Microemulsões aplicadas ao tratamento de Óleos isolantes

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Naphthenic lubricating oils are used in transformers with the purpose of promoting electrical insulation and dissipating heat. The working temperature range of these oils typically lies between 60°C and 90°C and their useful life is 40 years in average. In that temperature range, the oils are decomp...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Silva, Ana Cristina Morais da
Outros Autores: Cavalcante Jr, Celio Loureiro
Formato: doctoralThesis
Idioma:por
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Óleo de transformador
Extração
Equilíbrio de Adsorção
Microemulsão
Tensoativo
Transformer oil
Extraction
Adsorption equilibrium
Microemulsions
Surfactants
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15869
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Silva, Ana Cristina Morais da
Microemulsões aplicadas ao tratamento de Óleos isolantes
description Naphthenic lubricating oils are used in transformers with the purpose of promoting electrical insulation and dissipating heat. The working temperature range of these oils typically lies between 60°C and 90°C and their useful life is 40 years in average. In that temperature range, the oils are decomposed during operation, whereby a small fraction of polar compounds are formed. The presence of these compounds may induce failure and loss of physical, chemical and electrical properties of the oil, thus impairing the transformer operation. By removing these contaminants, one allows the oxidized insulating oil to be reused without damaging the equipment. In view of this, an investigation on the use of surfactants and microemulsions as extracting agents, and modified diatomite as adsorbent, has been proprosed in this work aiming to remove polar substances detected in oxidized transformer oils. The extraction was carried out by a simple-contact technique at room temperature. The system under examination was stirred for about 10 minutes, after which it was allowed to settle at 25°C until complete phase separation. In another experimental approach, adsorption equilibrium data were obtained by using a batch system operating at temperatures of 60, 80 and 100°C. Analytical techniques involving determination of the Total Acidity Number (TAN) and infrared spectrophotometry have been employed when monitoring the decomposition and recovery processes of the oils. The acquired results indicated that the microemulsion extraction system comprising Triton® X114 as surfactant proved to be more effective in removing polar compounds, with a decrease in TAN index from 0.19 to 0.01 mg KOH/g, which is consistent with the limits established for new transformer oils (maximal TAN = 0.03 mg KOH/g). In the adsorption studies, the best adsorption capacity values were as high as 0.1606 meq.g/g during conventional adsoprtion procedures using natural bauxite, and as high as 0.016 meq.g/g for the system diatomite/Tensiofix® 8426. Comparatively in this case, a negative effect could be observed on the adsorption phenomenon due to microemulsion impregnation on the surface of the diatomite
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The working temperature range of these oils typically lies between 60°C and 90°C and their useful life is 40 years in average. In that temperature range, the oils are decomposed during operation, whereby a small fraction of polar compounds are formed. The presence of these compounds may induce failure and loss of physical, chemical and electrical properties of the oil, thus impairing the transformer operation. By removing these contaminants, one allows the oxidized insulating oil to be reused without damaging the equipment. In view of this, an investigation on the use of surfactants and microemulsions as extracting agents, and modified diatomite as adsorbent, has been proprosed in this work aiming to remove polar substances detected in oxidized transformer oils. The extraction was carried out by a simple-contact technique at room temperature. The system under examination was stirred for about 10 minutes, after which it was allowed to settle at 25°C until complete phase separation. In another experimental approach, adsorption equilibrium data were obtained by using a batch system operating at temperatures of 60, 80 and 100°C. Analytical techniques involving determination of the Total Acidity Number (TAN) and infrared spectrophotometry have been employed when monitoring the decomposition and recovery processes of the oils. The acquired results indicated that the microemulsion extraction system comprising Triton® X114 as surfactant proved to be more effective in removing polar compounds, with a decrease in TAN index from 0.19 to 0.01 mg KOH/g, which is consistent with the limits established for new transformer oils (maximal TAN = 0.03 mg KOH/g). In the adsorption studies, the best adsorption capacity values were as high as 0.1606 meq.g/g during conventional adsoprtion procedures using natural bauxite, and as high as 0.016 meq.g/g for the system diatomite/Tensiofix® 8426. Comparatively in this case, a negative effect could be observed on the adsorption phenomenon due to microemulsion impregnation on the surface of the diatomite Óleos lubrificantes naftênicos são usados em transformadores tem com a finalidade de promover um isolamento elétrico e agir como fonte dissipadora de calor. A temperatura de trabalho destes óleos está entre 60 a 90°C e sua vida útil é de em média 40 anos. Nesta temperatura, durante o serviço, ocorre a degradação do óleo, onde uma pequena fração de compostos polares é formada. A presença desta fração pode provocar falhas e a perda das propriedades físicas, químicas e elétricas do óleo, impossibilitando o uso do transformador. A remoção destes compostos permite que o óleo isolante oxidado possa ser novamente utilizado, sem causar prejuízo ao equipamento. Nestes contexto, este trabalho propõe-se a investigar a utilização de tensoativos e microemulsões, como extratantes, e a diatomita modificada, como adsorvente, na remoção dos compostos polares existentes nos óleos oxidados de transformador. A extração foi realizada pelo método de contato simples à temperatura ambiente. O sistema em estudo foi agitado por cerca de 10 minutos, em seguida mantido em repouso à 25°C até completa separação das fases. Por outro lado, os dados de equilíbrio de adsorção foram obtidos utilizando um sistema em batelada para as temperaturas de 60, 80 e 100oC. As técnicas analíticas de IAT (Índice de Acidez Total) e espectrofotometria no infravermelho foram utilizadas no acompanhamento dos processos de degradação e recuperação dos óleos degradados. Os resultados obtidos indicam que o sistema de extração por microemulsão utilizando triton X114 mostrou-se ser o método mais eficiente na remoção dos compostos polares, com redução no índice de acidez total (IAT) de 0,19 para 0,01 mg KOH/g. Este valor se encontra dentro dos limites especificados para um óleo de transformador novo (IAT máximo = 0,03 mg KOH/g). Nos estudos de adsorção, os maiores valores de capacidade de adsorção foram de 0,1606 meq.g/g na adsorção convencional usando bauxita natural e de 0,016 meq.g/g para o sistema diatomita/tensiofix 8426. Comparativamente, neste caso, observou-se um forte efeito negativo apresentado sobre o fenômeno adsortivo devido ao processo de impregnação com microemulsão 2014-12-17T15:01:43Z 2008-02-14 2014-12-17T15:01:43Z 2006-12-18 doctoralThesis SILVA, Ana Cristina Morais da. Microemulsões aplicadas ao tratamento de Óleos isolantes. 2006. 160 f. Tese (Doutorado em Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias Regionais) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2006. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15869 por Acesso Aberto application/pdf application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte BR UFRN Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias Regionais

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