Made available in DSpace on 2015-03-18T02:01:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000466515-Texto+Completo-0.pdf: 2196084 bytes, checksum: 5f6d7c75b5387e4577daf1a339454354 (MD5) Previous issue date: 2014 / Gas hydrates are solids formed by crystal structures similar to ice, which may form when the water is in contact with low weight molecular gases (such as H2S, CO2, NH3 and/or light hydrocarbons), under certain conditions of temperature and pressure. Several studies show that gas hydrates may be a wide source of natural gas in the future, especially considering the fact that oil production tends to decline due to the high cost involved, which makes the interest in alternative sources, such as natural gas derived from unconventional sources, grow. However, in order to make gas hydrate exploitation possible, it's necessary to know how they are formed and what are the conditions that provide stability and dissociation. Different apparatus have been used to obtain gas hydrate. In this scenario, the present paper aims to use a unique system called Pilot Plant Synthesis of Gas Hydrates to synthesize different hydrates, with different compositions, in various reaction conditions. It is noticed that the present study was based on the synthesis of hydrates with its precipitation of at larger scales. The methane hydrates were characterized by X-ray diffractometer, Gas Chromatograph and Gas Chromatography Isotope Ratio Mass Spectrometer. / Os hidratos de gás são sólidos formados por estruturas cristalinas, semelhantes ao gelo, que podem se formar quando há água em contato com gases de baixo peso molecular (tais como: H2S, CO2, NH3 e/ou hidrocarbonetos leves), sob determinadas condições de pressão e temperatura. Diversos estudos mostram que os hidratos de gás poderão ser uma vasta fonte de gás natural considerando, especialmente, o fato da produção de petróleo estar propensa a diminuir, em razão do elevado custo desta atividade, o que faz crescer o interesse por outras fontes, como o gás natural derivado de fontes não convencionais. Entretanto, para que a exploração do gás do hidrato seja possível, faz-se necessário conhecer a maneira como estes são formados e quais são as condições que propiciam a sua estabilidade e dissociação. Diferentes aparatos já foram utilizados para a obtenção dos hidratos de gás até os dias de hoje. Neste cenário, o presente trabalho se propõe a utilizar um sistema inédito (denominado Planta Piloto de Síntese de Hidratos de Gás) para sintetizar diferentes hidratos de gás, com diferentes composições dentro de variadas condições reacionais. Salienta-se que este estudo foi baseado na síntese de hidratos de metano, com a precipitação dos mesmos em maiores escalas. Os hidratos de metano foram caracterizados através da difratometria de raios-X, na cromatografia gasosa e cromatografia gasosa acoplada à Espectrometria de Massa de razão isotópica.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho tem como objetivo estudar a indústria do petróleo, gás natural e biocombustíveis no contexto brasileiro e no mundial. Visa também analisar as vantagens e desvantagens dos biocombustíveis e seu possível impacto na indústria do petróleo, assim como os principais indicativos e projeções da indústria do petróleo, como reserva, produção, preço e consumo, através de coleta de dados e geração de gráficos pesquisados e comparados de grandes agências e empresas de energia. Os biocombustíveis podem ser um grande aliado da indústria do petróleo tendo em vista a duração das reservas mundiais de hidrocarbonetos. O uso dos biocombustíveis implicará no desenvolvimento de tecnologias renováveis e de reutilização de materiais antes descartados, trazendo benefício a toda sociedade. A indústria do petróleo é impactada pelas flutuações no mercado internacional e pela demanda, assim como pela manipulação da produção de combustíveis fósseis pelos países produtores. Esses aspectos apresentados interligados criam uma complexa indústria que a presente dissertação se propõe a analisar.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2006. / Submitted by Alexandre Marinho Pimenta (alexmpsin@hotmail.com) on 2009-09-27T00:43:23Z No. of bitstreams: 1 2006_Marlos Moreira dos Santos.pdf: 453805 bytes, checksum: 763e36a1ab3308c77777d5e4a2ed0754 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2011-01-06T19:26:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Marlos Moreira dos Santos.pdf: 453805 bytes, checksum: 763e36a1ab3308c77777d5e4a2ed0754 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-06T19:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Marlos Moreira dos Santos.pdf: 453805 bytes, checksum: 763e36a1ab3308c77777d5e4a2ed0754 (MD5) Previous issue date: 2006 / O Estado brasileiro tem como meta ampliar para cerca de 15% a participação do gás natural (GN) na matriz energética nacional até 2010. Entretanto, a expansão do emprego do GN enfrenta dificuldades relacionadas ao seu armazenamento e transporte para regiões não assistidas por gasodutos. Nas condições padrões de temperatura e pressão este combustível apresenta uma densidade de energia demasiadamente baixa (0,038 MJ/L). Já as formas comprimida e liquefeita requerem condições extremas de pressão ou temperatura (> 200 atm e –161 ºC, respectivamente), o que torna os sistemas dispendiosos e pouco operacionais dependendo do nicho de aplicação. Dentro deste contexto, o emprego do gás natural adsorvido (GNA) sobre materiais microporosos tem se apresentado como uma interessante alternativa, pois permite armazenar o gás com densidades de energia relativamente elevadas em condições mais favoráveis (temperatura ambiente e pressões da ordem de 35 atm). O objetivo do presente trabalho é a preparação, a partir do bambu (Dendrocalamus giganteus), de discos de carbono ativados com aplicação no armazenamento de gás natural. Inicialmente realizouse a impregnação do bambu com ácido fosfórico. A seguir, o material impregnado foi conformado na forma de discos através da prensagem a quente. Estes discos foram então tratados termicamente a 450 ºC sob atmosfera inerte e posteriormente lavados com água para remoção do ácido. Adicionalmente, alguns discos ativados quimicamente foram submetidos a um tratamento térmico (600 ºC) em atmosfera de CO2 na tentativa de otimizar a estrutura porosa via ativação física. Os materiais obtidos foram caracterizados quanto à estrutura porosa (avaliadas através das isotermas de N2 a -196 ºC e CO2 a 0 ºC), densidade aparente e capacidade de adsorção de metano. O material com melhor performance apresentou uma capacidade de adsorção de metano de 102 v/v e foi obtido através da ativação química utilizando-se uma proporção fósforo/precursor de 0,34 g/g. No caso das tentativas de ativação com o CO2, a elevada reatividade dos materiais de carbono, obtidos a partir do bambu, associada a restrições difusionais do CO2 nas condições de síntese impediram o desenvolvimento adicional da estrutura porosa. Por fim, realizou-se um estudo a respeito da densidade do metano adsorvido nos ultra e supermicroporos, sendo que os resultados obtidos puderam ser relacionados à performance dos materiais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Brazilian Government aims to enlarge the participation of natural gas (NG) in the national energetic matrix up to around 15% until 2010. However, the expansion of the employment of NG has faced difficulties related to gas storage and transportation to areas unattended by pipe-lines. In the standard conditions of the temperature and pressure the NG exhibit a too low energy density (0.038 MJ/L). In turn, the compressed and liquefied forms demand extreme conditions of temperature or pressure (> 200 atm and –161 ºC, respectively), which makes the systems expansive and few operational depending on the application being considered. In this context, the use of NG as an adsorbed phase on microporous materials is an interesting alternative because it allows to store the gas with relatively high energy density at room temperature and pressures as low as 35 atm. The present work aims to prepar, from bamboo (Dendrocalamus giganteus), activated carbon discs for storing NG. Firstly, the precursor was impregnated with phosphoric acid and the impregnated material was conformed to the form of discs by hot pressing. Then, the discs were carbonized up to 450 ºC and washed with water to remove the acid. As an attempt to optimize the porous structure of the chemically activated samples by physical activation, some discs were additionally submitted to a thermal treatment up to 600 °C under a CO2 atmosphere. The generated materials were characterized in respect to their porous structures (assessed from their adsorption isotherms of N2 at -196 ºC and CO2 at 0 ºC) and measurements of apparent densities and methane adsorption capacities. The sample with the best performance, obtained by chemical activation with a ratio phosphorous/precursor of 0,34 g/g, presented a methane adsorption capacity of 102 v/v. In the case of the thermal treatments with CO2, the elevated reactivity of the carbons discs associated to diffusional problems of CO2 in the synthesis conditions prevented any additional development of the porous structure. Finally, a study about the density of the adsorbed phase in the ultra and supermicropores has carried out, being that the results could be related to the performance of the materials.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, Programa de pós-graduação em Ciências Mecânicas, 2006. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-17T14:08:46Z No. of bitstreams: 1 2006_ThatianaVirginiaGranjaCruz.pdf: 4788595 bytes, checksum: a1de72994c8e62ce2d9a174b88c5e5f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-17T14:09:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_ThatianaVirginiaGranjaCruz.pdf: 4788595 bytes, checksum: a1de72994c8e62ce2d9a174b88c5e5f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-17T14:09:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_ThatianaVirginiaGranjaCruz.pdf: 4788595 bytes, checksum: a1de72994c8e62ce2d9a174b88c5e5f3 (MD5) / O panorama socioeconômico brasileiro mostra uma situação propícia para o crescimento da geração distribuída: o aumento da demanda por energia elétrica, o incentivo ao uso do gás natural, a implementação de tarifas diferenciadas para os horários de ponta, etc. Tal fato tem despertado interesse na produção de energia elétrica, por meio de pequenos grupos geradores para entrarem em horário de ponta, ou para atenderem às comunidades isoladas do país e ao meio rural, como também, para atuarem em projetos de cogeração industrial e comercial. Uma dessas alternativas para geração, em franco desenvolvimento, são as microturbinas. Esta tecnologia, recentemente implantada no Brasil, encontra um cenário favorável à expansão, tendo-se em vista os novos desenvolvimentos tecnológicos e a política governamental de expansão do uso do gás natural para termeletricidade. Esses sistemas trabalham, tipicamente, em altas rotações, e em composições cuja capacidade nominal instalada pode variar de 35 kW a 1 MW, tendo características similares a turbinas de grande porte. O presente trabalho consistiu do estudo do comportamento de uma microturbina a gás. Os principais objetivos foram: determinar as variáveis representativas do comportamento da microturbina; instrumentar a microturbina; avaliar o seu comportamento termodinâmico; aplicar técnicas de identificação para obter modelos matemáticos para a representação de seu funcionamento; e, por último, avaliar os modelos identificados, determinando um envelope operacional adequado ao posterior controle da microturbina. Para obter os resultados foram realizados quatro ensaios, em diferentes regimes de operação da microturbina. Por meio dos resultados obtidos foi possível caracterizar o funcionamento termodinâmico da microturbina como uma turbina livre e, também, identificar um modelo adequado, para representar o comportamento dinâmico deste sistema para os regimes de operação propostos. Este projeto segue uma linha de desenvolvimento da Universidade de Brasília, cuja etapa subseqüente consistirá no controle dinâmico, tendo como base os resultados deste trabalho. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Brazilian socioeconomic panorama shows a tendency of growth for distributed generation: increasing electricity demand, incentive to the use of natural gas, different tariffs for peak and off-peak electricity consumption etc. These factors, together, have led to an increase in production of electricity be means of small generators that operate during peak demand hours, or to supply energy to isolated communities and to rural areas, as well as to operate in industrial and commercial cogeneration. Microturbines are one of the alternatives to meet all these needs. In Brazil, this new technology finds a favorable expansion scenario, considering new technology development and the governmental policy to increase the use of natural gas for thermoelectric generation. These systems work typically at high speeds and set-ups with installed capacity ranging from 35 kW to 1 MW and similar characteristics as those of larger gas turbines. This work consists of the study of a gas microturbine behavior. The main objectives were: to determine variables that represent the microturbine overall behavior; to instrument the system; to evaluate its thermodynamic behavior; to apply the newest identification techniques and to obtain mathematical models from it; to evaluate how well these models represent the operation of the system; and to determine the adequate operational envelop for its automated control. To perform these activities, the microturbine was operated under four different regimes. The results of these tests made it possible to characterize the microturbine’s behavior as a free turbine, and to identify an adequate model for representing its dynamic behavior under the four regimes proposed. This project follows a path of development at the University of Brasilia and the next step is the dynamic control based on the results obtained here.

A tarefa de regular um mercado estruturado sob a forma de monopólio natural, como no caso da distribuição de gás canalizado no Brasil, implica assegurar o equilíbrio econômicofinanceiro das firmas reguladas, garantindo, ao mesmo tempo, modicidade tarifária e nível de excelência na qualidade dos serviços prestados. Para isso, a questão da formação de preços é crítica, pois envolve aspectos do excedente e sua distribuição. Por esta razão, dentre as atribuições do órgão regulador, destaca-se o estabelecimento de regras tarifárias que conciliem os interesses dos consumidores e da empresa regulada. Entretanto, a tarefa de desenhar tarifas justas é afetada pela assimetria de informações entre o órgão regulador e a firma regulada, em favor da última. Este trabalho sugere a incorporação da metodologia do Economic Value Added EVA® no processo de revisão tarifária. Tal incorporação, conforme demonstrado, permite ao regulador avaliar a geração de valor do setor e reduzir a assimetria informacional entre concessionárias e agência reguladora. Além disso, facilita o repasse de eventuais excessos de geração de valor aos consumidores, em benefício da sociedade. Palavras-chaves: Assimetria de informação, Economic value added (EVA®), gás canalizado, gás natural, geração de valor, revisão tarifária. / Regulating a structured market under natural monopoly such as the Brazilian pipeline gas distribution implies in assuring an economic and financial equilibrium of the regulated firms as well as guaranteeing the tariff moderateness and service quality excellence. In order to achieve this pricing is crucial, for it encompasses surplus and surplus distribution. Therefore, the role of setting tariff rules of the regulator agency, stands out so that these rules conciliate the interests of both consumers and the regulated companies. However, outlining fair tariffs is impacted by asymmetrical information between regulator agency and regulated firms in favor of the latter. This study suggests incorporating the Economic Value Added methodology in tariff revision process. This incorporation allows the regulator to evaluate the value generation in the sector and to reduce asymmetrical information between companies regulated and the regulator. In addition to this, it makes it easier to allocate the possible value generation surplus to the consumers in favor of the society. Key words: Asymmetrical information, economics regulation, tariff revision, value generation, economic value added (EVA®), natural gas, and pipeline gas.

O presente trabalho apresenta uma comparação das eficiências energética e exergética de três alternativas diferentes de montagem de sistemas de co-geração de energia que empregam o gás natural como combustível. O caso estudado é uma situação real de um curtume que utiliza lenha como combustível para geração de sua energia térmica e compra energia elétrica da distribuidora. A primeira alternativa é composta por um motor de combustão interna a ciclo Otto, a segunda emprega uma turbina a gás a ciclo Brayton e a terceira usa um gerador de vapor superaquecido juntamente com uma turbina a vapor em contrapressão. Para simulação das plantas é utilizado um software comercial que foi alterado, ficando capacitado para calcular exergias físicas e químicas de plantas de utilidades, cálculos exergoeconômicos, tais como taxas de custo das correntes e eixos, e também de determinar para cada equipamento os valores das variáveis usadas para a avaliação e o melhoramento do desempenho de plantas. Após as modificações o programa foi testado resolvendo um problema conhecido e cuja solução encontrada foi comparada com o da bibliografia. Foram obtidos resultados muito próximos ao padrão usado para comparação, os desvios encontrados são desprezíveis para os objetivos deste trabalho. A planta com melhor eficiência energética e exergética é aquela com motor ciclo Otto, seguida pela montagem que emprega a turbina a gás e finalmente, o conjunto gerador de vapor e turbina a vapor. São calculados os custos de insumos: investimentos necessários para construção das plantas, os custos de operação e manutenção e os custos com combustível. A partir destes valores são resolvidos os sistemas de equações para determinar as taxas de custos das correntes e eixos. Para as três plantas as variáveis de decisão são modificadas buscando aumentar a eficiência exergética e diminuir os custos dos produtos de co-geração. A metodologia para avaliação e melhoramento do desempenho das plantas é empregada e observa-se que é na terceira configuração é onde as modificações tiveram maior impacto, seguida pela primeira planta e por último a segunda alternativa.

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Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10047_Bernardo Bicalho.pdf: 1603372 bytes, checksum: 0e963ae1664a26ec9997f50dd57e4961 (MD5) Previous issue date: 2016-06-02 / As ferrovias brasileiras transportaram mais de 460 milhões de toneladas em 2014 e estão buscando alcançar os padrões ambientais internacionais. Os impactos ambientais decorrentes da utilização de óleo diesel e de combustíveis alternativos utilizados nas locomotivas foram analisados neste estudo. Este artigo propõe um método baseado nas métricas do World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) para avaliação da eco-eficiência da operação de locomotivas de ferrovias nacionais ou internacionais, de passageiros e de carga. Sete indicadores foram criados de forma a tornar viável a comparação entre os cenários, sendo eles: consumo de energia total (E), consumo total de energia renovável (RE), emissões de dióxido de carbono (CO2), emissões de monóxido de carbono (CO), emissões de óxidos de nitrogênio (NOx), emissões de material particulado (MP) e eficiência de custos (investimento, manutenção e combustíveis) (EC). O método foi aplicado na Estrada de Ferro Vitória a Minas (EFVM), uma das ferrovias mais importantes do Brasil. Cinco cenários que representam a troca de fontes de combustível foram desenvolvidos, testados e analisados, sendo o Cenário 1 o atual modo de operação da ferrovia. Os cenários levam em consideração a utilização de biodiesel na concentração de 5% no óleo diesel convencional (B5) e também na concentração de 25% (B25). Além disso, foi estudada a utilização de gás natural liquefeito (GNL) associado ao B5 e B25. Após análise dos dados, os resultados demonstraram que se o Cenário 4 for implementado, em comparação ao Cenário 1 a ferrovia pode ganhar 2,3% no indicador de eficiência energética, 139% no indicador de energia renovável, 32% em emissão de CO2, 100% em MP, 60,0% em NOx e 12,6% em Eficiência de Custo. O único indicador que apresenta pior resultado se comparados o Cenário 4 e Cenário 1 é a emissão de CO, com piora no indicador de -3,2%, em função do uso de GNL. Os resultados demonstram que o método proposto pode ser utilizado como uma ferramenta de suporte para auxiliar a ferrovia a decidir qual a melhor mistura de combustíveis e a melhor tecnologia a ser utilizada, para que se possa minimizar o impacto ambiental e os custos operacionais da mesma. Os resultados foram comparados aos padrões da United States Environmental Protection Agency (EPA), agência americana responsável pela regulação dos padrões de emissão no país, sendo capazes de alcançar, em alguns casos, os mais altos padrões de exigência.

Orientador: Flávio Vasconcelos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T08:49:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_SergioRicardoCunha_M.pdf: 4736839 bytes, checksum: 6fe321a731c29d8b5dc7ce4825c48284 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O crescimento da disponibilidade de gás natural no Brasil nos últimos anos foi possível graças ao desenvolvimento de novos campos de petróleo e gás e a mobilização da Petrobras no sentido do aproveitamento do gás produzido. O "Plangás", plano de antecipação da produção de gás, possibilitou ao país alcançar segurança na oferta sem depender do recebimento de gás da Bolívia, no entanto sem prescindir deste. Com a construção de diversas plantas de processamento, o país agora importa menos GLP, tradicionalmente deficitário e consequentemente produz grandes quantidades de gasolina natural, ambos resultantes do processamento de gás natural. A gasolina natural (CS+) é tradicionalmente incorporada ao petróleo do campo produtor devido a sua pequena escala de produção. O Objetivo deste trabalho foi propor alternativas para a utilização da gasolina natural (C5+) dentro dos limites de uma UPGN. Foi realizada a caracterização do C5+ através das técnicas mais destacadas na literatura e através das diversas de mistura procurou-se a melhor formulação para compor gasolina tipo "A", usando-se outras correntes de processo corno elevadores de octanagern. Verificou-se a possibilidade do uso do C5+ como solvente e finalmente corno carga para unidades de produção de etileno e seus subprodutos derivados do craqueamento térmico a vapor. Constata-se o caráter parafínico do C5+ através da sua crornatografia, PONA, Kw e octanagem baixa. A destilação ASTM D-86 evidencia a semelhança do C5+ com a nafta leve de destilação, corrente normalmente usada como carga para unidades de craqueamento para obtenção de olefinas. A análise das propriedades do CS+ mostra a inviabilidade do seu emprego corno gasolina. Só é possível seu aproveitamento corno gasolina através de misturas com outras naftas, sendo que as naftas de polimerização e craqueamento que se mostraram mais promissoras para este fim. Solventes leves podem ser produzidos por destilação do C5+, destacando-se os solventes de borracha e de extração. O rendimento para obtenção de eteno usando-se o C5+ como carga nas unidades de pirólise térmica a vapor pode chegar a 32% em massa, superando o rendimento das correntes liquidas tradicionalmente usadas nestas unidades. A projeção de produção de C5+ nos próximos anos, devido principalmente aos projetos do Plangás e Pré-sal certamente despertará na indústria petrolífera um maior interesse no aproveitamento desta corrente de processo. / Abstract: The increasing availability of natural gas in Brazil in recent years was made possible by the development of new fields of oil and gas and Petrobras mobilization towards tapping the gas produced. The anticipation plan for the production of natural gas, "Plangás", enabled the country to achieve security without depending on the offer of receiving gas from Bolivia, but without ignoring it. With the construction of several processing plants, the country now imports less LPG, traditionally deficit, and consequently produces large quantities of natural gas, resulting from both natural gas processing. The natural gasoline (C5+) is traditionally incorporated into the oil producing field due to their small scale production. The goal of this study was to propose alternatives to the use of natural gasoline (C5 +) within the limits of a UPGN. We performed the characterization of the C5 + through the techniques most prominent in the literature and through the various mixing rules sought to make the best formulation for gasoline Type "A", using other process streams such as octane elevators. There was the possibility ofusing the C5 +as a solvent and finally how raw material to load units of ethylene and byproducts derived from thermal steam cracking. It shows the paraffin character of the C5 + through its chromatography, PONA, Kw and low octane. Distillation ASTM D-86 shows the similarity of the C5 + with the light naphtha distillation, current commonly used as raw material to load cracking units for obtaining olefins. An analysis of the properties of C5 + shows the impracticality o f its use as gasoline. It is only possible through its use as gasoline mixtures with other naphtha, and the naphtha cracking and polymerization that have proven most promising for this purpose. Light solvents can be produced by distillation of the C5 +, especially rubber solvents, and extraction solvents. The yield for production o f ethylene using the C5 + as raw material in units of thermal pyrolysis steam can reach 32% by mass, exceeding the current net income traditionally used in these units. The projected production of C5 + in the coming years, due mainly to Plangás project and Pre-salt project, will do the oil industry will certainly be interested in exploiting this process stream. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química