Le gaz naturel représente environ 20% de la consommation énergétique mondiale et cette part est attendue à la hausse dans les prochaines années en raison de la transition énergétique. Pour des raisons économiques et stratégiques, et afin de réguler les demandes d’énergie entre l’été et l’hiver, le gaz naturel est stocké temporairement dans des réservoirs souterrains, notamment des réservoirs aquifères. Les opérations d’injection et de soutirage du gaz mettent donc en contact des espèces gazeuses, liquides et solides, et rendent potentiellement possibles de nombreux phénomènes de transferts d’espèces chimiques d’un milieu vers un autre. Ainsi, bien que composé majoritairement de méthane (70-90%vol), le gaz naturel peut présenter des concentrations variées d’éléments trace métalliques (arsenic, mercure, plomb…). Compte tenu du caractère néfaste de ces composés, à la fois pour les installations industrielles et pour l’environnement, il est de la première importance de connaître l’impact de la composition chimique du gaz sur l’aquifère.Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse s’inscrivent dans ce contexte et ont eu pour objectif de caractériser les matrices gaz/eau/roche ainsi que les interactions qui existent entre elles, avec pour centre d’intérêt principal les éléments trace métalliques.Pour cela nous avons fait porter nos efforts sur l’optimisation (i) des conditions d’utilisation d’un banc de prélèvement ATEX, basé sur le principe de barbotage, et (ii) des méthodes de piégeages des métaux lourds puis d’analyses employées. Ce dispositif unique permet d’échantillonner les métaux présents dans un gaz naturel sous pression (100 bar maximum). Utilisé sur des sites industriels, ce banc a permis de mesurer et suivre sur plusieurs années la composition chimique en éléments trace métalliques du gaz naturel, mais aussi ponctuellement d’un biogaz et d’un biomethane. En effet, Ces deux derniers gaz ont vocation à réduire l’utilisation des énergies fossiles, celle du gaz naturel en particulier. Les biométhanes sont donc amenés à parcourir les mêmes réseaux de transport et à séjourner dans les mêmes sites de stockage que ceux utilisés pour le gaz naturel.En complément de la caractérisation de la phase gazeuse, nous nous sommes intéressés aux évolutions des compositions chimiques des phases aqueuse et minérale du stockage souterrain, sans pouvoir identifier de mécanisme de transfert spécifiquement lié aux activités de stockage de gaz. / Natural gas represents 20% of energy consumption in the world. This percentage is expected to increase in the next years due to the energy transition. For economic and strategic concerns, and in to regulate energy demand between summer and winter, natural gas might be stored in underground storages like aquifers. Consequently, injection and drawing operations favour contact between gaseous, liquid and solid species and make possible transfer phenomena of chemical species from one matrix to another. In addition, even though natural gases are composed essentially of methane (70-90%vol), they can also show various metallic trace element concentrations (mercury, arsenic, tin…). According harmful effects of these compounds on industrial infrastructures and on environment, knowing impacts of natural gas composition on aquifer storage is crucial.The different tasks of this thesis are incorporated within such a context with the objective to characterize gases-waters-rocks matrices and their potential interactions, focusing on metallic trace elements.Therefore, we have focused a part of this PhD thesis on the optimisation of conditions of use (i) of a in EX zone 0 sampler device, working according to the principle of bubbling and (ii) of trapping methodology as well as analytic methods. This unique device allows metal sampling from natural gases up to 100 bar pressure. Its use on industrial sites has permitted to measure and monitor during several years the metallic trace element chemical compositions of a natural gas and also more limited biogas and a biomethane analysis. Indeed, these two last gases are designed to reduce fossil fuel consumption particularly natural gas one. Biomethanes are led to use the same transportation network and to be temporarily stored in the same way as natural gaz. In addition of the gaseous phase, we have taken interest in the water and the mineral phases to characterize their chemical composition evolutions in time, without identify specific transfer mechanisms in touch with gas storage activity.

Este trabalho tem como objetivo estimar a elasticidade renda e preço da demanda por gás natural no Brasil para o setor industrial brasileiro. O segmento de consumo industrial representa cerca de dois terços do consumo de gás natural no país, destacando sua importância estratégica na elaboração de política energética relacionada ao gás. Este trabalho apresenta também o incremento nas trocas internacionais de gás natural e a perspectiva de aumento do uso desse energético no Brasil e no mundo. Alguns desafios ainda se colocam para a efetiva globalização dessa indústria, como: a necessidade de realização de investimentos em infraestrutura de produção, transporte e distribuição; o aprimoramento do acesso às principais reservas do hidrocarboneto; e as incertezas com relação à evolução da demanda. Utiliza-se o estudo estatístico econométrico para estimar as elasticidades preço e renda, ou seja, para investigar como a demanda industrial brasileira reage frente a um aumento ou diminuição de preço do gás e das variações na renda disponíveis no Brasil. Como proxy da renda industrial utilizam-se os dados do PIB industrial brasileiro. Após identificar que as séries estudadas eram não estacionárias, optou-se pela utilização do conceito de cointegração. Os resultados obtidos por meio do referido modelo mostraram que a demanda estudada é muito mais sensível a variações do preço do gás natural do que a variações na renda. Desse modo, constatou-se que, no Brasil, preços mais competitivos obtêm melhores resultados para o crescimento da demanda por gás natural do que aumentos da renda. / The purpose of the present study is to estimate the elasticity, mainly in terms of price and income, of the demand for gas natural in the Brazilian industrial sector. The industry represents around two-thirds of the natural gas consumption in the country, highlighting strategic importance in creating energy policy related to natural gas. This paper also presents the evolution in international trade of natural gas and the perspectives of increased in the use of this energy source in Brazil and worldwide. Some challenges still lay ahead for effective intensification of the gas industry in the country, such as: the increase of investments in infrastructure for production, transport and distribution; the development to the access to major hydrocarbon reserves; the improvements to deal with uncertainties regarding the evolution of demand. Econometric tools are used to estimate price and income elasticity for the Brazilian industrial sector, in other words, to investigate how the natural gas demand reacts to an increase / decrease in the price of gas and in the available income. The industrial GDP is used as a proxy for income. After determining that the series under study were non-stationary, the co-integration approach was chosen and Vector Error Correction Model (VEC Model) was applied. The obtained results show that the price elasticity in the industrial sector in Brazil is significantly higher than income elasticity.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a viabilidade técnica de processos de separação de gás carbônico em correntes de gases de combustão. Neste sentido, a separação por meio de membranas e por criogenia são avaliadas por meio de simulação de sistemas. As propostas envolvendo membranas avaliam arranjos de membranas em série, os quais são otimizados para condições de maior fluxo permeado e maior beneficio econômico. A corrente de alimentação é de 5 kmol/s e as respectivas frações molares de CO2 e N2 que compõem esta corrente são 0,15 e 0,85. Os resultados obtidos da otimização, para um arranjo de três membranas em série de polyimida de 9000 m² de área superficial, foram uma corrente de permeado de 443,1 mol/s de CO2 a 41,6%, correspondendo a aproximadamente 59% do CO2 da corrente de alimentação. Já com um arranjo de 6 membranas de 9000 m², onde a função objetivo é o maior lucro, foi selecionado o material kapton e a quantidade de CO2 separada é 161,12 mol/s, cuja concentração na mistura é de 79%, e a função objetivo tem um valor de 24.405,30 €/ano. Na outra parte do trabalho, propõe-se e avalia-se um ciclo para o aproveitamento da disponibilidade térmica na regasificação do gás natural líquido, para liquefação de CO2. Obtém-se como resultando em CO2 líquido com fração molar igual a 94%. Este processo consta de uma corrente proveniente da combustão completa de 1 mol/s de metano, contendo 1 mol/s de CO2 e 7,52 mol/s de N2. Esta corrente é comprimida e resfriada até atingir a pressão de 4000 kPa e 25 °C, posteriormente uma membrana enriquece a corrente de gases de combustão, que novamente é comprimida e resfriada até se obter a condensação e separação do CO2. Realiza-se o cálculo de equilíbrio líquido-vapor da mistura utilizando as equações de Peng-Robinson e a regra de mistura de Van der Waals no software VRTherm. A vazão molar do CO2 líquido obtida é de 0,3207 mol/s na concentração declarada. A intensidade energética do processo é de 1,135 kWh/kg de CO2 liquefeito. / The objective of this work is to evaluate the technical feasibility of carbon dioxide separation processes of flue gases streams. In this way, separation processes due membrane and cryogenics are evaluated by system simulation. The systems using membranes evaluates setup of those membranes in series, these setups are optimized for the largest permeate molar flow and the largest economic profit. The feed stream is a 5 kmol/s CO2 – N2 mixture, with molar fraction of 0.15 and 0.85 respectively. The result obtained from the optimization for a setup of three polyimide membranes of 9000 m² is a permeate stream of 443.1 mol/s with CO2 at 41.6%, corresponding to aproximadely 59% of the CO2 contained in the feed stream. When a setup of six 9000 m² membranes is analyzed using an objective function that results in the largest profit, kapton was selected as the material for the membranes. The quantity of CO2 captured is 161.12 mol/s, at 79% of concentration in the mixture, and the objective function has a value of 24,405.30 €/year. The second part of this work, proposes and evaluates a cycle that takes the thermal availability of the regasification of liquid natural gas in advantage for CO2 liquefaction. The product of the cycle is liquid CO2, with a molar fraction of 0.94. The process is fed with a stream that comes from the stoichiometric combustion of 1 mol/s of methane, that stream is composed by 1 mol/s of CO2 and 7.52 mol/s of N2. The stream is then compressed up to the pressure of 4000 kPa and cooled down to 25 °C. After that a membrane concentrates the CO2 in one stream, which is again compressed and cooled down until the condensation of CO2 is achieved. Calculations of liquid – vapor are performed with the Peng- Robinson’s equations and the Van der Waals mixture rule using the software VRTherm. The molar flow rate of liquid CO2 obtained is of 0.3207 mol/s in the concentration mentioned before. The energy intensity of the process is of 1.135 kWh/kg of liquid CO2.

Orientadores: Márcia Miguel Castro Ferreira, Jarbas José Rodrigues Rohwedder / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Qímica / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:19:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_YuriGuimaraes_M.pdf: 1972063 bytes, checksum: 17925102065d8dd73072baa01e19447c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este estudo avalia a capacidade do uso da espectroscopia NIR para a determinação do teor de 6 hidrocarbonetos e dióxido de carbono em 40 misturas gasosas com composição semelhante à do gás natural. Os espectros NIR foram obtidos a partir de um equipamento experimental, construído no próprio laboratório, baseado em um monocromador do tipo AOTF e simultaneamente em um espectrofotômetro comercial NIR-FT. Modelos de calibração multivariada PLS-1 foram construídos, para os 6 gases, com os dois conjuntos de dados. A validação do método foi realizada calculando-se as figuras de mérito multivariadas, envolvendo em alguns casos o conceito do sinal analítico líquido (NAS). Os valores de RMSECV variam de 0,1858% para o 1,3- butadieno, cuja faixa de porcentagem volumétrica é de: 0,8% a 4,9%; a 0,9732% para o metano cuja faixa de porcentagem volumétrica é de: 61,7% a 89,9%. Estes valores confirmam a possibilidade de determinação do teor das espécies constituintes do gás natural e uma comparação das variâncias, por meio do teste F, dos modelos obtidos com os espectrofotômetros NIR-AOTF e NIR-FT indicam a adequação do equipamento experimental utilizado / Abstract: The present study evaluates the potential of NIR spectroscopy in determining the content of 6 hidrocarbons and carbon dioxide in 40 gas mixtures very similar in composition to the brazilian natural fuel gas. The NIR spectra were obtained from an equipament built in our laboratory and based on a AOTF wavelength selector device. All the spectra were simultaneously recorded in a comercial NIR-FT spectrophotometer (Bomem MB160D). Multivariate calibration models (PLS-1) were built for the six gases with both data sets. Method validation was performed calculating the figures of merit based on the Net Analyte Signal (NAS). RMSECV values ranged from 0.1858%, for 1,3-butadiene wich has a volumetric ratio of 0.8% to 4.9%; to 0.9732 for methane which has a volumetric ratio of 65.8% to 89.9%. These values confim the possibility of measuring the content of all the constituents evaluated in this study. A model variance comparision regarding the calibrations obtained with the NIR-AOTF and NIR-FT spectrophotometers showed the adequacy of the experimental equipament employed / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarconiSFO_DISSERT.pdf: 4822002 bytes, checksum: 2debc2b37aed6dad6d1e0bb06a153e64 (MD5) Previous issue date: 2013-07-31 / The underground natural gas found associated or not with oil is characterized by a mixture of hydrocarbons and residual components such as carbon dioxide (CO2), nitrogen gas (N2) and hydrogen sulfide (H2S), called contaminants. The H2S especially promotes itself as a contaminant of natural gas to be associated with corrosion of pipelines, to human toxicity and final applications of Natural Gas (NG). The sulfur present in the GN must be fully or partially removed in order to meet the market specifications, security, transport or further processing. There are distinct and varied methods of desulfurization of natural gas processing units used in Natural Gas (UPGN). In order to solve these problems have for example the caustic washing, absorption, the use of membranes and adsorption processes is costly and great expenditure of energy. Arises on such findings, the need for research to active processes of economic feasibility and efficiency. This work promoted the study of the adsorption of sulfide gas in polymer matrices hydrogen pure and modified. The substrates of Poly(vinyl chloride) (PVC), poly(methyl methacrylate) (PMMA) and sodium alginate (NaALG) were coated with vanadyl phosphate compounds (VOPO4.2H2O), vanadium pentoxide (V2O5), rhodamine B (C28H31N2O3Cl) and ions Co2+ and Cu2+, aiming to the adsorption of hydrogen sulfide gas (H2S). The adsorption tests were through a continuous flow of H2S in a column system (fixed bed reactor) adsorption on a laboratory scale. The techniques used to characterize the adsorbents were Infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry analysis (TGA), X-ray fluorescence (XRF), the X-ray diffraction (XRD) electron microscopy (SEM). Such work indicates, the results obtained, the adsorbents modified PMMA, PVC and NaALG have a significant adsorptive capacity. The matrix that stood out and had the best adsorption capacity, was to ALG modified Co2+ with a score of 12.79 mg H2S / g matrix / O g?s natural encontrado no subsolo associado ou n?o ao petr?leo se caracteriza por uma mistura de hidrocarbonetos e componentes residuais tais como o di?xido de carbono (CO2), o g?s nitrog?nio (N2) e o sulfeto de hidrog?nio (H2S), denominados de contaminantes. O H2S em especial se promove como contaminante do g?s natural por estar associado ? corros?o de dutos (gasodutos), ? toxidade humana e a aplica??es finais do G?s Natural (GN). O teor de enxofre presente no GN deve ser totalmente ou parcialmente removido, visando atender as especifica??es de mercado, seguran?a, transporte ou processamento posterior. H? distintos e variados m?todos de dessulfuriza??o do g?s natural usados nas Unidades de Processamento do G?s Natural (UPGN). Visando solucionar tais problemas temos como exemplo a lavagem c?ustica, a absor??o, o uso de membranas e a adsor??o, sendo processos onerosos e com grande disp?ndio energ?tico. Surge, diante de tais constata??es, a necessidade de pesquisa de processos ativos de viabilidade econ?mica e efici?ncia. O presente trabalho promoveu o estudo da adsor??o do g?s sulfeto de hidrogr?nio em matrizes polim?ricas puras e modificadas. Os substratos de Poli(cloreto de vinila) (PVC), Poli(metacrilato de metila) (PMMA) e alginato de s?dio (NaALG), foram recobertos com os compostos de fosfato de vanadila (VOPO4.2H2O), pent?xido de van?dio (V2O5), rodamina B (C28H31N2O3Cl) e os ?ons Co2+ e Cu2+, objetivando-se a adsor??o do g?s sulfeto de hidrog?nio (H2S). Os ensaios de adsor??o se deram atrav?s de um fluxo cont?nuo de H2S em um sistema de coluna (reator de leito fixo) de adsor??o em escala de laborat?rio. As t?cnicas utilizadas para a caracteriza??o dos adsorventes foram ? espectroscopia de infravermelho (FTIR), a an?lise termogravimetria (TG), a fluoresc?ncia de raios X (FRX), o difra??o de raios X (DRX), a microscopia eletr?nica de varredura (MEV). Tal trabalho indica, pelos resultados obtidos, que os adsorventes modificados de PMMA, PVC e NaALG t?m uma capacidade adsortiva significativa. A matriz que se destacou e apresentou a melhor capacidade de adsor??o, foi a de ALG modificada com Co2+ tendo um resultado de 12,79 mg de H2S/g de matriz

The thesis is concerned with the stability of the energy market with oil and gas in the European Union. It first characterizes the development of energy policy. The next part specifies two essential types of primary energy -- petroleum and natural gas. This chapter deals with the measurement, mining and also describes the proved world reserves that influence the delivery of these energies into the European Union. The following chapter deals with the stability of the internal market for oil and natural gas. It describes the stability of demand for this kind of energy, the stability of supply and the stability of prices. The final section outlines some of the ways, in which the European Union seeks to enhance the stability. One of the ways is maintaining and deepening relationships with external suppliers and other major energy consumers. Another way to encourage energy stability is to increase the efficiency of energy use, which leads among others to a reduction of the European dependence on supplies and it also lower resource depletion.

Made available in DSpace on 2016-04-28T20:13:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006- Renata Leite Pinto do Nascimento.pdf: 1499423 bytes, checksum: 2beeba76f44bb2141bae639fc03dea40 (MD5) Previous issue date: 2006-03-06 / During the 1990 s the transnational companies increased their investments in the South Cone, encouraged by laws that stimulated new foreign investments, privatizations, more flexible contractual arrangements, deregulation of some markets and prices liberalization. The reactivation of most economies in the 1990 s also helped to attract investments, along with the perspective of long-term growth in the region. Together, these elements stimulated the participation and repositioning of the transnational companies. The deregulation and the privatizations caused a new microsectorial phenomenon of energy type integration through the integration of the gas, electricity and derivates sectors. The regulating risks have shown to be very present over the last years, so one company that wishes to expand its businesses in natural gas in the South Cone shall have to know more and more the markets and the regulating uncertainties of each one of the Countries, so that its decision making does not seem unfeasible in the long term. Therefore, it is important that the economic agents that act in this sector try to expand their knowledge and develop investment decision models that take into account the multiple variables of the macro-environment and with special attention, the regulating variables. In face of such conjuncture, we propose a analytical framework of investment decision that is capable of monitoring the macro-environment and the sectorial environment variables. In that context, this article is aimed at creating a theoretical and empirical framework mapping the sensitivities about regulatory risk, which aids the investors in their decision process. The thesis is divided into four chapters. The first chapter will define the theoretical bases the thesis; the second chapter presents the present conjuncture and future perspectives of the world s natural gas; the third part discusses the regulatory issue of the natural gas in Argentina, Brazil, Bolivia and Chile; and in the fourth part, we developed an analytical framework about investment decisions in natural gas in the Southern Cone. / Durante os anos noventa do s?culo passado, as empresas transnacionais aumentaram os seus investimentos no Cone Sul, encorajadas por leis que incentivavam novos investimentos estrangeiros, privatiza??es, arranjos contratuais mais flex?veis, desregulamenta??o de alguns mercados e liberaliza??o de pre?os. A perspectiva de reativa??o de crescimento de longo prazo da maioria das economias nos anos 1990 tamb?m ajudou a atrair investimentos. Juntos, estes elementos estimularam a participa??o e o reposicionamento das empresas transnacionais. A desregulamenta??o e as privatiza??es deram origem a um novo fen?meno microsetorial de integra??o energ?tica atrav?s da integra??o dos setores de g?s, eletricidade e derivados. As mudan?as implementadas no per?odo compreendido entre as d?cadas dos anos 1980 e 1990 n?o foram suficientes para uma solidifica??o das institui??es, que se apresentam vol?teis e inst?veis, gerando grandes preocupa??es e perdas financeiras para os agentes econ?micos que acreditaram e acreditam no potencial da regi?o. N?o obstante, os riscos regulat?rios se mostraram muito presentes nos ?ltimos anos. Dessa forma uma empresa que queira expandir os seus neg?cios em g?s natural no Cone Sul, ter? que, cada vez mais, conhecer os mercados e as incertezas regulat?rias de cada um dos pa?ses, para que a sua tomada de decis?o n?o se mostre invi?vel no longo prazo. Dessa forma, ? importante que os agentes econ?micos que atuam neste setor busquem ampliar o seu conhecimento e desenvolvam modelos de decis?o de investimentos que levem em considera??o as diversas vari?veis do macroambiente e com especial aten??o as vari?veis regulat?rias. Neste contexto esta tese tem como objetivo criar um arcabou?o te?rico e emp?rico mapeando as sensibilidades sobre risco regulat?rio que auxilie aos investidores e tomadores de decis?o com rela??o a investimento em g?s natural no Cone Sul. Para tal, partimos da an?lise dos impactos gerados pelo processo de mudan?a institucional do setor energ?tico e os seus rebatimentos na ind?stria de g?s natural. Avaliamos os impactos dessas mudan?as no que diz respeito ?s decis?es de investimento. Tamb?m procuramos apresentar a import?ncia da regula??o como um componente de decis?o de investimentos dos agentes privados. O suporte te?rico da tese ? dado por uma vis?o institucionalista, que ? totalmente aderente ao tema proposto. Trabalhamos com os denominados Novos Te?ricos Institucionalistas, utilizamos os estudos dos novos institucionalistas sobre direito de propriedade, custos de transa??o, contratos, e a import?ncia das institui??es como forma de criar um ambiente com maior estabilidade de regras quando estes analisam a teoria do custo de transa??o e a import?ncia dos contratos como forma de blindar as incertezas do ambiente de neg?cio.

As inferências têm diversas aplicações na indústria de processos químicos, sendo essenciais no sucesso de projetos de controle avançado. O desempenho do controle será sempre ligado ao desempenho da inferência, sendo importante a manutenção da sua qualidade ao longo do tempo. Neste trabalho, uma nova metodologia é sugerida para o desenvolvimento de inferências baseadas em dados seguindo uma abordagem segmentada com o objetivo de facilitar a sua manutenção. A nova proposta consiste em modelar a parte estacionária separada da parte dinâmica, diferentemente do que é feito na metodologia tradicional, onde o modelo dinâmico é gerado diretamente dos dados de processo. O modelo estacionário é obtido através de uma regressão PLS (Partial Least Squares), enquanto as dinâmicas são inseridas posteriormente utilizando-se um algoritmo de otimização. A técnica é aplicada a uma coluna de destilação e o resultado obtido é semelhante ao de inferências dinâmicas e estáticas desenvolvidas com métodos tradicionais. Outras etapas do desenvolvimento de inferências também são investigadas. Na seleção de variáveis, métodos estatísticos são comparados com a busca exaustiva e se conclui este último deve ser usado como padrão, visto que custo computacional não é mais um problema. Também são apresentadas boas práticas no pré-tratamento de dados, remoção do tempo morto do cromatógrafo modelado e detecção de estados estacionários. / Soft-sensors have several applications in the chemical processes industry and are essential for the success of advanced control projects. Its performance will always be linked to the performance of the soft-sensor, so it is important to maintain its quality over time. In this paper, a new methodology is suggested for the development of data-based soft-sensors following a segmented approach in order to facilitate its maintenance. The new proposal is to model the stationary part separated from the dynamic, unlike the traditional methodology where the dynamic model is generated directly from process data. The stationary model is obtained by a PLS (Partial Least Squares) regression, while the dynamics are inserted using an optimization algorithm. The technique is applied to a distillation column and its performance is similar to dynamic and static soft-sensors developed using traditional methods. Other steps in the development of soft-sensors are also investigated. In variable selection issue, statistical methods are compared with the testing of all possibilities; the latter should be used as default, since computational cost is no longer a problem. We also present best practices in data pre-processing, gas chromatograph dead-time removal and steady state detection.

Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2018-11-26T11:03:21Z No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2018-11-27T16:37:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-27T16:43:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) Previous issue date: 2018-07-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / An efficient and low-cost strategy in the search for processes for the separation of CO2 from the natural gas is the physical immobilization of the ionic liquids (ILs) in solid materials. Mesoporous silicas are interesting materials to be used as supports because they have high surface area and pore volume. Besides that, the ionic liquids have been studied and appointed as a potential substitute for the commercial solvents, due to their characteristics and the possibility of combining a selection of anions and cations. In this case, anions having direct interference in the sorption capacity. In this context, the objective of this study was to evaluate the effect of the physical immobilization of two ionic liquids with different anions (bmim [Cl] and bmim [OAc]) on two mesoporous supports (commercial silica SBA-15 and silica extracted from rice husk) for the separation of CO2 from the natural gas through the experimental determination of CO2 sorption, selectivity (CO2/CH4) and sorption kinetics. The results have shown that pure solid supports have the greatest sorption capacity of CO2 when compared to immobilized. However, the CO2 removal efficiency in the CO2/CH4 mixture of the immobilized supports (evaluated by the selectivity) improves considerably. The best selectivity results were obtained for supports immobilized with the IL bmim[Cl] and the contribuition of SIL-Cl (3.03 ? 0.12) to separation performance (CO2/CH4) is similar to SBA-Cl (3.29 ? 0.39). The materials supported with ionic liquids have also presented fastest sorption kinetics when compared to the pure ILs. Also, the SIL-Cl was the most interesting combination of support and ionic liquid, when considering these parameters and the cost. / Uma estrat?gia interessante na busca de processos para separa??o de CO2 do g?s natural mais eficiente e de baixo custo ? a imobiliza??o f?sica de l?quidos i?nicos (LIs) em materiais s?lidos. As s?licas mesoporosas s?o materiais interessantes para a utiliza??o como suportes, pois apresentam grande ?rea superficial e volume de poros, j? os l?quidos i?nicos v?m sendo estudados e apontados como potencial substituinte aos solventes comerciais, devido a suas caracter?sticas e possibilidade de combina??o atrav?s da escolha de c?tions e ?nions, sendo que os ?nions t?m interfer?ncia direta na capacidade de sor??o. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da imobiliza??o f?sica de dois l?quidos i?nicos com ?nions diferentes (bmim[Cl] e bmim[OAc]) em dois suportes mesoporosos (s?lica comercial SBA-15 e s?lica extra?da da casca de arroz) para separa??o de CO2 do g?s natural atrav?s da determina??o experimental da sor??o de CO2, seletividade (CO2/CH4) e cin?tica de sor??o. Os resultados mostraram que os suportes s?lidos puros tem a maior capacidade de sor??o do CO2 quando comparados com os imobilizados, entretanto a efici?ncia de remo??o do CO2 na mistura CO2/CH4 (avaliada pela seletividade) dos suportes imobilizados melhora consideravelmente. Os melhores resultados de seletividade foram obtidos com os suportes imobilizados com o LI bmim[Cl] e a contribui??o de SIL-Cl (3,03 ? 0,12) para a separa??o (CO2/CH4) foi similar a SBA-Cl (3,29 ? 0,39). Os materiais suportados com l?quidos i?nicos tamb?m apresentaram cin?tica de sor??o r?pida quando comparados com os LIs puros, sendo SIL-Cl a combina??o mais interessante de suporte e l?quido i?nico, considerando estes par?metros e o custo.

Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2018-11-28T12:43:18Z No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-11-29T10:34:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-29T10:54:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diss_final_Barbara_pgetema.pdf: 1961642 bytes, checksum: e697bce70379b05d18b7de59fe7b4784 (MD5) Previous issue date: 2018-07-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / An efficient and low-cost strategy in the search for processes for the separation of CO2 from the natural gas is the physical immobilization of the ionic liquids (ILs) in solid materials. Mesoporous silicas are interesting materials to be used as supports because they have high surface area and pore volume. Besides that, the ionic liquids have been studied and appointed as a potential substitute for the commercial solvents, due to their characteristics and the possibility of combining a selection of anions and cations. In this case, anions having direct interference in the sorption capacity. In this context, the objective of this study was to evaluate the effect of the physical immobilization of two ionic liquids with different anions (bmim [Cl] and bmim [OAc]) on two mesoporous supports (commercial silica SBA-15 and silica extracted from rice husk) for the separation of CO2 from the natural gas through the experimental determination of CO2 sorption, selectivity (CO2/CH4) and sorption kinetics. The results have shown that pure solid supports have the greatest sorption capacity of CO2 when compared to immobilized. However, the CO2 removal efficiency in the CO2/CH4 mixture of the immobilized supports (evaluated by the selectivity) improves considerably. The best selectivity results were obtained for supports immobilized with the IL bmim[Cl] and the contribuition of SIL-Cl (3.03 ? 0.12) to separation performance (CO2/CH4) is similar to SBA-Cl (3.29 ? 0.39). The materials supported with ionic liquids have also presented fastest sorption kinetics when compared to the pure ILs. Also, the SIL-Cl was the most interesting combination of support and ionic liquid, when considering these parameters and the cost. / Uma estrat?gia interessante na busca de processos para separa??o de CO2 do g?s natural mais eficiente e de baixo custo ? a imobiliza??o f?sica de l?quidos i?nicos (LIs) em materiais s?lidos. As s?licas mesoporosas s?o materiais interessantes para a utiliza??o como suportes, pois apresentam grande ?rea superficial e volume de poros, j? os l?quidos i?nicos v?m sendo estudados e apontados como potencial substituinte aos solventes comerciais, devido a suas caracter?sticas e possibilidade de combina??o atrav?s da escolha de c?tions e ?nions, sendo que os ?nions t?m interfer?ncia direta na capacidade de sor??o. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da imobiliza??o f?sica de dois l?quidos i?nicos com ?nions diferentes (bmim[Cl] e bmim[OAc]) em dois suportes mesoporosos (s?lica comercial SBA-15 e s?lica extra?da da casca de arroz) para separa??o de CO2 do g?s natural atrav?s da determina??o experimental da sor??o de CO2, seletividade (CO2/CH4) e cin?tica de sor??o. Os resultados mostraram que os suportes s?lidos puros tem a maior capacidade de sor??o do CO2 quando comparados com os imobilizados, entretanto a efici?ncia de remo??o do CO2 na mistura CO2/CH4 (avaliada pela seletividade) dos suportes imobilizados melhora consideravelmente. Os melhores resultados de seletividade foram obtidos com os suportes imobilizados com o LI bmim[Cl] e a contribui??o de SIL-Cl (3,03 ? 0,12) para a separa??o (CO2/CH4) foi similar a SBA-Cl (3,29 ? 0,39). Os materiais suportados com l?quidos i?nicos tamb?m apresentaram cin?tica de sor??o r?pida quando comparados com os LIs puros, sendo SIL-Cl a combina??o mais interessante de suporte e l?quido i?nico, considerando estes par?metros e o custo.