Resumo: Neste trabalho se estuda o processo de reforma a vapor de etanol para a produção de hidrogênio avaliando aspectos técnicos, econômicos e ecológicos. Inicialmente são apresentados conceitos e tecnologias referentes à produção de hidrogênio num âmbito geral, realçando o etanol, processos de produção de hidrogênio, aplicações do hidrogênio, reformas a vapor, suportes catalíticos e catalisadores promissores para a reforma a vapor do etanol. Logo após, desenvolve-se uma metodologia para a investigação dos aspectos técnicos relacionados à reforma a vapor do etanol, visando a preparação de catalisadores mono e bimetálicos à base de platina, níquel e cobre (Pt, Ni e Cu) suportado em óxidos de alumina (γ-Al2O3), zircônia (ZrO2), céria (CeO2) e em óxidos mistos (γ-Al2O3-25%ZrO2; γ-Al2O3-25%CeO2; CeO2-25%ZrO2). Em seguida, são apresentados protótipos de reformadores de etanol, assim como, seus componentes, características de funcionamento e resultados de testes experimentais, os quais revelaram uma produção de gás de síntese rico em hidrogênio com 75,24% antes do sistema de purificação e 99,84% de H2 após processo de purificação por adsorção molecular PSA (Pressure Swing Adsorption). Em outra etapa, é estudada a viabilidade econômica, a qual permite avaliar a atratividade de um projeto analisando os custos de investimento, operação e manutenção do reformador de etanol. Além disso, também, é apresentado um estudo de projeção dos custos do hidrogênio, em US$/kWh, para sistemas de reforma a vapor de etanol com capacidades de produção de hidrogênio entre 1 e 1500 Nm3/h. Em ultima etapa, são investigados os aspectos ecológicos, na qual é apresentada uma análise de emissões do processo de reforma e o cálculo da eficiência ecológica, cujo resultado mostra que o processo de produção de hidrogênio via reformador de etanol é uma rota... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work examines the process of steam reforming of ethanol for hydrogen production by evaluating the technical, economic and ecological aspects. Initially we present concepts and technologies related to hydrogen production in a general context, enhancing the ethanol, hydrogen production processes, applications of hydrogen, steam reforming, catalyst supports and catalysts promising for the ethanol steam reforming. Soon after, it develops a methodology to investigate the technical aspects related to the ethanol steam reforming in order to prepare mono and bimetallic catalysts based on platinum, nickel and copper (Pt, Ni and Cu) supported on γ-alumina (γ-Al2O3), zirconia (ZrO2), ceria (CeO2) and mixed oxides (γ-Al2O3; ZrO2; CeO2; γ-Al2O3-25%ZrO2; γ-Al2O3- 25%CeO2; CeO2-25%ZrO2). Next, ethanol reformers prototypes are presented, as well as their components, operating characteristics and results of experimental tests, which revealed a production of synthesis gas rich in hydrogen with 75,24% and 99,84% of H2, respectively, before the purification system and after purification process by adsorption process of molecular PSA (Pressure Swing Adsorption). In another step, we study the economic feasibility, which allows us to evaluate the attractiveness of a project analyzing the investment and operation and maintenance of ethanol reformer. Furthermore, it is presented a study projecting the costs of hydrogen, in US$kWh for systems of ethanol steam reforming with production capacity of hydrogen between 1 and 1500 Nm3/h. In the last step, we investigated the ecological aspects of the system of ethanol steam reforming, which presents emissions analysis of the reform process and the ecological efficiency calculation, whose result shows that the process of producing hydrogen by ethanol reformer technological route is an environmentally attractive because it has a high ecological efficiency... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: José Luz Silveira / Coorientadora: Marivone Nunho Sousa / Banca: Celso Eduardo Tuna / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Adonis Marcelo Saliba Silva / Banca: Gilmar Clemente Silva / Doutor

Resumo: Neste trabalho foi realizado o estudo da fragilização pelo hidrogênio em um tubo de aço API 5L X65 de alto grau de limpidez para uso em dutos de condução para aplicação em ambientes que contém gás sulfídrico. Ensaios normalizados foram realizados com o objetivo de caracterizar as propriedades do material em estudo, através de análise química, análise microestrutural, ensaios mecânicos - dureza, tração, impacto e drop weight (DWTT), ensaios de corrosão - ensaios de HIC e SSC - e ensaios eletroquímicos - curvas de polarização potenciodinâmica, voltametria cíclica e medições de corrente de permeação de hidrogênio. Os resultados apresentaram: a) microestrutura refinada predominante de ferrita acicular, b) caracterização mecânica com resultados dentro do especificado pela norma de fabricação, c) análise química e ensaios de corrosão com resultados superando os requisitos da norma de fabricação e d) nos ensaios eletroquímicos foi evidenciado que o aço em estudo apresentou uma baixa corrente de permeação e uma maior resistência à corrosão em meio de NaCl 3,5% em relação a um aço padrão. Os resultados indicam que o material em estudo atende os critérios da norma de fabricação do tubo (API 5L), sendo evidenciado que o mesmo é adequado para utilização ao ambiente que lhe é proposto / Abstract: In this paper, it was carried out a study of a hydrogen embrittlement in a pipe API 5L X65 with high level of cleanness for linepipe used in sour service environment.. It was performed standardized testing in order to perform an assessment of the material properties, through the chemical analysis and microstructural analysis, mechanical tests - hardness, tensile, impact and drop weight tear test (DWTT), corrosion tests - HIC and SSC tests - and electrochemical tests - potentiodynamic polarization curves, cyclic voltammetry and hydrogen permeation current measurements. The results presented: a) refined microstructure predominant of acicular ferrite, b) mechanical characterization with results that fulfilled with the pipe fabrication standard, c) chemical analysis and corrosion tests with results exceeding the requirements of the standard and d) electrochemical tests showing the studied steel presenting a low permeation current and a higher corrosion resistance in a environment of NaCl 3,5% in relation of standard steel. The results indicate that the studied material complies with the acceptance criteria of the pipe fabrication standard (API 5L), and it was evidenced that the material is suitable for use in sour service environment / Orientador: Roberto Zenhei Nakazato / Coorientador: Eduardo Norberto Codaro / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Danieli Aparecida Pereira Reis / Mestre