Thesis (M. S.)--Chemical Engineering, Georgia Institute of Technology, 2009. / Committee Chair: Realff, Matthew; Committee Member: DeMartini, Nikolai; Committee Member: Muzzy, John; Committee Member: Sievers, Carsten.

Thesis (M.S.)--West Virginia University, 2006. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains ix, 89 p. : ill. (some col.). Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 67-70).

Thesis (M.S.)--West Virginia University, 2006. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains vii, 75 p. : ill. Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 50-51).

Thesis (M.S.)--West Virginia University, 2007. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains xiii, 145 p. : ill. (some col.). Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 84-87).

A qualidade dos combustíveis é um dos principais fatores que afetam o desempenho dos motores de combustão interna e é caracterizada por um conjunto de propriedades físicas e químicas. Neste trabalho foi investigada a influência da temperatura sobre algumas propriedades como a densidade, viscosidade dinâmica, ponto de névoa e de fluidez de diferentes combustíveis. Além disso, medidas envolvendo termogravimetria e espectrometria na região do infravermelho médio também foram conduzidas. Medidas de densidade em função da temperatura ou da concentração de biodiesel na amostra revelaram uma dependência linear, de forma que a redução da temperatura ou o aumento da concentração de biodiesel provocaram um aumento da densidade. O estudo reológico a partir de medidas de viscosidade permitiu identificar o comportamento de fluido Newtoniano para todas as amostras analisadas. Um ajuste exponencial do tipo Arrhenius foi utilizado para analisar a correlação entre viscosidade dinâmica e temperatura, possibilitando identificar uma temperatura limite, T*, abaixo da qual esse ajuste não é mais satisfeito e o processo de solidificação da amostra é desencadeado. Um diagrama de fases em função das temperaturas T*, do ponto de névoa e de fluidez foi elaborado, possibilitando identificar, em função da concentração de biodiesel da amostra, faixas de temperaturas onde as fases líquidas e/ou sólidas podem ser encontradas, bem como onde o ajuste entre a viscosidade dinâmica e a temperatura pode ser obtido por uma equação exponencial do tipo Arrhenius. Além disso, medidas calorimétricas revelaram uma maior energia por unidade de massa para as amostras de diesel padrão, e que esta energia decresce linearmente com o incremento da concentração de biodiesel na amostra. Termogramas revelaram diferentes perfis de degradação térmica para as amostras, de forma que um deslocamento da curva de degradação para temperaturas mais elevadas foi observado em função do aumento do teor de enxofre nas amostras de diesel padrão assim como pelo incremento da concentração de biodiesel nas amostras produzidas pela mistura entre diesel e biodiesel. A análise das amostras líquidas utilizando radiação com comprimento de ondas no infravermelho permitiram identificar diferentes grupos funcionais presentes nas amostras e estabelecer, em termos da intensidade da absorbância característica da dupla ligação Carbono-Oxigênio presentes nos ésteres do biodiesel, uma relação com a concentração de biodiesel presente na amostra. Neste sentido, por meio da análise de diferentes propriedades físicas e químicas das amostras estudadas, foi possível avaliar características e interdependências destas propriedades, principalmente no que diz respeito a variações da temperatura. Sendo assim, ao longo deste trabalho, são apresentados dados e apontamentos importantes para tratar do tema abordado. / Fuel quality is a major factor affecting the performance of internal combustion engines and it is characterized by a combination of physical and chemical properties. In this study, the influence of temperature on some properties such as density, dynamic viscosity, cloud point and pour point were investigated in different samples of fuels. In addition, measurements involving thermogravimetry and infrared spectroscopy were also performed. Density measurements as a function of temperature or concentration of biodiesel in the sample revealed a linear dependence, indicating that the temperature reduction or increase of the concentration of biodiesel results in a density increase. The rheological study from dynamic viscosity measurements identified the Newtonian fluid behavior for all samples. It was also observed an increase in the dynamic viscosity caused by the increase of the concentration of biodiesel in the sample and also the reducing the temperature. An exponential fit of the Arrhenius type equation was used to analyze the correlation between dynamic viscosity and temperature, allowing to identify a temperature limit, T*, below which this adjustment is lost and the sample solidification process is triggered. A phase diagram as a function of the biodiesel concentration and the temperature T*, the cloud point and poor point was prepared. This diagram shows the temperature ranges in which liquid and/or solid phases can be found, and where the fit between the temperature and dynamic viscosity can be obtained by an exponential equation of Arrhenius type. In addition, calorimetric measurements revealed a higher energy per mass unit for the standard diesel samples, and that this energy decreases linearly with increasing of biodiesel content. Thermal analysis showed different degradation profiles for the samples. Thermograms indicated a shift of the degradation curve at higher temperatures due to the increase in the sulfur content in the samples of standard diesel and also increasing the biodiesel concentration in the samples produced by mixture of diesel and biodiesel. The analysis of liquid samples using infrared radiation allowed the identification of different functional groups present in the samples and to establish, in terms of the intensity of the absorbance characteristic of the carbon-oxygen double bond present in the esters of biodiesel, a relation with the concentration of biodiesel present in the sample. In this sense, through the analysis of different physical and chemical properties of the samples, it was possible to evaluate characteristics and interrelationships of these properties, particularly in respect of temperature variations, which can favor or disfavor the increased biodiesel concentration in blends with diesel. Thus, throughout this study are presented important data and notes related with the theme.

A qualidade dos combustíveis é um dos principais fatores que afetam o desempenho dos motores de combustão interna e é caracterizada por um conjunto de propriedades físicas e químicas. Neste trabalho foi investigada a influência da temperatura sobre algumas propriedades como a densidade, viscosidade dinâmica, ponto de névoa e de fluidez de diferentes combustíveis. Além disso, medidas envolvendo termogravimetria e espectrometria na região do infravermelho médio também foram conduzidas. Medidas de densidade em função da temperatura ou da concentração de biodiesel na amostra revelaram uma dependência linear, de forma que a redução da temperatura ou o aumento da concentração de biodiesel provocaram um aumento da densidade. O estudo reológico a partir de medidas de viscosidade permitiu identificar o comportamento de fluido Newtoniano para todas as amostras analisadas. Um ajuste exponencial do tipo Arrhenius foi utilizado para analisar a correlação entre viscosidade dinâmica e temperatura, possibilitando identificar uma temperatura limite, T*, abaixo da qual esse ajuste não é mais satisfeito e o processo de solidificação da amostra é desencadeado. Um diagrama de fases em função das temperaturas T*, do ponto de névoa e de fluidez foi elaborado, possibilitando identificar, em função da concentração de biodiesel da amostra, faixas de temperaturas onde as fases líquidas e/ou sólidas podem ser encontradas, bem como onde o ajuste entre a viscosidade dinâmica e a temperatura pode ser obtido por uma equação exponencial do tipo Arrhenius. Além disso, medidas calorimétricas revelaram uma maior energia por unidade de massa para as amostras de diesel padrão, e que esta energia decresce linearmente com o incremento da concentração de biodiesel na amostra. Termogramas revelaram diferentes perfis de degradação térmica para as amostras, de forma que um deslocamento da curva de degradação para temperaturas mais elevadas foi observado em função do aumento do teor de enxofre nas amostras de diesel padrão assim como pelo incremento da concentração de biodiesel nas amostras produzidas pela mistura entre diesel e biodiesel. A análise das amostras líquidas utilizando radiação com comprimento de ondas no infravermelho permitiram identificar diferentes grupos funcionais presentes nas amostras e estabelecer, em termos da intensidade da absorbância característica da dupla ligação Carbono-Oxigênio presentes nos ésteres do biodiesel, uma relação com a concentração de biodiesel presente na amostra. Neste sentido, por meio da análise de diferentes propriedades físicas e químicas das amostras estudadas, foi possível avaliar características e interdependências destas propriedades, principalmente no que diz respeito a variações da temperatura. Sendo assim, ao longo deste trabalho, são apresentados dados e apontamentos importantes para tratar do tema abordado. / Fuel quality is a major factor affecting the performance of internal combustion engines and it is characterized by a combination of physical and chemical properties. In this study, the influence of temperature on some properties such as density, dynamic viscosity, cloud point and pour point were investigated in different samples of fuels. In addition, measurements involving thermogravimetry and infrared spectroscopy were also performed. Density measurements as a function of temperature or concentration of biodiesel in the sample revealed a linear dependence, indicating that the temperature reduction or increase of the concentration of biodiesel results in a density increase. The rheological study from dynamic viscosity measurements identified the Newtonian fluid behavior for all samples. It was also observed an increase in the dynamic viscosity caused by the increase of the concentration of biodiesel in the sample and also the reducing the temperature. An exponential fit of the Arrhenius type equation was used to analyze the correlation between dynamic viscosity and temperature, allowing to identify a temperature limit, T*, below which this adjustment is lost and the sample solidification process is triggered. A phase diagram as a function of the biodiesel concentration and the temperature T*, the cloud point and poor point was prepared. This diagram shows the temperature ranges in which liquid and/or solid phases can be found, and where the fit between the temperature and dynamic viscosity can be obtained by an exponential equation of Arrhenius type. In addition, calorimetric measurements revealed a higher energy per mass unit for the standard diesel samples, and that this energy decreases linearly with increasing of biodiesel content. Thermal analysis showed different degradation profiles for the samples. Thermograms indicated a shift of the degradation curve at higher temperatures due to the increase in the sulfur content in the samples of standard diesel and also increasing the biodiesel concentration in the samples produced by mixture of diesel and biodiesel. The analysis of liquid samples using infrared radiation allowed the identification of different functional groups present in the samples and to establish, in terms of the intensity of the absorbance characteristic of the carbon-oxygen double bond present in the esters of biodiesel, a relation with the concentration of biodiesel present in the sample. In this sense, through the analysis of different physical and chemical properties of the samples, it was possible to evaluate characteristics and interrelationships of these properties, particularly in respect of temperature variations, which can favor or disfavor the increased biodiesel concentration in blends with diesel. Thus, throughout this study are presented important data and notes related with the theme.

M.Tech. (Chemical Engineering) / Please refer to full text to view abstract

The ternary phase behaviour of the n-heptane-l-propanol-water system was studied and compared with the theoretical prediction based on the UNIQUAC model for non-electrolyte solutions. The results showed that this model adequately approximated experimental studies. The excess enthalpies and excess volumes for several binary mixtures were determined. The excess enthalpies were measured using a LKB flow microcalorimeter and the excess -volumes determined using a PAAR densitometer. The study showed that no significant enthalpy or volume changes occurred when petrol/n-heptane were mixed with alcohols . Ternary phase diagrams, including tie lines have been determined for a number of petrol-alcohol-water systems (including the Sasol blend of alcohols). The tie line results show that the concentration of water in the water-rich layer is strongly dependent on the type of alcohol used. The Sasol alcohol blended with petrol resulted in a high water concentration in the water-rich layer which forms on phase separation. This is believed to contribute significantly to the corrosion problems experienced by motorists using the Sasol blended fuel on the Witwatersrand. The effect of temperature on several of these blends was included in the study. Diesel-alcohol blends and the co-solvent properties of ethyl acetate investigated. Ethyl acetate ensures miscibility at low concentrations for diesel-ethanol blends. Octyl nitrate and two cetane improvers from AECI were assessed in terms of their ability to restore cetane rating of blended diesel fuel to that of pure diesel fuel. The results indicated that all three samples were successful in this application. / KMBT_363

A thesis submitted to the Faculty of Science, University of the Witwatersrand, Johannesburg, in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. Johannesburg, August 2015. / Petrol and diesel fumes are known to be anthropogenic sources of air pollutants that have a negative impact on both environmental and human health. In developing countries, attendants are still employed to pump fuel for customers. In South Africa gas pump attendants refuel vehicles with various octane unleaded petrol, lead replacement petrol (LRP) and diesel on a daily basis. Attendants are particularly at risk to adverse health effects associated with inhalation of hazardous air pollutants (HAPs). Of increasing concern in recent years are the volatile organic compounds (VOCs), with particular reference to the six aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, ethyl benzene and three isomeric xylenes), namely the BTEX.

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T04:26:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AnaClelia_D.pdf: 3055436 bytes, checksum: 6cdcc391dbaebe6c4d512b488fcb26ed (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O presente trabalho foi desenvolvido integrando dois conceitos tradicionais de pesquisa operacional e engenharia química, respectivamente: a otimização da cadeia logística e a otimização global de processos. O objeto de estudo é a Refinaria de Paulínia, REPLAN, da PETROBRAS, a qual participa do complexo de abastecimento de petróleo e derivados do País. Existem dois trens de produção na Refinaria; os dois têm unidades de destilação atmosférica e a vácuo, craqueamento catalítico, coqueamento retardado e hidrotratamento de diesel, onde cada unidade de processo é uma planta química completa. Cerca de 170 tanques, 3,2 milhões de m3, 48 produtos finais e 12000 alinhamentos são alguns números que ressaltam a complexidade do sistema logístico interno, para transferências, misturas e estocagem de petróleo, insumos químicos, produtos intermediários e finais. As decisões de produção da REPLAN constituem o nível local de uma estrutura hierárquica de decisões corporativa, de abrangência nacional. O nível local é subdividido tradicionalmente em planejamento mensal, programação de produção, detalhamento operacional e controle da produção. O presente trabalho propõe uma modificação na hierarquia de decisões de produção da REPLAN, acrescentando um nível entre as atividades de programação de produção e detalhamento operacional, para otimizar a produção de dois tipos de óleo diesel com horizonte de alguns dias. Etapa crucial da otimização global, o modelo matemático do sistema é descrito detalhadamente. Ele inclui as possibilidades e restrições físicas das transferências, os balanços de quantidades e qualidades, as transformações através dos hidrotratamentos e as competições por frações e correntes intermediárias. Foram desenvolvidos novos modelos empíricos de mistura para predição de duas propriedades do diesel: curva de destilação e número de cetano. O modelo geral foi implementado em MS Excel e GAMS e resolvido com o algoritmo CONOPT. Um aumento na produção média e uma redução de estoques de diesel na Refinaria, medidos no período de fevereiro a outubro de 2007, comparativamente a 2006, estão associados ao uso diário da ferramenta. / Abstract: This work has been developed integrating two traditional concepts of operational research and chemical engineering, respectively: supply chain optimization and global process optimization. The focus of the study is the PETROBRAS' Paulínia Refinery, REPLAN, which integrates the downstream petroleum and derivatives complex of Brazil. There are two production trains in the Refinery; they both have atmospheric and vacuum distillation, fluid catalytic cracking, delayed coker, and diesel hydrotreating units, whereof each process unit is a complete chemical plant. Around 170 tanks, 3.2 million m3, 48 final products and 12000 lineups are some figures that highlight the off-site local complex, for transfer, blending and storage of crude, chemicals, intermediate and final products. The production decisions at REPLAN are the local level of a corporate countrywide decision hierachy. The local level is again divided into sublevels, traditionally: month planning, daily scheduling, operation detailing and production control. This work proposes a change in the production decision hierarchy of REPLAN, adding a level between scheduling and operation detailing, with the purpose of providing an optimization tool for the production of two specifications of diesel oil along a few days horizon. Crucial step for global optimization, the system mathematical model is described in details. This includes the lineups possibilities and physical constraints, volume and property balances, property behavior through the hidrotreating units and the competition for swing-cuts and intermediate streams. It was developed new empirical blending models to predict two of the diesel properties: distillation curve and cetane number. The whole set of equations was implemented using MS Excel and GAMS, and solved with CONOPT algorithm. An increase in the average diesel production and a reduction in the diesel inventory, measured from February to October 2007, compared to 2006, are related to the daily use of the software. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química