Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-23T02:16:30Z No. of bitstreams: 1 JOELMA DIAS - TESE PPGEQ 2015..pdf: 4385285 bytes, checksum: ad15f959a3a9ae913e782ebf2f0869dd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T02:16:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOELMA DIAS - TESE PPGEQ 2015..pdf: 4385285 bytes, checksum: ad15f959a3a9ae913e782ebf2f0869dd (MD5) Previous issue date: 2015-11 / CNPq / Neste trabalho, borra oleosa de petróleo foi submetida ao processo de estabilização por solidificação, o objetivo foi otimizar as respostas do processo, mostrando assim, o melhor tratamento relacionado a porcentagem de resíduo e tempo de cura, que leva a melhor resposta e indicar limites máximos permissíveis de demanda química de oxigênio e óleos e graxas para avaliar o material resultante. Para realizar a otimização e propor limites, inicialmente a borra oleosa de petróleo e o aglomerante foram caracterizados e classificados. Em seguida foi usado um planejamento do tipo fatorial com adição de três repetições no ponto central e adições de pontos axiais, no delineamento composto central rotacional. Os fatores adotados foram porcentagem de borra oleosa de petróleo e tempo de cura. Foi, também, realizada a confecção das matrizes cimentícias incorporadas com a borra oleosa de petróleo em função da otimização. Este material foi avaliado utilizando ensaios de integridade e durabilidade, imobilização dos contaminantes e avaliação ambiental. As matrizes cimentícias também foram caracterizadas usando ensaios de microscopia eletrônica de varredura, difração de Raios-X e análises termogravimétricas. Foi realizado o balanço de massa, análise da eficiência de retenção dos contaminantes, análise estatística e levantamento dos limites máximos permissíveis de demanda química de oxigênio, óleos e graxas em água potável e efluente para descarte no Brasil e no mundo. Do ponto de vista científico, uma das contribuições deste trabalho foi propor o limite máximo permissível para demanda química de oxigênio, que foi 1.000 (mil) miligrama por litro e, para o teor de óleos e graxas foi proposto 100 (cem) miligramas por litro, ambos para o ensaio de lixiviação. Para o ensaio de solubilização foi proposto 10 (dez) miligramas por litro para demanda química de oxigênio e 1 (um) miligramas por litro para o teor de óleos e graxas. Como resultado deste estudo foi demonstrado que a otimização das respostas é uma forma de minimizar e ou maximizar as variáveis respostas no processo de estabilização por solidificação, em que foi observado que os melhores resultados são obtidos, quando foram utilizados valores menores de porcentagem de borra oleosa de petróleo e tempo maior de cura. Este trabalho permite afirmar que é possível otimizar o processo de estabilização por solidificação de material estabilizado e solidificado incorporado com borra oleosa de petróleo e que a propositura de limites de avaliação ambiental contribui para assegurar uma adequada disposição de resíduo oleoso e uso adequado do produto final. / In this work, petroleum sludge oil was subjected to stabilization by solidification process, the objective was to optimize the process responses, thus showing the best treatment related to waste percentage and curing time, which leads to better response, and indicate oxygen chemical demand and oils and greases maximum permissible limits to evaluate the resulting material. To perform the optimization and propose limits, initially petroleum oily sludge and the binder were characterized and classified. Then it was used the factorial optimization with addition of three repetitions at the central point and additions of axial points, in the rotational central composite design. The adopted factors were petroleum oily sludge percentage and curing time. It was also performed the manufacturing of cementitious matrices incorporated with the petroleum oily sludge from the optimization. This material was evaluated through integrity and durability, immobilization of contaminants and environmental evaluation tests. Cementitious matrices were also characterized using scanning electron microscopy and X-ray diffraction tests and thermogravimetric analysis. The mass balance was performed, as well as contaminant retention efficiency and statistical analysis, and the determintaion of oxygen chemical demand and oils and greases maximum permissible limits in potable water and wastewater for disposal in Brazil and worldwide. From a scientific point of view, one of the contributions of this study was to propose the maximum permissible limit for oxygen chemical demand, which was one thousand (1,000) milligrams per liter and, for the oils and greases content was proposed one hundred (100) milligrams per liter, both for the leaching test. For the solubilization test was proposed ten (10) milligrams per liter for oxygen chemical demand and one (1) milligrams per liter for the oils and greases content. As a result of this study it was demonstrated that the responses optimization is a way to minimize and/or maximize the stabilization by solidification process response variables, in which was observed that the best results are obtained when lower petroleum oily sludge percentage and higher curing time values were used. This study allows us to affirm that it is possible to optimize the stabilization by solidification process of stabilized and solidified material incorporated with petroleum oily sludge and that the bringing of environmental evaluation limits helps to ensure a proper oily waste disposal and proper final product use.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CiceroSL_TESE.pdf: 5334902 bytes, checksum: 41714ced8f45a82dbc84b8d2449a7bee (MD5) Previous issue date: 2014-03-21 / The oily sludge is a complex mix of hydrocarbons, organic impurities, inorganic and water. One of the major problems currently found in petroleum industry is management (packaging, storage, transport and fate) of waste. The nanomaterials (catalysts) mesoporous and microporous are considered promising for refining and adsorbents process for environment protection. The aim of this work was to study the oily sludge from primary processing (raw and treated) and vacuum residue, with application of thermal analyses technique (pyrolysis), thermal and catalytic pyrolysis with nanomaterials, aiming at production petroleum derived. The sludge and vacuum residue were analyzed using a soxhlet extraction system, elemental analysis, thin layer chromatography, thermogravimetry and pyrolysis coupled in gas chromatography/mass spectrometry (Py GC MS). The catalysts AlMCM-41, AlSBA-15.1 e AlSBA-15.2 were synthesized with molar ratio silicon aluminum of 50 (Si/Al = 50), using tetraethylorthosilicante as source of silicon and pseudobuhemita (AlOOH) as source of aluminum. The analyzes of the catalysts indicate that materials showed hexagonal structure and surface area (783,6 m2/g for AlMCM-41, 600 m2/g for AlSBA-15.1, 377 m2/g for AlSBA-15.2). The extracted oily sludge showed a range 65 to 95% for organic components (oil), 5 to 35% for inorganic components (salts and oxides) and compositions different of derivatives. The AlSBA-15 catalysts showed better performance in analyzes for production petroleum derived, 20% increase in production of kerosene and light gas oil. The energy potential of sludge was high and it can be used as fuel in other cargo processed in refinery / A borra oleosa (BO) de petr?leo ? uma mistura complexa de hidrocarbonetos, impurezas org?nicas, inorg?nicas e ?gua. Um dos grandes problemas encontrados atualmente na ind?stria de petr?leo ? o gerenciamento (acondicionamento, armazenamento, transporte e destino) de res?duos. Os nanomateriais (catalisadores) mesoporosos e microporosos s?o considerados promissores em processos de refino de petr?leo e como adsorventes para prote??o ambiental. O objetivo deste trabalho foi estudar a BO de petr?leo oriunda do processamento prim?rio (bruta e tratada) e res?duo de v?cuo, com aplica??o de an?lise termogravim?trica, t?cnica de pir?lise t?rmica e catal?tica com nanomateriais, visando a produ??o de derivado de petr?leo. As borras extra?das em um equipamento soxhlet foram analisadas por an?lise elementar, cromatografia em camada fina, termogravimetria (TG) e pir?lise acoplado a um cromatogr?fico gasoso/espectro de massa (Py-GC/MS). Os catalisadores AlMCM-41 e AlSBA-15 foram sintetizados com uma raz?o molar de s?licio/alum?nio de 50 (Si/Al = 50), usando tetraetilortossilicato (TEOS) como fonte de sil?cio e pseudobuhemita (AlOOH) como a fonte de alum?nio. Os catalisadores indicam que os materiais apresentaram estrutura hexagonal, ?rea espec?fica de 783,6 m2/g para o AlMCM-41, 600 m2/g para o AlSBA-15.1 e 377 m2/g para o AlSBA-15.2). A BO extra?da apresentou de 65 a 95% de componentes org?nicos (?leo), de 5 a 35% de componentes inorg?nicos (sais e ?xidos) e diferentes composi??es dos derivados. Os catalisadores tipo AlSBA-15 apresentaram melhor desempenho na obten??o dos derivados de petr?leo, aumentando em 20% a produ??o de querosene e gas?leo leve. O potencial energ?tico da BO foi elevado, pois ela pode ser utilizada como combust?vel e processada com outras cargas pesadas do petr?leo para a produ??o de diferentes derivados de petr?leo

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianaKVG.pdf: 2228086 bytes, checksum: 5a5ddc6253972ac4ee82c43ae0f08d6c (MD5) Previous issue date: 2008-07-27 / The petroleum industry, in consequence of an intense activity of exploration and production, is responsible by great part of the generation of residues, which are considered toxic and pollutants to the environment. Among these, the oil sludge is found produced during the production, transportation and refine phases. This work had the purpose to develop a process to recovery the oil present in oil sludge, in order to use the recovered oil as fuel or return it to the refining plant. From the preliminary tests, were identified the most important independent variables, like: temperature, contact time, solvents and acid volumes. Initially, a series of parameters to characterize the oil sludge was determined to characterize its. A special extractor was projected to work with oily waste. Two experimental designs were applied: fractional factorial and Doehlert. The tests were carried out in batch process to the conditions of the experimental designs applied. The efficiency obtained in the oil extraction process was 70%, in average. Oil sludge is composed of 36,2% of oil, 16,8% of ash, 40% of water and 7% of volatile constituents. However, the statistical analysis showed that the quadratic model was not well fitted to the process with a relative low determination coefficient (60,6%). This occurred due to the complexity of the oil sludge. To obtain a model able to represent the experiments, the mathematical model was used, the so called artificial neural networks (RNA), which was generated, initially, with 2, 4, 5, 6, 7 and 8 neurons in the hidden layer, 64 experimental results and 10000 presentations (interactions). Lesser dispersions were verified between the experimental and calculated values using 4 neurons, regarding the proportion of experimental points and estimated parameters. The analysis of the average deviations of the test divided by the respective training showed up that 2150 presentations resulted in the best value parameters. For the new model, the determination coefficient was 87,5%, which is quite satisfactory for the studied system / A ind?stria de petr?leo, em decorr?ncia de uma intensa atividade de explora??o e produ??o, ? respons?vel por grande parte da gera??o de res?duos, os quais s?o considerados t?xicos e poluentes ao meio ambiente. Dentre estes, encontra-se a borra oleosa formada durante as etapas de produ??o, transporte e refino de petr?leo. Este trabalho teve como prop?sito recuperar o ?leo presente na borra oleosa por processo de extra??o, a fim de que este pudesse ser utilizado como combust?vel ou retornar em alguma corrente do processo de refino. A partir dos ensaios preliminares foram selecionadas as vari?veis independentes que exercem maior influ?ncia no processo de extra??o, s?o elas: temperatura, volume de solvente, volume de ?cido e tempo de extra??o. Inicialmente, determinou-se uma s?rie de par?metros para caracterizar a borra oleosa. Posteriormente, projetou-se um extrator para operar com a borra de petr?leo. Foram aplicados dois planejamentos experimentais: fatorial fracionado e Doehlert. Os ensaios foram realizados em processo batelada, de acordo com as condi??es dos planejamentos experimentais aplicados. Atrav?s dos par?metros de caracteriza??o constatou-se que o res?duo oleoso ? constitu?do predominantemente de material org?nico (36,2% de ?leo), 16,8% de cinzas, 40% de ?gua e 7% de compostos vol?teis. A efici?ncia m?dia do processo de extra??o foi de 70%. Entretanto, a an?lise estat?stica mostrou que o modelo quadr?tico n?o se ajustou bem ao processo, indicando um baixo coeficiente de determina??o (60,6%). Isto ocorreu devido ? complexidade do material estudado. Para obter um modelo que melhor se ajustasse aos resultados obtidos experimentalmente, utilizou-se a ferramenta da modelagem matem?tica, redes neurais artificiais (RNA), a qual foi gerada, inicialmente, com 2, 4, 5, 6, 7 e 8 neur?nios na camada oculta, 64 dados experimentais e 10000 apresenta??es (intera??es), verificando-se menores dispers?es entre os valores experimentais e calculados para o n?mero de 4 neur?nios. Com base na an?lise dos desvios m?dios do teste e treinamento evidenciou-se que o n?mero de 2150 apresenta??es foi o melhor valor considerando a propor??o de pontos experimentais e par?metros estimados. Para o novo modelo, o coeficiente de determina??o foi de 87,5%, mostrando-se bastante satisfat?rio

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaADP_TESE.pdf: 2810011 bytes, checksum: 6f11363dfc6e540fe688b7737b77893b (MD5) Previous issue date: 2012-11-04 / Aiming to reduce and reuse waste oil from oily sludge generated in large volumes by the oil industry, types of nanostructured materials Al-MCM-41 and Al-SBA-15, with ratios of Si / Al = 50, were synthesized , and calcined solids used as catalysts in the degradation of oily sludge thermocatalytic oil from oilfield Canto do Amaro, in the state of Rio Grande do Norte. Samples of nanostructured materials were characterized by thermogravimetric analysis (TG / DTG), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), absorption spectroscopy in the infrared Fourier transform (FT-IR) and adsorption nitrogen (BET). The characterization showed that the synthesized materials resulted in a catalyst nanostructure, and ordered pore diameter and surface area according to existing literature. The oily sludge sample was characterized by determining the API gravity and sulfur content and SARA analysis (saturates, aromatics, resins and asphaltenes). The results showed a material equivalent to the average oil with API gravity of 26.1, a low sulfur content and considerable amount of resins and asphaltenes, presented above in the literature. The thermal and catalytic degradation of the oily sludge oil was performed from room temperature to 870 ? C in the ratios of heating of 5, 10 and 20 ? C min-1. The curves generated by TG / DTG showed a more accelerated degradation of oily sludge when it introduced the nanostructured materials. These results were confirmed by activation energy calculated by the method of Flynn-Wall, in the presence of catalysts reduced energy, in particular in the range of cracking, showing the process efficiency, mainly for extraction of lightweight materials of composition of oily sludge, such as diesel and gasoline / Com o objetivo de reduzir e reutilizar o res?duo de borra oleosa de petr?leo, gerado em grandes volumes pela ind?stria petrol?fera, materiais nanoestruturados dos tipos Al-MCM-41 e Al-SBA-15, com raz?es de Si/Al = 50, foram sintetizados, calcinados e utilizados como s?lidos catal?ticos na degrada??o termocatal?tica da borra oleosa de petr?leo, proveniente do campo petrol?fero Canto do Amaro, no estado do Rio Grande do Norte. As amostras dos materiais nanoestruturados foram caracterizadas por an?lise termogravim?trica (TG/DTG), difra??o de raios X (DRX), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), espectroscopia de absor??o na regi?o do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e adsor??o de nitrog?nio (BET). A caracteriza??o mostrou que os materiais sintetizados resultaram em um catalisador nanoestruturado, ordenado e com di?metro de poros e ?rea superficial de acordo com a literatura existente. A amostra de borra oleosa foi caracterizada atrav?s da determina??o do grau API e do teor de enxofre e da an?lise do SARA (saturados, arom?ticos, resinas e asfaltenos). Os resultados mostraram um material equivalente ao petr?leo m?dio, com grau API de 26,1, baixo teor de enxofre e com quantidade consider?vel de resinas e asfaltenos, acima da apresentada na literatura. A degrada??o t?rmica e catal?tica da borra oleosa de petr?leo foi realizada da temperatura ambiente at? 870?C, nas raz?es de aquecimento de 5, 10 e 20oC min-1. As curvas geradas pela TG/DTG apresentaram uma degrada??o mais acelerada da borra oleosa quando se introduziram os materiais nanoestruturados. Esses resultados foram ratificados pela energia de ativa??o, calculada atrav?s do m?todo de Flynn-Wall, em que a presen?a dos catalisadores reduziu a energia, em especial na faixa de craqueamento, mostrando a efici?ncia do processo, principalmente para a extra??o de materiais leves da composi??o da borra oleosa, como diesel e gasolina