleum

Pedersen, Charles J., 1904-1989
Fonte: Massachusetts Institute of Technology Publicador: Massachusetts Institute of Technology
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 30 leaves; 2743290 bytes; 2743051 bytes; application/pdf; application/pdf
ENG
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by Charles J. Pedersen.; Thesis (M.S.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Chemistry, 1927.; Includes bibliographical references (leaf 30).

Estudo computacional da influência de bicos injetores e internos em risers industriais de FCC; Computational study of the influence of injection nozzles and internals in industrial FCC risers

Victor Antonio de Deus Armellini
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 17/07/2015 PT
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O petróleo é considerado um dos recursos mais importantes da atualidade, pois, além de dominar a matriz mundial de energia, seus derivados estão presentes em praticamente todas as atividades humanas, fato que torna esse recurso estratégico no cenário mundial. Dentre seus derivados, a gasolina é um dos mais importantes e sua produção depende em grande parte do processo de Craqueamento Catalítico Fluido, também conhecido como FCC (Fluid Catalytic Cracking). Porém, o estudo do processo de FCC é extremamante complexo, já que envolve diversos fenômenos simultâneos. Neste sentido a modelagem e a simulação, através da fluidodinâmica computacional, são ferramentas que possibilitam o desenvolvimento e a otimização destes equipamentos. Dentre as variáveis do processo que ganharam destaque na literatura nos últimos anos, estão os bicos injetores e os "internos" presentes nos risers, porém, simulações de risers industriais com essas estruturas ainda são escassas na literatura. Desta forma, o presente trabalho primeiramente validou uma modelagem específica capaz de simular estas estruturas, evidenciando as deficiências dos modelos utilizados atualmente. Além disso, foi desenvolvida uma metodologia para a escolha do tempo de simulação...

Cleaner Transport Fuels for Cleaner Air in Central Asia and the Caucasus

World Bank
Fonte: Washington, DC Publicador: Washington, DC
Tipo: Publications & Research :: ESMAP Paper; Publications & Research
ENGLISH; EN_US
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Combating pollution needs to be based on standards supported by enforced regulatory, and physical infrastructure, not always in place in countries in transition from central planning to a market economy. Policymakers in the Central Asia and the Caucus region, however, are recognizing the need for such steps against pollution, demonstrated by their commitment to phase out lead from gasoline. To support these efforts, the Bank undertook a regional study on cleaner transport fuels for urban quality improvement in the region, recognizing that fuel quality improvements should be linked to broader air quality management, to ensure cost-effectiveness, and in addressing these issues, it is therefore possible to build on economies of scale, avoid duplications, allow the transfer of experience, and facilitate intra-regional trade in petroleum products. This lead to this study's observations, and recommendations. The establishment of continuous monitoring of the "classical" pollutants, should permit comparison with international standards...

Produção de biocombustiveis por craqueamento termico de oleos e gorduras; Thermal cracking of fatty acids and vegetables oils for biofuels production

Vinicyus Rodolfo Wiggers
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 10/08/2007 PT
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A necessidade de diversificação e gradual substituição das atuais fontes de energia demandam o estudo e desenvolvimento de tecnologias alternativas que sejam capazes de substituir os combustíveis fósseis e minimizar os impactos ambientais causados por esses. Nesse sentido, a biomassa apresenta-se como alternativa tecnológica dada sua potencial capacidade de produção de combustíveis líquidos e gasosos capazes de substituírem o petróleo. Devido aos fatores econômicos e ambientais a utilização de óleos vegetais e gorduras residuais constituem-se numa importante fonte de matéria-prima e objeto de investigação científica presente nesse trabalho, em nível de doutorado. Uma unidade em escala de bancada, com capacidade de produção de até l0 kg/h, foi projetada, construída e utilizada para a execução de experimentos com óleo de soja degomado e óleo de fritura, com o intuito de se avaliar, tecnicamente, a possibilidade de produção de biocombustíveis. Os experimentos seguiram um planejamento experimental variando-se parâmetros de processo e os produtos gerados foram submetidos tanto à análise química por técnicas de cromatografia para determinação da composição em termos de números de carbonos, do poder calorífico superior quanto a procedimentos de determinação das características de destilação dos produtos. Os resultados obtidos com a análise dos produtos possibilitam a produção de biocombustíveis com características similares à...

Desenvolvimento de um modelo tridimensional bifásico para a predição de formação de coque no interior de tubos de fornos de pré-aquecimento de petróleo; Development of a three-dimensional two-phase model for predicting coke formation inside tubes of petroleum preheating furnaces

Diener Volpin Ribeiro Fontoura
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 31/01/2013 PT
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45.78%
O escoamento de fluidos é, sem dúvida, de grande importância na indústria, especialmente no transporte de fluidos entre as unidades de operação. Sistemas multifásicos são bastante comuns, e em muitos casos, também ocorrem processos de transferência de massa e energia, como é o caso dos fornos de pré-aquecimento na indústria petroquímica. O escoamento gás-líquido nessas linhas é muitas vezes complexos, pois durante a vaporização da carga ocorre também o craqueamento térmico do petróleo. É comum nestas operações a formação de coque no interior do tubo, o que é muito indesejável. Para entender as condições nas quais esta formação de coque é minimizada, ou aumentada, foi proposto um modelo uidodinâmico computacional para simular o escoamento bifásico gás - liquido do petróleo no interior desses tubos. O modelo foi implementado na plataforma OpenFOAM, ao qual foram acrescidas novas rotinas para a estimativa das temperaturas e concentrações através das equações de conservação de massa e energia. O modelo k - epsilon foi utilizado para descrever a turbulência e dois modelos de vaporização foram utilizado para caracterizar a mudança de fase. Uma formulação não conservativa foi adotada na escrita das equações do modelo para maior estabilidade numérica em altas frações volumétricas. Foi também implementada uma rede cinética dependente da temperatura para descrever o craqueamento térmico. Através do modelo foi possível simular o escoamento tridimensional de petróleo no interior de um tubo com as dimensões da planta obtendo como resultado os perfis de velocidades...

Modeling and simulation of industrial FCC risers

Souza, Jeferson Avila; Vargas, José Viriato Coelho; Meien, Oscar Felippe von; Martignoni, Waldir Pedro
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande Publicador: Universidade Federal do Rio Grande
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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45.78%
Risers are considered vital parts in Fluidized Catalytic Cracking (FCC) conversion units. It is inside the riser reactor that the heavy hydrocarbon molecules are cracked into lighter petroleum fractions such as liquified Petroleum gas (LPG) and gasoline. The FCC process is considered a key process in the world petroleum industry, since it is the main responsible for the porfitable conversion of heavy gasoil into commercial valuable products. This work presents a simplified transient model to predict the response of a FCC riser reactor, i. e., the fluid flow, temperature and concentrations of the mixture components throughout the riser and at the exit. A bi-dimensional fluid flow field combined with a 6 lumps kinetic model and two energy equations are used to model the gasoil mixture flow and cracking process inside the riser reactor. The numerical results are in good agreement with expetimental data, as a result, the model can be utilized for design, and optimization of FCC units. The simulation herein presented shows the applicability of the proposed method for the numerical simulation and control of industrial riser's units.

Síntese de aluminossilicatos mesoporosos a partir de sementes de zeólitas Y e ZSM-5; Synthesis of aluminosilicate mesoporous from ZSM-5 and Y zeolite seeds

Guimarães, Carlos Eduardo Pontes
Fonte: Universidade Federal de Alagoas; Brasil; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química; UFAL Publicador: Universidade Federal de Alagoas; Brasil; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química; UFAL
Tipo: Dissertação
POR
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Currently there is a clear trend of increased production of heavier oils, as oil reserves with better quality are being depleted. This implies the development of new refining technologies for the processing of these oils in order to maximize the acquisition of liquid fuels that are the main demand of the markets. The main process of refining is the fluidized catalytic cracking (FCC process) that requires an acid catalyst able to crack the hydrocarbon molecules present in the feed. The problem is that the current catalysts, formulated with Y zeolite, which has small pores, do not allow access of large molecules. This project will be studied the synthesis of mesostructure materials from a gel formed by seeds of Y and ZSM-5 zeolites. Therefore, in this project, we studied the synthesis of materials mesoestruturados from a gel formed by seeds of zeolite Y and ZSM-5 which has been submitted or not to adjust the pH to the range of 8-10 by addition of acid. From the physico-chemical characterizations was observed that all samples formed a phase mesoporous MCM-41 type. It was found that the materials synthesized from seeds of zeolite ZSM-5 had evidence of the presence of seeds of the solid mesoporous zeolites, regardless of whether or not samples subjected to pH adjustment. While the materials synthesized from seeds of zeolite Y with only those adjust the gel pH to the range 8 to 10 before the hydrothermal crystallization seeds showed evidence of the X-ray diffractograms and infrared spectra...

Structure and reactivity of dehydroxylated bronsted acid sites in H-ZSM-5 zeolite: generation of stable organic radical cation and catalytic activity for isobutane conversion

Yun, Jang Ho
Fonte: University of Delaware Publicador: University of Delaware
Tipo: Tese de Doutorado
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Lobo, Raul F.; Zeolites are crystalline aluminosilicate materials that have wide application in industry as solid acid catalyst. Since zeolites have high acidity, high surface area as well as the ability to do shape selectivity, they are used primarily as a solid catalyst in oil refining and petrochemical industries, in processes such as hydrocracking, fluid catalytic cracking (FCC). Bronsted acid sites are described as a hydroxyl group bridged between Al and Si (Al-OH-Si). It is well known that Bronsted acid sites are significant in a number of hydrocarbon processes, such as alkane cracking and isomerization and many other. The Bronsted acid sites of zeolites are decomposed at high temperatures, usually above 600 ̊C. This high temperature condition is commonly found in the fluidized catalytic cracking where catalyst is recycled forth and back between the riser and the regenerator under an oxidative atmosphere. The process of decomposition of hydroxyl group from the initial structure is called dehydroxylation. The dehydroxylation is believed to proceed via a dehydration mechanism of the acid sites. This heterolytic pathway of Bronsted acid site decomposition has been the accepted dehydroxylation path for low-silica zeolites for decades...