Degradação termocatalítica do petróleo pesado utilizando sílica bimodal meso-macroporosa

Petroleum is responsible for a large part of the energies and is currently used due to the intense consumption of its derivatives in fuel engines, industries and commercial products. In your exploration and production, you can obtain heavy oil, or what differentiated treatment is necessary to inc...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Souza, Márcio Rodrigo Oliveira de
Outros Autores: Araújo, Antonio Souza de
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Craqueamento catalítico
Termogravimétrica
Energia de ativação
Petróleo pesado
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29492
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Souza, Márcio Rodrigo Oliveira de
Degradação termocatalítica do petróleo pesado utilizando sílica bimodal meso-macroporosa
description Petroleum is responsible for a large part of the energies and is currently used due to the intense consumption of its derivatives in fuel engines, industries and commercial products. In your exploration and production, you can obtain heavy oil, or what differentiated treatment is necessary to increase the production of light hydrocarbons, characteristics of oil derivatives with high commercial value. Using or creating catalytic in a fluidized bed, heavy petroleum can be found in lighter fractions, using hybrid catalysts, one of these catalysts is a bimodal mesomacroporous silica, being this promising material in this area, since it facilitates the mass transport process and decreases as broadcast permissions. Thus, the bimodal catalyst was synthesized and followed by impregnation with aluminum (Al), obtaining two types of bimodal materials, Si-BMM and Al, Si-BMM, characterized by technical techniques: Thermogravimetric Analysis (TGA), X-Ray Diffraction (DRX), Absorption spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FT-IR), Nitrogen adsorption and desorption, Scanning electron microscopy (SEM) and Dispersive energy spectroscopy (EDS). In order to verify the catalytic activity, the heavy oil with API = 17.4 was mixed with 10% of the Si-BMM catalyst, as well as with 10% of Al, Si-BMM, then, after the thermogravimetric analysis observed process of thermal and catalytic degradation of heavy oil, using the kinetic model of the Ozawa Flynn Wall (OFW), obtaining the apparent activation energy of the decompositions. The result obtained by TG, provided a final calcination temperature of 550 °C for a sample SiBMM, or DRX, showing characteristics of a tetrahedral structure of (SiO4)n, adsorption isotherms and nitrogen desorption with characteristics of meso material - macrostructured, BET provided a surface area of 489 m2 /g, or the mapping via EDS showed the presence of metals in the bimodal materials and the SEM analysis of the visualized calcined material to visualize the characteristic effect arrangements of the material. By the kinetic study, used if the catalysts SiBMM and Al are used, Si-BMM showed low performance energy and performed excellent catalytic activity.
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Using or creating catalytic in a fluidized bed, heavy petroleum can be found in lighter fractions, using hybrid catalysts, one of these catalysts is a bimodal mesomacroporous silica, being this promising material in this area, since it facilitates the mass transport process and decreases as broadcast permissions. Thus, the bimodal catalyst was synthesized and followed by impregnation with aluminum (Al), obtaining two types of bimodal materials, Si-BMM and Al, Si-BMM, characterized by technical techniques: Thermogravimetric Analysis (TGA), X-Ray Diffraction (DRX), Absorption spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FT-IR), Nitrogen adsorption and desorption, Scanning electron microscopy (SEM) and Dispersive energy spectroscopy (EDS). In order to verify the catalytic activity, the heavy oil with API = 17.4 was mixed with 10% of the Si-BMM catalyst, as well as with 10% of Al, Si-BMM, then, after the thermogravimetric analysis observed process of thermal and catalytic degradation of heavy oil, using the kinetic model of the Ozawa Flynn Wall (OFW), obtaining the apparent activation energy of the decompositions. The result obtained by TG, provided a final calcination temperature of 550 °C for a sample SiBMM, or DRX, showing characteristics of a tetrahedral structure of (SiO4)n, adsorption isotherms and nitrogen desorption with characteristics of meso material - macrostructured, BET provided a surface area of 489 m2 /g, or the mapping via EDS showed the presence of metals in the bimodal materials and the SEM analysis of the visualized calcined material to visualize the characteristic effect arrangements of the material. By the kinetic study, used if the catalysts SiBMM and Al are used, Si-BMM showed low performance energy and performed excellent catalytic activity. O petróleo é responsável por uma grande parte das gerações de energias e é utilizado atualmente pela decorrência de um intenso consumo dos seus derivados em motores de combustão, indústrias e produtos comerciais. Em sua exploração e produção pode-se obter petróleo pesado, o qual precisa de tratamento diferenciado para aumentar a produção de hidrocarbonetos leves, características dos derivados do petróleo com alto valor comercial. Utilizando o craqueamento catalítico em leito fluidizado, pode-se craquear o petróleo pesado em frações mais leves empregando catalisadores híbridos. Um desses catalisadores é a sílica bimodal mesomacroporosa, sendo esse material promissor nesta área, visto que facilita o processo de transporte de massa e diminuí as limitações de difusão. Assim, o catalisador bimodal foi sintetizado e em seguida impregnado com alumínio (Al) obtendo dois tipos de materiais bimodais, Si-BMM e Al,Si-BMM, caracterizados através das técnicas: Análise Termogravimétrica (TGA), Difração de Raio-X (DRX), Espectroscopia de Absorção na Região de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Adsorção e Dessorção de Nitrogênio, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). Com o propósito de verificar a atividade catalítica, o petróleo pesado com °API = 17,4, foi misturado a 10% de catalisador Si-BMM, como também a 10% de Al,Si-BMM, em seguida, através da análise termogravimétrica foi observado o processo de degradação térmica e catalítica do petróleo pesado, utilizando o modelo cinético de Ozawa Flynn Wall (OFW), obtendo-se a energia de ativação aparente das decomposições. O resultado alcançado da TG, forneceu a temperatura final de calcinação 550°C para a amostra Si-BMM, o DRX apresentou caraterística de uma estrutura tetraédrica de (SiO4)n, isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio com características de material meso-macroestruturado, o BET forneceu área superficial de 489 m2/g, o mapeamento via EDS evidenciou a presença dos elementos químicos nos materiais bimodais e a análise do MEV do material calcinado permitiu visualizar os arranjos de favo de mel característico do material. Pelo estudo cinético, observou-se que a utilização dos catalisadores Si-BMM e Al,Si-BMM apresentaram baixa energia de ativação desempenhando assim, ótima atividade catalítica 2020-07-07T23:17:17Z 2020-07-07T23:17:17Z 2020-02-21 masterThesis SOUZA, Márcio Rodrigo Oliveira de. Degradação termocatalítica do petróleo pesado utilizando sílica bimodal meso-macroporosa. 2020. 107f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29492 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEO

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