Orientador : Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-01T22:02:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_LeonardoMachadoda_M.pdf: 2450996 bytes, checksum: dcc95839a55889b8b30e05ffa93f67ef (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador : Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T01:25:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreira_DanielRuyRibeiro_M.pdf: 3053183 bytes, checksum: cb0a45bd2987f2a44eda00f65d7bf34b (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia usando a Fluido Dinâmica Computacional (CFD) que venha a contribuir no aperfeiçoamento do craqueamento catalítico do petróleo em leito fluidizado (FCC). CFD é um método computacional usado para a resolução de escoamentos complexos e de transferência de calor que permite o estudo de problemas de difíceis soluções usando-se técnicas clássicas. O regenerador de uma indústria de refino de petróleo é conhecido como o pulmão de uma unidade FCC. A eficiência de regeneração do catalisador pode ser medida pela variação do teor de coque presente nos catalisadores gasto e regenerado. Uma aproximação euleriana-euleriana foi empregada para predizer o comportamento de um leito fluidizado bifásico. O modelo hidrodinâmico bidimensional transiente é caracterizado por um conjunto de equações de conservação (Navier-Stokes e continuidade) e constitutivas (transferência de momento entre fases, iterações partícula-partícula). O modelo também incorpora a cinética de reação da regeneração do catalisador FCC. O conjunto de equações diferenciais parciais geradas foram discretizadas e resolvidas pelo método dos Volumes Finitos (FVM) através do software comercial CFX-4.3, desenvolvido pela ABA Technology. Resultados para a distribuição de temperaturas, velocidades, concentração de coque e fração volumétrica, para ambas as fases, foram obtidos. Tais resultados poderão contribuir para a melhoria da tecnologia do craqueamento catalítico do petróleo em leito fluidizado, aumentando a produção de gasolina e gás liqüefeito de petróleo / Abstract: The objective of this work was to develop a methodology using Computational Fluid Dynamic (CFD) to improve the petroleum fluidized catalytic cracking. CFD is a computer method for solving complex fluid flow and heat transfer problems that allows studying problems that are too difficult to solve using classical techniques. Petroleum refining industry regenerator is known as the lung of the unit of FCC. Catalytic regeneration efficiency can be measured by the variation of the coke percentage in the spent and regenerated catalysts. An eulerian-eulerian approach was used to predict the two-phase fluidized bed behaviour. The bidimensional transient hydrodynamic model was characterized by a set of governing equations (Navier-Stokes and continuity) and constitutive equations (interphase momentum transfer and the particle- particle interactions). The model also incorporate the reaction kinetics of FCC catalyst regeneration. These partial differential equations were discretized and solved by the Finite Volume Method (FVM) using the CFX 4.3, a CFD commercial code developed by AEA Technology. Numerical predictions for temperature, coke concentration, velocity and volume fractions of both phases were obtained. The results will contribute to improvement of the petroleum catalytic cracking technology in fluidized bed by increasing the production of gasoline and liquefied petroleum gas as well / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Ana Maria Frattini Fileti, Florival Rodrigues de Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T02:39:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_WilliamGoncalves_D.pdf: 7050309 bytes, checksum: c1e288d81c3eebed686e86e3bcc5edda (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A unidade de Craqueamento Catalítico em Leito Fluido - FCC, modelo Kellogg Orthoflow F., representa um processo de refino de petróleo apresentando característica altamente não linear, possuindo fortes interaçães entre as variáveis de produção, e condições de operação extremamente severas. Essas unidades são constituídas basicamente de duas seções: uma de reação catalítica na qual ocorrem as reações de quebra de cadeia hidrocarbônica e também há formação de coque, desativando o catalisador; e outra seção onde ocorre a regeneração do catalisador desativado. O objetivo dessa unidade é transformar produtos de elevado peso molecu1ar, que apresentam baixo valor agregado, em compostos de elevado valor comercial. As unidades FCC, devido às condições severas de operação, necessitam de um controle rigoroso de determinadas variáveis operacionais. Apesar de existirem instalados controladores avançados baseados em modelos de convolução, fteqüentemente essas unidades são reguladas por meio de controladores PID padrões e também através de controle manual baseado no conhecimento de operadores das refinarias. O presente estudo tem como objetivo desenvolver um controlador preditivo multivariável (Multivariable Predictive Control - MPC) para ser implementado na unidade FCC, utilizando Redes Neurais Artificiais (RNA) como modelo interno do controlador. Inicialmente é previsto realizar a identificação do processo da FCC em RNA, obedecendo a seguinte estratégia: usando um modelo fenomenológico que representa a unidade industrial, e partindo de um estado inicial são aplicados diversos degraus nas variáveis manipuladas analisando as respostas nas variáveis controladas do processo. A partir destas simulações são gerados diversos conjuntos de dados divididos em grupos de treinamento, validação e teste. Diversas redes neurais do tipo multicamada feedforward são então criadas para representar o modelo fenomenológico, sendo selecionada aquela que apresenta melhor desempenho, quando comparada com o modelo. A configuração da RNA escolhida como modelo interno foi 8x15x4 (camadas de entrada, escondida e de saída, respectivamente) apresentando um erro relativo máximo de 1% quando comparado com os resultados do modelo rigoroso. Posteriormente, foi previsto desenvolver um controlador preditivo multivariável usando como modelo interno esta rede selecionada. Este controlador foi implementado dentro da rotina do modelo fenomenológico, sendo então realizados testes para verificar seu desempenho, comparando o resultado com o sistema aberto e também com o controlador DMC (Dynamic Matrix Contro!) existente. Diversos horizontes de predição e controle foram analisados, sendo selecionados aqueles que apresentaram melhor desempenho. Foi introduzido um ruído nos sinais do modelo fenomenológico para testar a robustez do controlador proposto. O controlador apresentou bom desempenho mesmo na presença de ruídos de 1,5%, levando sempre as variáveis controladas para seus valores de referência, o que comprova sua robustez. Baseados nestes resultados, conclui-se que um controlador preditivo multivariável baseado em RNA é perfeitamente capaz de controlar um sistema não linear de porte do FCC, onde elevada interação entre suas variáveis operacionais e fortes restrições estão presentes. Isto nos permite extrapolar que são boas as expectativas para uma futura utilização na unidade industrial, principalmente devido à sua simplicidade, robustez e facilidade de implementação, a despeito da dificuldade de sintonia do controlador / Abstract: The Fluid Cracking Catalytic unit - FCC, Kellogg Orthotlow F. model, represents a very strong nonlinear process, with severe interactions among the process variables, and extremely severe operation conditions. The unit is composed of two sections: one is the catalytic reaction, where the hydrocarbon breaks chain reactions and coke deposition take place becoming the catalyst inactive, and the other where the catalyst regeneration happens. The objective is to transform products derived ITom petroleum, with high molecular weight and low added value, into products with higher profit. Due to the severe operation conditions, rigorous control of some variable is needed. In spite of the existence of advanced control based on a convolution model, in practice, FCC units are ftequently regulated by standard PID controllers, and also through manual control actions based on the knowledge of the refinery operators. The objective of this study is to develop a Multivariable Predictive Control (MPC) to be implemented in the FCC unit, using the Artificial Neural Networks (ANN) as internal model. Initially, the process identification in ANN of the FCC was done by the following strategy: an initial state was fust achieved using numerical simulations based on the phenomenological mo deI. Then, several steps changes were applied to the manipulated variables and the response in the controlled variables were monitored and recorded. From these simulations, several groups of data were generated for training, validation and testing. The Neural Network of multilayer feedforward type were created to represent the phenomenological model, being selected the one that better represents the phenomenological model. The ANN configuration chosen to be the internal model was 8x15x4 (Input x Hidden x Output) architecture, with a maximum relative error below 1 % when comparing the results with the phenomenological model results. Later on, it was developed a multivariable predictive control based on this internal model. This control was implemented inside the routine of the phenomenological model. The performance tests were evaluated comparing the results with the open system and with the Dynamics Matrix Control (DMC). Several prediction and control horizons were analyzed. The ANN control presented good performance even in the presence of noise of 1,5% of intensity, taking back the controlled variables to its setpoints, proving its robustness. Based on these results, a multivariable predictive control based on ANN showed be perfectly able to control a nonlinear system like a FCC unit, where high interactions among process variables, and strong restriction conditions exists. This allows us to have good expectations for a future use in the industrial unit, mainly due to its simplicity, robustness and facility ofuse, in spite ofthe difliculty oftune control / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T17:58:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pelissari_DanielCicero_M.pdf: 3433960 bytes, checksum: 82461e75c8ef3d10fb44cd8d35de3eb9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A aplicação de fluidodinâmica computacional (CFD) em estudos de otimização e projeto de novos equipamentos de processos industriais vem aumentando significativamente, uma vez que apresenta custo reduzido e possibilidade de avaliar equipamentos complexos e de extremas condições de operação. Dentre os processos mais estudados via CFD está o processo de craqueamento catalítico fluidizado (FCC), onde as frações pesadas do petróleo de baixo valor são convertidas em produtos de maior valor agregado, sendo uma das aplicações de fluidização gás-sólido mais importante na indústria de petróleo. O presente trabalho avaliou especificamente a zona de injeção do FCC, na qual a matéria-prima, alimentada por bicos injetores, se mistura a sólidos quentes (catalisador) e a vapor de fluidização. A performance desses dispersores de carga para garantir uma boa distribuição das gotículas de gasóleo com o catalisador é a chave para melhorar a eficiência do riser de FCC. Desta forma, o principal objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes designs, ângulos (30°, 45° e 60°) e configurações dos injetores sobre o escoamento gás-sólido e o desempenho do riser. Para tal, simulou-se um escoamento gás-sólido reativo tridimensional baseado em uma abordagem Eulerian-Eulerian. Nas simulações foram utilizados o modelo cinético de 12-lumps de Wu et al. (2009), modelo de turbulência k-? e modelo de arraste de Gidaspow. Foi observado que o design, o ângulo e a configuração dos bicos injetores exercem uma forte influência sobre a fluidodinâmica e a performance do riser, sendo o ângulo a variável que apresentou maior influência. Pôde-se observar que o design de bico tipo multi-orifícios (Caso 3) foi o que apresentou os melhores resultados, sendo a partir deste avaliados os ângulos, onde notou-se que o aumento do ângulo de 30° para 60° melhorou a mistura entre as fases e o rendimento. A análise dos arranjos foi realizada utilizando o design de bico do Caso 3 e o ângulo de 45°, e observou-se que o arranjo com bicos intercalados (Arranjo 2) apresentou uma mistura mais homogênea entre as fases e, consequentemente, uma melhor conversão e rendimento de produtos desejados. Em geral, os resultados obtidos no presente trabalho salientam a importância da utilização de geometrias mais detalhadas para os bicos, uma vez que influenciam a mistura entre as fases, a qual afeta o desempenho do riser / Abstract: The Computational Fluid Dynamic (CFD) application in industrial process optimization and new equipments design studies has increased significantly, once it presents low cost and the possibility of evaluating complex and extreme operating conditions equipments . Among the most widely studied processes via CFD is the fluidized catalytic cracking process (FCC), where the oil heavy fractions of low-value are converted into higher value-added products and which is one of the most important gas-solid fluidization applications in the oil industry . The present study specifically evaluated the FCC injection zone, in which the feedstock fed by nozzles, is mixed with hot solids (catalyst) and fluidization steam. The nozzles performance to guarantee a good gas oil droplets distribution with the catalyst is the key to improve the efficiency of FCC riser. Thus, the study main objective was to evaluate the different nozzles designs, angles (30 °, 45 ° and 60 °) and arrangements effect on the gas-solid flow and the riser performance. For this purpose, it was simulated a three-dimensional reactive gas-solid flow based on an Eulerian-Eulerian approach. In the simulations it was used the 12 lumps kinetic model by Wu et al. (2009), turbulence model k- ? and drag model Gidaspow. It was observed that the nozzle design, angle and configuration have a strong influence on fluid dynamics and on the riser performance, and the angle was the variable with the greatest influence. It can be observed that the nozzle design of multi-orifice type (Case 3) showed the best results, and that¿s why it was used to evaluate the angle, in which was noted that the angle increase of 30 ° to 60 ° improved phases mixing and the yield. The arrangement analysis was performed using Case 3 nozzle design and the design angle of 45 °, and it was observed that the arrangement with intercalated nozzles (Arrangement 2) showed a more homogeneous phases mixture and therefore a better conversion and desired product yield. In general, the results obtained in this work highlighted the importance of using more detailed geometries for the nozzles, since they influence the mixing of the phases, which affects the riser performance / Mestrado / Engenharia Química / Mestre em Engenharia Química

En este trabajo se ha evaluado la viabilidad de la utilización de reactores convencionales de craqueo catalítico en lecho fluidizado (FCC) para el reciclado de los plásticos presentes en los residuos sólidos urbanos. Se ha diseñado y puesto a punto una unidad de FCC a escala de planta piloto, con un reactor tipo “riser” operando en condiciones similares a las que se encuentran en las instalaciones comerciales de FCC. La unidad construida permite el craqueo, separación y recogida de los productos sólidos, líquidos y gaseosos generados en los ensayos llevados a cabo. El diseño de la planta involucra, entre otros aspectos, el diseño y construcción del reactor de craqueo catalítico fluidizado por arrastre de sólidos y de las conducciones entre el reactor y los equipos de separación; el diseño y construcción del sistema para la recogida de las diferentes fracciones de productos; el diseño, construcción e instalación de los instrumentos de medida y control necesarios, y el estudio y optimización de las condiciones de operación y fluidodinámica de la planta (temperatura del reactor, velocidad de fluidización y arrastre, caudal de alimentación, etc.). Se ha estudiado el comportamiento reológico de las mezclas de residuo de vacío y plásticos, determinando la influencia de la composición y la temperatura sobre su comportamiento reológico, lo que ha permitido analizar la problemática de introducción del residuo plástico en este tipo de reactores de FCC. Se ha estudiado en profundidad el sistema gasóleo+PE (10%)+catalizador FCC como alimento de la unidad construida, trabajando con distintas relaciones catalizador/alimento (5:1, 7:1, 10:1) a distintas temperaturas (500, 600 y 700ºC). Se ha analizado la influencia de las condiciones de operación sobre los productos de pirólisis, centrándose en la búsqueda de sistemas que favorecen la obtención de productos con valor como combustible (dentro del rango de las gasolinas) y de gases ricos en olefinas que puedan ser utilizadas como materias primas en distintos procesos. Finalmente, se han estudiado diferentes sistemas gasóleo+polímero (EVA y PP)+catalizador (HZSM-5, HBeta) para comprobar la versatilidad y las limitaciones de la planta. El resultado del estudio llevado a cabo pone de manifiesto la viabilidad del reciclado de residuos poliméricos en las unidades de FCC de las instalaciones comerciales, convirtiendo dichos residuos en combustibles y compuestos petroquímicos de interés.

Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Beca FPU 12/03242

[EN] Unquestionably, the industry of Portland cement is in the midst of a major identity crisis because its manufacture is incompatible with the improvement of sustainable development, due to the large volumes of CO2 emitted, energy consumption, use of fossil fuels as well as factors related to the durability of Portland cement concrete. That is why today, there are numerous studies on possible alternatives to the use of Portland cement, among which are the alkali activated or geopolymer binders. These materials can incorporate in its development waste from various sources such as the petrochemical, agricultural, steel and even allows the reuse of various waste from the construction industry, while minimizing CO2 emissions and energy consumption in its preparation. In the manufacture of these alkali activated binders is also commonly used as activator solution mixtures of sodium hydroxide and waterglass. This product is expensive and can be environmentally unfriendly. That is why, must investigate new sources of waterglass with a lower economic and environmental cost. In the research it conducted a study on reuse two waste from different sources in the preparation of alkali activated binders for later use in construction. One is the spent catalyst catalytic cracking (FCC), from the petrochemical industry. It is the aluminosilicate material necessary for carrying out the process of geopolymerization. The second residue is the rice husk ash (RHA) in its original state and also ground, from the agricultural industry and is the source of silica needed to prepare the alkaline activator (instead of waterglass) with a material of high alkalinity. First, a physicochemical characterization of the two main waste and other materials are made. Then, a study on the different thermochemical treatments applied to the rice husk ash and NaOH to achieve the synthesis of alternative waterglass it is performed. Alkali activated pastes and mortars based on FCC have been prepared, both commercial waterglass as synthesized from the RHA, evaluating the influence of the type of treatment used in the preparation of alkaline activator on the pastes microstructure and the mechanical strength of mortars. The influence of the use of KOH in the manufacture of activator with rice husk ash or on the microstructure and mechanical properties of alkali activated pastes and mortars is analyzed. They have been made activated binders with the mixture of rice husk ash/ sodium hydroxide, using as an aluminosilicate material other waste different from FCC, such as blast furnace slag or ceramic bricks and even carbonated hydrated cement from the fine fraction of demolition waste. In the final chapter of the thesis, the results obtained in the manufacture of a geopolymeric concrete. It can be concluded that the aluminosilicate based geopolymer with FCC with an activator made from rice husk ash, have similar or superior properties to those made from commercial waterglass. This opens new ways for its use as an alternative, with lower economic and environmental cost. They are binders where the matrix is made almost entirely from waste, making them more sustainable materials. / [ES] Es incuestionable, que la industria del cemento Portland se encuentra en medio de una importante crisis de identidad, ya que su fabricación es incompatible con la mejora de un desarrollo sostenible, debido a los grandes volúmenes de CO2 emitidos, al consumo de energía, al uso de combustibles fósiles y también a factores relacionados con la durabilidad de hormigones de cemento Portland. Es por ello que en la actualidad, existen numerosos estudios acerca de las posibles alternativas al uso del cemento Portland, entre las que se encuentran los conglomerantes activados alcalinamente o geopolímeros. Estos materiales permiten incorporar en su elaboración numerosos residuos de diversa procedencia como la industria petroquímica, agrícola, siderúrgica e incluso permite la reutilización de diversos residuos procedentes de la industria de la construcción, además de minimizar las emisiones de CO2 y los consumos de energía en su elaboración. En la fabricación de estos conglomerantes activados alcalinamente se suele usar también, como disolución activadora mezclas de hidróxido sódico y silicato sódico, este último producto es costoso y puede llegar a ser medioambientalmente no amigable. Es por eso, que hay que investigar nuevas fuentes de silicato sódico con un menor coste económico y medioambiental. En la investigación realizada se presenta un estudio sobre la reutilización de dos residuos de distinta procedencia en la elaboración de los conglomerantes activados alcalinamente para su posterior uso en la construcción civil. Uno de ellos es el catalizador gastado de craqueo catalítico (FCC), procedente de la industria petroquímica que se trata del material silicoaluminoso necesario para llevar a cabo el proceso de geopolimerización. El segundo residuo es la ceniza de cáscara de arroz (CCA) tanto en su estado original como molido, procedente de la industria agrícola y que constituye la fuente de sílice necesaria para la elaboración del activador alcalino (en lugar de silicato sódico) junto con un material de elevada alcalinidad. En primer lugar, se ha realizado una caracterización físico-química de los dos residuos principales, así como de otros materiales utilizados para la realización de la presente Tesis Doctoral. Seguidamente se realiza un estudio sobre los diferentes tratamientos térmicos aplicados a la mezcla de la ceniza de cáscara de arroz y el NaOH para lograr la síntesis del silicato de sodio alternativo. Se han elaborado pastas y morteros activados alcalinamente basados en FCC, tanto con silicato de sodio comercial como con el sintetizado a partir de la CCA, evaluando la influencia del tipo de tratamiento utilizado en la elaboración del activador alcalino sobre la microestructura de las pastas y de la resistencia mecánica de los morteros. A continuación, se ha analizado la influencia del uso del KOH en la fabricación del activador con ceniza de cáscara de arroz sobre la microestructura y propiedades mecánicas de las pastas y morteros activados alcalinamente. Se han fabricado conglomerantes activados con la mezcla ceniza de cascara de arroz/hidróxido sódico, utilizando como base silicoaluminosa otro tipo de residuos distintos del FCC, como escoria de alto horno o residuos cerámicos de ladrillos y cemento hidratado carbonatado procedente de la fracción fina de los residuos de demolición. En el capítulo final de la tesis doctoral se muestran los resultados obtenidos en la fabricación de un hormigón geopolimérico. Se puede concluir que los geopolímeros con base silicoaluminosa de FCC con un activador fabricado a partir de ceniza de cáscara de arroz, presentan prestaciones similares o superiores a los fabricados a partir de silicato sódico comercial. Este hecho abre nuevas vías para su uso como alternativa, con un menor coste económico y medioambiental. Se trata de conglomerantes donde la matriz está fabricada prácticamente en su totalidad a partir de residuos, / [CA] És inqüestionable, que la indústria del ciment Pòrtland es troba enmig d'una important crisi d'identitat, ja que la seua fabricació és incompatible amb la millora d'un desenvolupament sostenible, a causa dels grans volums de CO2 emesos, el consum energètic, l'ús de combustibles fòssils i també a factors relacionats amb la durabilitat de formigons de ciment Pòrtland. És per això que en l'actualitat, hi ha nombrosos estudis sobre possibles alternatives a l'ús del ciment Pòrtland, entre les que es troben els conglomerants activats alcalinament, també anomenats geopolímers. Estos materials permeten incorporar en la seua elaboració nombrosos residus de diversa procedència, com la indústria petroquímica, agrícola, siderúrgica i fins i tot permeten reutilitzar diversos residus procedents de la indústria de la construcció, a més de minimitzar les emissions de CO2 i els consums d'energia en la seua elaboració. En la fabricació d'estos conglomerants activats alcalinament sol utilitzar-se també, com a dissolució activadora, mescles d'hidròxid sòdic i silicat sòdic, este últim producte és costós i pot arribar a ser mediambientalment no amigable. És per això que cal investigar noves fonts de silicat sòdic amb un menor cost econòmic i mediambiental. En la investigació realitzada es presenta un estudi sobre la reutilització de dos residus de distinta procedència en l'elaboració dels conglomerants activats alcalinament per al seu posterior ús en la construcció civil. Un d'ells és el catalitzador gastat de craqueig catalític (FCC), procedent de la indústria petroquímica, que es tracta del material silicoaluminós necessari per a portar a terme el procés de geopolimerització. El segon residu és la cendra de corfa d'arròs (CCA), tant en el seu estat original com mòlt, procedent de la indústria agrícola i que constitueix la font de sílice necessària per a l'elaboració de l'activador alcalí (en compte de silicat sòdic) junt amb un material d'elevada alcalinitat. En primer lloc, s'ha realitzat una caracterització fisicoquímica dels dos residus principals, així com d'altres materials utilitzats per a la realització de la present Tesi Doctoral. A continuació es realitza un estudi sobre els diferents tractaments termoquímics aplicats a la cendra de corfa d'arròs i al NaOH per tal d'aconseguir la síntesi del silicat de sodi alternatiu. S'han elaborat pastes i morters activats alcalinament basats en FCC, tant amb silicat de sodi comercial com amb el sintetitzat a partir de la CCA, avaluant la influència del tipus de tractament utilitzat en l'elaboració de l'activador alcalí sobre la microestructura de les pastes i de la resistència mecànica dels morters. S'analitza la influència de l'ús del KOH en la fabricació de l'activador amb cendra de corfa d'arròs o sobre la microestructura i propietats mecàniques de les pastes i morters activats alcalinament. S'han fabricat conglomerants activats amb la mescla cendra de corfa d'arròs/hidròxid sòdic, utilitzant com a base silicoaluminosa un altre tipus de residus distints de l'FCC, com l'escòria d'alt forn o residus ceràmics de rajoles, i fins i tot ciment hidratat carbonatat procedent de la fracció fina dels residus de demolició. En el capítol final de la tesi doctoral es mostren els resultats obtinguts en la fabricació d'un formigó geopolimèric. Es pot concloure que els geopolímers amb base silicoaluminosa d'FCC amb un activador fabricat a partir de cendra de corfa d'arròs, presenten prestacions semblants o superiors als fabricats a partir de silicat sòdic comercial. Este fet obri noves vies per al seu ús com a alternativa, amb un menor cost econòmic i mediambiental. Es tracta de conglomerants on la matriu està fabricada pràcticament en la seua totalitat a partir de residus, la qual cosa els fa ser materials més sostenibles. / Bouzón Orgeira, N. (2015). ACTIVADORES ALCALINOS ALTERNATIVOS A PARTIR DE LA CENIZA DE CÁSCARA DE ARROZ PARA LA PREPARACIÓN DE GEOPOLÍMEROS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54126

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:01:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Relem Cativo da Conceicao.pdf: 1971538 bytes, checksum: d0a17878f34e6288edebc6dfb1cef124 (MD5) Previous issue date: 2010-02-09 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The process of cracking or pyrolysis of oils and fats, occurs at high temperatures, the presence or absence of catalyst. In this reaction, the breaking of the molecules of triglycerides leads to the formation of a mixture of hydrocarbons and oxygenates, linear or cyclic, such as alkanes, alkenes, ketones, carboxylic acids and aldehydes, and carbon monoxide, carbon dioxide and water. Despite the simplicity of using only high temperatures to carry out the cracking, the biggest drawback is the availability of oxygenates in the final product, which makes it slightly acidic. This study aimed to conduct a study of the catalytic cracking of oils inajá and passion, using phosphoric acid as catalysts supported on alumina and mesoporous material (SBA-15), in proportions of 15% and 30%. Inajá oils and passion were obtained by mechanical extraction, characterized chemical and physico-chemically, the results proved favorable for the use of feedstock in the production of biofuels. The catalysts were characterized according to the analysis adsorption / desorption of nitrogen (BET method), X-ray fluorescence, X-ray diffraction, adsorption of pyridine and infrared detection. The products obtained in catalytic cracking reactions were characterized according to ASTM standards for acid value (D664), carbon residue (D4530), density at 20 ° C (4052), viscosity at 40 ° C (D445). The chemical characterization was made by infrared. From our analysis of the products obtained in reactions of cracking was also observed that the cracked oil using H3PO4/Al2O3 passion was the catalyst that presented the lowest acidity. / O processo de craqueamento ou pirólise de óleos e gorduras, ocorre a temperaturas elevadas, na presença ou ausência de catalisador. Nesta reação, a quebra das moléculas dos triglicerídeos leva à formação de uma mistura de hidrocarbonetos e compostos oxigenados, lineares ou cíclicos, tais como alcanos, alcenos, cetonas, ácidos carboxílicos e aldeídos, além de monóxido e dióxido de carbono e água. Apesar da simplicidade do uso de apenas altas temperaturas para realizar o craqueamento, a grande desvantagem é a obtenção de compostos oxigenados no produto final, os quais o tornam levemente ácido. Este trabalho teve como objetivo realizar um estudo do craqueamento catalítico dos óleos de inajá e maracujá, utilizando como catalisadores ácido fosfórico suportado em alumina e material mesoporoso (SBA-15), nas proporções de 15% e 30%. Os óleos de inajá e maracujá foram obtidos por extração mecânica, sendo caracterizados química e fisico-quimicamente, os resultados obtidos apresentaram-se favoráveis para a utilização destes como matéria-prima na produção de biocombustíveis. Os catalisadores foram caracterizados segundo as análises adssorção/dessorção de nitrogênio (método BET), fluorescência de raios X, difração de raios X, adsorção de piridina e detecção por infravermelho. Os produtos obtidos nas reações de craqueamento catalítico foram caracterizados segundo as normas ASTM para índice de acidez (D664), resíduo de carbono (D4530), densidade a 20°C (D4052), viscosidade cinemática a 40°C (D445). A caracterização química foi feita por infravermelho. A partir das análises dos produtos obtidos nas reações de craqueamento foi possível verificar que o craqueado do óleo de maracujá utilizando H3PO4/ Al2O3 como catalisador foi o que apresentou o menor índice de acidez.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-13T14:51:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProducaoBiocombustiveisDiferentes.pdf: 5339081 bytes, checksum: b556f39638786ec4b14bc0034d4c5875 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-15T13:04:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProducaoBiocombustiveisDiferentes.pdf: 5339081 bytes, checksum: b556f39638786ec4b14bc0034d4c5875 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T13:04:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ProducaoBiocombustiveisDiferentes.pdf: 5339081 bytes, checksum: b556f39638786ec4b14bc0034d4c5875 (MD5) Previous issue date: 2015-07-03 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho apresenta a gordura residual retirada de caixas retentoras de gordura como uma matéria-prima potencial e alternativa para produção de combustíveis renováveis. A gordura residual foi utilizada como carga em experimentos de craqueamento térmico catalítico em Unidades de Bancada, Semi-Piloto e Piloto. Diferentes teores de carbonato de sódio (5%, 10% e 15%) foram utilizados como catalisador nos experimentos de craqueamneto térmico catalítico. Os produtos líquidos orgânicos (PLO’s) obtidos nos experimentos de craqueamento foram destilados em unidades de destilação em escala de bancada e piloto. Os processos de destilação resultaram na obtenção de frações de hidrocarbonetos nas faixas do querosene, diesel leve e pesado. Os PLO’s juntamente com as frações de diesel verde leve e pesado foram caracterizados de acordo com as especificações estabelecidas pela norma da ANP Nº 65 para óleo diesel S10. As frações de querosene verde foram caracterizadas de acordo com as especificações estabelecidas pela norma da ANP Nº 37 para querosene derivado do petróleo. Os resultados mostraram que os PLO’s apresentaram baixos valores para o índice de acidez, além disso, foi confirmado que a utilização de diferentes percentuais do catalisador carbonato de sódio nas três escalas de produção contribuiu para a obtenção de resultados promissores quanto ao rendimento e as características físico-químicas e composicionais, indicando a eficiência deste catalisador básico. Os resultados também mostraram que as frações de querosene verde, diesel verde leve e pesado apresentaram baixos teores de ácidos graxos livres, rendimentos significativos e características físico-químicas consonantes com as suas respectivas normas. Os experimentos que utilizaram o percentual de 10% de carbonato de sódio como catalisador apresentaram os maiores rendimentos, os menores índices de acidez e os melhores resultados das caracterizações físico-químicas e composicionais entre todos os testes feitos neste estudo. O PLO produzido utilizando o teor de 10% de carbonato de sódio apresentou um total de 78,98% de hidrocarbonetos em sua composição, enquanto o querosene verde obtido após a destilação deste mesmo PLO apresentou um total de 92,64% de hidrocarbonetos em sua composição, estes resultados foram ratificados através de análises como: FT-IR, RMN e GC-MS. / This paper presents the residual fat taken from retaining grease traps as a potential feedstock for the production of alternative and renewable fuels. The residual oil was used as filler in experiments catalytic thermal cracking countertop units, Semi-pilot and pilot. Different levels of sodium carbonate (5%, 10% and 15%) were used as a catalyst in the catalytic thermal craqueamneto experiments. Organic liquids (PLO's) obtained in the cracking experiments were distilled in distillation units in bench and pilot scale. Distillation processes resulted in the development of hydrocarbon fractions in kerosene bands, light and heavy diesel. The PLO's with the green light and heavy diesel fractions were characterized according to the specifications established by the standard of ANP 65 for diesel S10. The green kerosene fractions were characterized according to the specifications established by the standard of ANP 37 for petroleum-based kerosene. The results showed that the PLO's had low values for the acid value, moreover, it was confirmed that the use of different percentages of catalyst ash in the three scales of production contributed to obtaining promising results in terms of yield and physico -chemical and compositional, indicating the efficiency of this basic catalyst. The results also showed that the fractions of green kerosene, heavy and light green diesel had low levels of free fatty acids, significant income and physical and chemical characteristics in line with their respective standards. The experiments using the percentage of 10% sodium carbonate as catalyst showed the highest incomes, lower levels of acidity and the best results of physicochemical and compositional characterization of all the tests in this study. The PLO produced using the level of 10% of sodium carbonate showed a total of 78.98% of hydrocarbons in the composition, while the green kerosene obtained after distillation of the same PLO showed 92.64% total hydrocarbons in its composition, these results were confirmed by analysis as FT-IR, RMN and GC-MS.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-17T19:08:47Z No. of bitstreams: 1 DANIELLE DE LIMA VIEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 2977283 bytes, checksum: 76868ac7a0711cd9560eee5a78b8bf43 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T19:08:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIELLE DE LIMA VIEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 2977283 bytes, checksum: 76868ac7a0711cd9560eee5a78b8bf43 (MD5) Previous issue date: 2017-09 / Na indústria petroquímica e de processamento de petróleo o riser é o principal equipamento da unidade de craqueamento catalítico fluido (FCC), utilizado para o refino de frações pesadas do petróleo. Para o projeto e otimização do riser é essencial compreender a termofluidodinâmica da mistura gás -sólido no seu interior. Neste aspecto a fluidodinâmica computacional (CFD) tem demonstrado ser uma boa alternativa para o estudo de sistemas complexos. Portanto, este trabalho tem como objetivo estudar a termofluidodinâmica de um riser de FCC com alto fluxo, via CFD usando o software comercial Ansys Fluent versão 15. O modelo matemático é baseado na abordagem Euleriana – Euleriana, considerando a Teoria Cinética do Escoamento Granular (KTGF) e o modelo de turbulência de duas equações k - ϵ Disperso. Resultados numéricos dos campos de velocidade, fração volumétrica e pressão das fases gasosa e particulada, a temperatura constante, são apresentados, analisados e comparados com dados de uma planta experimental com 76 mm ID e altura de 10 m, apresentando boa concordância, exceto nas regiões com alta densidade de partículas. Assim, o modelo proposto mostrou-se mais adequado a representação do fluxo em regiões e condições operacionais que resultam em menores concentrações de partículas (menor fluxo de sólidos e/ou maior vazão do gás). / In the petrochemical and oil processing industry riser is the main equipment of the fluid catalytic cracking (FCC) unit, used for the refining of heavy petroleum fractions. For design and optimization of riser, it is essential to understand the thermo fluid dynamics of the gas-solid mixture inside. In this respect, computational fluid dynamics (CFD) has been shown to be a good alternative for the study of complex systems. Therefore, this work aims to study the thermo fluid dynamics of a FCC riser with high flux, via CFD using commercial software Ansys Fluent version 15. The mathematical model is based on the Eulerian - Eulerian approach, considering a Kinetic Theory of Granular Flow (KTGF) and the k - ϵ two equations turbulence model. Numerical results of fields of velocity, volumetric fraction and pressure of the gas and particulate phases, at constant temperature, are presented, analyzed and compared with data of an experimental plant with 76 mm ID and 10 m height, presenting good agreement, except in regions with high particle density. Thus, the proposed model showed better representation of the flow in regions and operating conditions that result in lower particle concentrations (lower solids flow and / or higher gas flow).