Beneficiamento de resíduo atmosférico de petróleo por destilação catalítica

The first step of oil refining is the atmospheric distillation in which a bottom product named atmospheric residue (AR) is formed. The retrieval of this residue is important, since there is an increasing global demand for petroleum. The catalytic distillation is a technique that combines componen...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Morais, Camila Gisele Damasceno Peixoto
Outros Autores: Araújo, Antonio Souza de
Formato: doctoralThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Brasil
Assuntos:
Resíduo atmosférico de petróleo
Destilação catalítica
HY
MCM41 e craqueamento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28204
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Morais, Camila Gisele Damasceno Peixoto
Beneficiamento de resíduo atmosférico de petróleo por destilação catalítica
description The first step of oil refining is the atmospheric distillation in which a bottom product named atmospheric residue (AR) is formed. The retrieval of this residue is important, since there is an increasing global demand for petroleum. The catalytic distillation is a technique that combines component separation with reactivity process to obtain lighter derivatives such as gasoline and diesel. In this study, the AR was subjected to distillation under atmospheric pressure in its pure form (conventional) and with the addition of both HY zeolite and MCM-41 mesoporous material (catalytic). In order to characterize the AR, physical-chemical and rheological parameters were determined. The effectiveness of the processing was investigated through thermogravimetric analysis and gas chromatography. Kinetic parameters were calculated through kinetic model proposed by Flynn-Wall. The obtained results showed that the used residue can be classified as heavy, viscous and low pour point oil. Concerning the distillation curves, the addition of HY enabled a higher percentage of retrieval (50%), followed by pure residue (41%) and HY/MCM-41 mixture (25%). Furthermore, thermogravimetric data revealed two events of mass loss for AR, occurring between 100 and 390 ºC and 390 and 590 º C. Such events correspond to volatilization and thermal cracking, respectively. Three mass loss events for the distillates were revealed, being the first event the most evident one in the catalytic distillation with HY and occurring between 30 and 70 º C. A decrease of kinetic energy occurred in the reactions of thermal cracking of the distillates when compared to AR. Chromatogram analysis enabled both the identification of a higher yield of gasoline and kerosene for catalytic distillation using HY and majority production of heavy diesel and gasoil when HY/MCM-41 mixture was added as catalyst. In addition, residue distillation without catalyst produced more heavy gasoil and lubricating oil.
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In this study, the AR was subjected to distillation under atmospheric pressure in its pure form (conventional) and with the addition of both HY zeolite and MCM-41 mesoporous material (catalytic). In order to characterize the AR, physical-chemical and rheological parameters were determined. The effectiveness of the processing was investigated through thermogravimetric analysis and gas chromatography. Kinetic parameters were calculated through kinetic model proposed by Flynn-Wall. The obtained results showed that the used residue can be classified as heavy, viscous and low pour point oil. Concerning the distillation curves, the addition of HY enabled a higher percentage of retrieval (50%), followed by pure residue (41%) and HY/MCM-41 mixture (25%). Furthermore, thermogravimetric data revealed two events of mass loss for AR, occurring between 100 and 390 ºC and 390 and 590 º C. Such events correspond to volatilization and thermal cracking, respectively. Three mass loss events for the distillates were revealed, being the first event the most evident one in the catalytic distillation with HY and occurring between 30 and 70 º C. A decrease of kinetic energy occurred in the reactions of thermal cracking of the distillates when compared to AR. Chromatogram analysis enabled both the identification of a higher yield of gasoline and kerosene for catalytic distillation using HY and majority production of heavy diesel and gasoil when HY/MCM-41 mixture was added as catalyst. In addition, residue distillation without catalyst produced more heavy gasoil and lubricating oil. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A primeira etapa do refino é a destilação atmosférica, quando é formado um produto de fundo chamado resíduo atmosférico (RAT). A recuperação desse resíduo é importante, uma vez que existe aumento na demanda mundial por petróleo. A destilação catalítica é um método que combina separação de componentes com processo de reatividade para obtenção de derivados mais leves, como a gasolina e diesel. Neste trabalho, o RAT foi submetido a destilação, sob pressão atmosférica, na sua forma pura (convencional) e também com adição de zeólita HY e material mesoporoso MCM-41 (catalítica). A fim de caracterizar o RAT, foram determinados parâmetros físico-químicos e reológicos. A efetividade do beneficiamento foi investigada por meio de análises termogravimétricas e de cromatografia gasosa. Os parâmetros cinéticos foram calculados pelo modelo cinético proposto por Flynn-Wall. Os resultados mostraram que o resíduo utilizado pode ser classificado como um óleo pesado, viscoso e de baixo ponto de fluidez. Quanto as curvas de destilação, a utilização de HY promoveu um maior percentual de recuperação (50%), seguido do resíduo puro (41%) e da mistura HY/MCM-41 (25%). Os dados termogravimétricos mostraram dois eventos de perda de massa para o RAT, nas faixas 100-390 °C e 390- 590 °C, correspondentes à volatilização e ao craqueamento térmico, respectivamente. Para os destilados surgiram três eventos de perda de massa, sendo o primeiro, na faixa de 30-70 °C, mais evidente no produto da destilação catalítica com HY. Houve diminuição da energia cinética nas reações de degradação térmica dos destilados em relação ao RAT. A análise dos cromatogramas permitiu identificar um rendimento maior de gasolina e querosene para a destilação catalítica com HY e uma produção majoritária de diesel e gasóleo pesado quando utilizada a mistura HY/MCM-41 como catalisador. A destilação do resíduo sem catalisador produziu gasóleo pesado e óleo lubrificante em maior quantidade. 2019-12-17T17:06:14Z 2019-12-17T17:06:14Z 2019-09-13 doctoralThesis MORAIS, Camila Gisele Damasceno Peixoto. Beneficiamento de resíduo atmosférico de petróleo por destilação catalítica. 2019. 114f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28204 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEO

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