Resumo não disponível

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Mecanismos de cinética química detalhada são rotineiramente usados para descrever, a nível molecular, a transformação de reagentes em produtos de combustão, que ocorre através de muitas etapas elementares. Seu uso em modelos computacionais para simular processos de combustão pode gerar informações para melhorar o processo de uso do combustível e o desempenho do processo de combustão, e para quantificar as emissões a partir deste processo. Assim, para descrever um processo de oxidação, o esforço computacional se torna muito grande, exigindo simplificações do mecanismo. O desenvolvimento de mecanismos de cinética química reduzida para processos de combustão visa reduzir a esforço computacional na análise numérica de chamas. Os modelos cinéticos reduzidos podem substituir as equações diferenciais das espécies intermediárias, que são consideradas estarem em estado estacionário, através de relações algébricas. Desta forma, este trabalho desenvolve um método para reduzir a cinética química para a combustão do hidrogênio, monóxido de carbono, e hidrocarbonetos C1- C7, utilizando os pressupostos de estado estacionário. Um mecanismo cinético detalhado do processo de combustão de 439 reações elementares foi estudado e reduzido a mecanismos com, no máximo, 9 passos globais. Comparações de dados experimentais com simulações do perfil de fração de massa de CO2 e H2O, produzidos utilizando o mecanismo cinético reduzido do metano, propano e n-heptano demonstram boa concordância, validando estes mecanismos e, consequentemente, aumentando a confiabilidade dos demais mecanismos estudados. / Detailed chemical kinetic mechanisms are routinely used to describe, at the molecular level, the transformation of reactants to products of combustion, which occurs via many elementary steps. Its use in computer models to simulate combustion processes can generate information to improve the fuel quality and performance of the combustion process, and to quantify the emissions from this process. Thus, to describe a process of oxidation, the computational effort becomes very large, requiring simplifications of the reaction mechanism. The development of reduced kinetic mechanisms for combustion processes aims to reduce the computational effort necessary for the numerical analysis. The reduced models can replace the differential equations of the intermediate species, which are considered to be in steady state, through algebraic relationships. In this way, this work develops a method for reducing the kinetics of combustion for hydrogen, carbon monoxide and hydrocarbons C1-C7, using assumptions of steady-state. A detailed kinetic mechanism containing 439 elementary reactions was analysed and reduced mechanisms with up to 10 steps were developed. Comparisons between experiment and simulations for the reduced kinetic mechanism of methane and propane, show good agreement, validating these mechanisms, and consequently, increasing the reliability of the others mechanisms studied.

Orientador: Theo Guenter Kieckbusch / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-07-21T18:23:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luccas_Valdecir_M.pdf: 3753765 bytes, checksum: de4b6ece2e32b6c8e5ded0416044dcd6 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Desenvolveu-se um processo em leito fluidizado visando produzir bananas desidratadas com propriedades funcionais adequadas para consumo na forma de "snacks". Rodelas de 1 centímetro de espessura seccionadas em quatro partes iguais foram submetidas a um fluxo de ar a altas temperaturas (130 e 150°C) e curto tempo (15 e 6 minutos) em uma etapa de pré-secagem HTST, proporcionando a rápida formação de uma camada externa rígida, que limitou o encolhimento e deformações. Temperaturas superiores a 100°C, medidas no interior das fatias, induziram à geração de vapor d'água com expansão de volume devido ao aumento na pressão interna, formando uma estrutura porosa, "puffing", na matriz e inativando as peroxidases presentes na fruta. A desidratação final do produto expandido foi realizada em um secador de bandejas. Os melhores resultados foram obtidos com banana-prata com estádio de maturação entre 14 a 18 °Brix, imersas durante 2 minutos em uma suspensão de amido de mandioca gelatinizado (2 % em peso) à temperatura ambiente, e pré-desidratadas durante 12 minutos no secador de leito fluidizado que operou a 130°C e 10 m/s. A secagem final foi realizada em um secador de bandejas durante 5,5 horas, com ar a 70°C e 1,25 m/s. O produto final (6% de umidade) apresentou alto índice de reidratação, cor atraente, baixa densidade real e crocância. A expansão de volume, medida através da variação das densidades, mostrou ser função da temperatura do ar na pré-secagem HTST e do estádio de maturação da fruta. As curvas de secagem foram bem correlacionadas com o modelo de Page e o modelo das Duas Resistências de Brunello / Abstract: A fluidized-bed process was developed aiming the production of dehydrated bananas, with finctional properties switable to be consumed as snacks. Slices, 1 cm-thick, were sectioned in 4 parts and submitted to on air flow at high temperature (130° and 150°) for short times (15 and 6 minutes), as on HTST pre-treatment, enhancing case hardening, and, as a consequence, minimizing particle shrinkage and deformation. Temperatures above 100 °C, measured inside the ftuit pieces induced water vapor generation that expanded the samples due to increase in internal pressure, puffing the celular matrix and inactivating the peroxidase.The dehydration of the expanded product was finished in a tray dryer. The best results were obtained with the "prata" variety, just mature (14° to 18° Brix), immersed for 2 minutes in a suspension of gelatinized cassava starch (2 weight %) at ambient temperature, and pre-dehydrated during 12 minutes in a fluidized-beddryer operating with air at 130°C and 10m/s. The final tray-dryinglasted 5,5 h, with air at 70 °C and 1,5 m/s. The product obtained (6 % moisture) showed high rehydration rates, atractive color, low true density and crispness. The volume expansion estimated through the change in density was a function of HTST temperature and of de degree of ripening of the ftuit. The drying curves correlated well with Page and Two-Resistance models / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T23:04:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bufo_MoacirJose_M.pdf: 3077512 bytes, checksum: b595232a35ca3f742384ca1c0df6b455 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Esta pesquisa está dirigida para adicionar ao que até o momento existe de desenvolvimento sobre a tecnologia de biorremediação chamada landfarming que se destina ao tratamento no solo de resíduos sólidos orgânicos biodegradáveis, devido a grande diversificação de bactéria capaz de destruir esses resíduos. A tecnologia landfarming foi desenvolvida pelas refinarias de petróleo dos Estados Unidos. A Petrobrás introduziu essa tecnologia no Brasil e hoje é o principal usuário. Essa tecnologia apresenta o grande atrativo que é o seu baixo custo operacional. O objetivo primeiro do estudo é específico e compreende a aplicação da técnica de rede neural artificial sobre um landfarming, visando a predição e auditoria do processo de destruição de resíduos. Os estudos foram realizados sobre o landfarming piloto construído pela empresa Hercules do Brasil Ltda., localizada na cidade de Paulínia SP, para o resíduo de goma resina do Pinus Elliottii (Slash Pine). A quantidade de resíduo utilizada foi de 3000 toneladas durante um período de 427 dias. O landfarming compreende uma área ativa de 3528 m2, com altura do meio reagente de 30 em. e dividido em oito setores para a coleta de amostra. Com os resultados do teor de resíduo, expresso em percentagem de solúveis em acetona, em função do tempo, foi aplicado a técnica de rede neural artificial tipo back-propagation, o que resultou: num método de predição e auditoria do processo, na elaboração da equação da taxa de destruição de resíduo e na estimativa da qualidade da mistura argila-resíduo. Associando estes resultados com uma estequiometria da reação bioquímica foram estabelecidos o Potencial de biorremoção do resíduo e a Capacidade de biorremoção do landfarming, visando determinar o aerobismo do meio reagente. Foi usado o Controle Estatístico de Processo para analisar a consistências destes dados / Abstract: This research increases the knowledge about the technology called land farming, which is applied to treat solid residues in the soil, in which there is a great variety of microorganisms able to do the destruction of biodegradable materials. Petroleum refineries in the United States developed this technology. Petrobrás introduced this technology in Brazil and is its principal user. This technology is very attractive due to its low operating cost The first specific purpose of this research is to apply the neural network on land farming to determine the performance and audit studies. A land farming pilot plant was constructed by Hercules do Brazil Ltda., located in Paulínia SP, for treatment of rosin residue derived from Pinus Elliottii (Slash Pine). The residues quantity used was 30001. during 427 days. The land farming was building with 3528 m2 of active area and 30 cm height of reactive medium. This area was divided into 8 parts to soil sample. The neural network back-propagation was used with the residues analyses, in percentage of acetone dissolvable, versus time, to obtain: a method for prediction and audit of this process, to construction a rate equation of residues destruction and to estimate the quality mixing of land farming soil. This results was associate with a biochemical stoichiometry to estimate a bioremoval potential factor of residue and a bioremoval capacity factor for the land farming, to determine de aerobic condition of reactive medium The Statistical Process Control was used to analyze the consistency of the experimental data / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-27T04:23:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Povh_NanciPinheiro_D.pdf: 40177941 bytes, checksum: 4045fa96d17bcf17c5eb774c484254b6 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O resumo podera ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic digital document / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Reginaldo Guirardello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T08:18:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_RafaelMenegasside_D.pdf: 10866159 bytes, checksum: 4bd6a2150cb2f83f827ec8b6dc6a40a3 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Esta dissertação apresenta a obtenção de modelos cinéticos das reações de hidroconversão de resíduo de vácuo Marlim. O presente trabalho fez parte de um convênio com a PETROBRAS. Inicialmente, foram efetuados diversos experimentos de hidroconversão em reator de mistura batelada, empregando-se RV Marlim misturado a óleo decantado de FCC (80/20%p/p) como carga. Os experimentos foram efemados a diversas razões óleo/catalisador (catalisador comercial NiMo em alumina), temperaturas e tempos na temperatura de reação (de O a 4h), a uma pressão de 110 har com t1uxo de hidrogênio. O produto líquido foi analisado no CENPES, sendo obtidos hidrodesmetalização (HDM referente à V) de até 100%, hidrodcssulfurização (HDS) de até 90% e conversões de até 70%. Carga e produtos foram separados em pseudocomponentes de interesse no refino (RV, gasóleo, diesel, nafta e gás). Foram propostas diversas cinéticas de conversão e hidrotratamento (HDS, HDM), envolvendo reações térmicas e catalíticas. As funções minimizadas para ajuste do modelo foram do tipo mínimos-quadrados. Para os dados multiresposta (conversões) foi também utilizado o critério de Box e Draper. Os modelos consistiram de sistemas de equações diferenciais, que foram solucionados ao longo do tempo, levando em conta os perfis experimentais de temperatura. Os métodos de otimização usuais para ajuste de parâmetros apresentaram dificuldades no ajuste devido à existência de muitos mínimos locais. O método de minimização por simulated annealing mostrou melhores resultados, escapando de mínimos locais, ao custo de muitos cálculos da função. Alternativamente, a cada etapa do resfriamento simulado, foi proposta a aplicação de minimização do tipo Newton como aceleração, resultando em um método híbrido. Diversos modelos foram testados, permitindo descriminar efeitos térmicos e catalíticos e tomando as cinéticas próprias para emprego em modelos de reatores de leito expandido ou lama (com diversas concentrações de catalisador) / Abstract: In this work kinetic models are obtained for the Marlim vacuum residua (VR) hydroconversion. This is a joint work with PETROBRAS SA. First, several hydroconversion experiments were held on a stirred batch reactor, the feedstock being Marlim VR mixed with FCC decant oil in a 80/20% weight basis. Several temperatures and oil/catalyst ratios were used (catalyst is a commercial NiMo in y­alumina) at different times (O to 4h), at a 110 bar pressure, being kept hydrogen t1ux. The collected product was analysed at PETROBRAS Research Center 1'acilities (CENPES), being obtained hydrodemetalization (HDM) convcrsion 01' up to 100% (vanadium), hydrodesulfurization (HOS) of up to 90% and hydrocracking (HCC) convcrsion up to 70%. Feedstock and products were separatcd in pseudocompounds 01' intcrest in refining industry (VR, gasoil, diesel oil, naphtha and gas). Several HOM, HOS and HCC kinetics were proposed, involving thermal and catalytic contributions. The resulting models consisted of systcms 01' di1'fcrential equations, which were solved along the time taking into account the experimental temperature profile. The Chi-squarc and Box and Oraper criteria objective 1'unctions were minimised to adjust modcl paramctcrs. The usual optimisation methods (gradientless Nelder & Mead Simplex, and gradicnt local minimisation Newton-kind methods) werc not c1'fcctive , duc to thc cxistencc 01' many local minima. A si11lulated annealing continuous minimisation method showed to be effective. A new more cffective hybrid proposed method was developed, applying a Newton-like method between certain si11lulated annealing steps. Several modcls wcre tested, allowing to unscramblc thermal and catalytic e1'fects in the developed kinetics, allowing them to be applied to different catalyst conccntration reactor hydrodynamic models (likc expandcd or bubble-column rcactors) / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Caio Glauco Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resende_FernandoLuisPachecode_M.pdf: 2422159 bytes, checksum: 82e34e8ca57f9d94233bcef229bb512f (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:00:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yamada_TomasShinobu_M.pdf: 5837470 bytes, checksum: 53e4db59f06bd22a23afc5eb13041985 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta dissertação apresenta a fluidodinâmica e a cinética de Hidroconversão de Resíduo de Vácuo do Petróleo Marlin realizado no software científico CFX 5.5.1 (Fluidodinâmica Computacional) da AEA Technology plc. O presente trabalho é uma simulação computacional, com geometria do reator Parr série 4581 de um sistema multifásico com dois fluidos (hidrocarboneto e hidrogênio) e domínios (tanque e agitador), e cinética de hidroconversão de resíduo referente aos experimentos laboratoriais realizados na Unidade de Negócio da Industrialização do Xisto - Petrobrás, localizado em São Mateus do Sul - Paraná. A modelagem da fluidodinâmica está baseada nas equações fundamentais de balanço de massa e quantidade de movimento num sistema isotérmico. Os fenômenos de turbulência estão considerados através do modelo k-e para o hidrocarboneto e "disperse phase zero equation" para o hidrogênio. As reações químicas são modeladas por meio de uma malha reacional baseada no conceito de pseudocomponentes, com suas cargas e produtos separados por cortes comerciais, ou seja, resíduo de vácuo, gasóleo, diesel, nafta + gás. A cinética é um modelo esquematizado em seis reações paralelas, sendo três térmicas e três catalíticas, com os coeficientes das taxas de reação determinadas por busca direta nos ensaios de referência. Os domínios são compostos por hidrocarboneto como fluido geral (mistura pseudocomponentes + catalisador = "slurry phase") e o hidrogênio como gás ideal, não considerando as partículas de catalisador como fase sólida / Abstract: This essay presents the fluid dynamics and the kinetics of vacuum residue hydroconversion of the Marlin petroleum accomplished in the scientific software named as CFX 5.5.1 (Computational Fluid Dynamics) of AEA Technology plc. The current work is a computational simulation, with the geometry of the reactor Parr series 4581 of a multiphase system with two fluids (hydrocarbon and hydrogen) and domains (tank and impeller), and the kinetics of residue catalytic hydrocracking, referred to on lab experiments performed in the Unidade de Negócio da Industrialização do Xisto Petrobrás, located in São Mateus do Sul, Paraná. The fluid dynamics modelling is based on the fundamental equations of mass balance and momentun quantity in an isothermal system. The turbulence phenomena are considered through the k-e model for the hydrocarbon and disperse phase zero equation for the hydrogen. The chemical reactions are modelled by the means of a reactional net based on pseudo components concept, with their loads and products separated according to the commercial cuts, that is, vacuum residue, gasoil, diesel oil, naphta + gas. The kinetics is a schematized model with six parallel reactions, three thermal and three catalytic, with the coeficients of the reaction rates determined by the lab reference data. The domains are composed of hydrocarbon as general fluid (a mixture of pseudo components + catalyst = slurry phase) and the hydrogen as an ideal gas, not considering the particles of the catalyst as a solid phase / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T16:56:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RaissaMariaCottaFerreirada_M.pdf: 8797102 bytes, checksum: b9ec284157d87a455ad4fa39286676d8 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O hidrotratamento (HDT) de frações do petróleo é feito para remover Compostos de enxofre,nitrogênio,oxigênio e metais pesados,bem como para estabilizar as correntes por hidrogenação de compostos insaturados. Este processo tomou-se extremamente importante para atender a crescente demanda de combustíveis com baixo teor de impurezas, que vem sendo criada pelo desejo da sociedade em melhorar a qualidade do meio ambiente e obter produtos satisfatórios. Em destilados médios como o diesel, a maior parte do enxofre está presente na forma de compostos heterocíclicos condensados tais como benzotiofeno, dibenzotiofeno e benzonaftotiofeno. Quando o corte toma-se mais pesado o percentual de compostos heterocíclicos sulfurados aumenta mais rapidamente do que os compostos mais simples como mercaptans e heterocíclicos de um anel, por exemplo o tiofeno, que são organosulfurados mais fáceis de dessulfurizar. Da mesma forma, a fração de destilados médios. contém nitrogênio na forma de compostos heterocíclicos condensados, que exigem condições de temperatura e pressão mais severas para a remoção do heteroátomo ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The reason for the hydrotreating of petroleum fractions is to remove sulfur, nitrogen, oxygen and heavy metal, in order to stabilize the fractions by hydrogenation of unsaturated compounds. This process has become extremely important to attend the growing demand of low impurity fuel oils that has been created by society's desire to improve the environment quality and to achieve satisfactory products. In the middle distillates, like diesel, most of the sulfur is present in the form of condensed heterocyclic compounds such as benzothiophenes, dibenzothiophenes and benzonaphthothiophenes.As the feedstocks become heavier, the percentage of condensed sulfur heterocyclics increases faster than simpler compounds such as mercaptans and single-ring heterocyclic, which are relatively easy to desulfurize. In the same way, the fraction of middle distillates has nitrogen in the form of condensed heterocyclics, that requires more severe pressure and temperature conditions to remove that heteroatom ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química