Orientador: Jose Roberto Nunhez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T02:49:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_ValterCesarde_M.pdf: 2996502 bytes, checksum: 127be7b7a9965eb2e4ffb39855d70649 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Os atomizadores de uma unidade petroquímica de craqueamento catalítico fluidizado (FCC), tem como papel fundamental atomizar o gasóleo na entrada do reator catalítico (riser). Os atomizadores utilizados nas unidades da PETROBRÁS, até início da década de noventa, apresentavam forte erosão, o que causa uma deficiência na atomização, influenciando o rendimento do processo como um todo. Os métodos convencionais de análise proporcionam uma visão global do equipamento, de forma que não se consegue avaliar comportamentos locais, principalmente dentro do equipamento. Utilizando-se uma modelagem ponto a ponto, através da fluido dinâmica computacional, mesmo com fortes simplificações, através de uma análise bidimensional associada ao conhecimento experimental, é possível propor um mecanismo para o processo inicial de erosão, juntamente com a apresentação dos perfis de velocidade, pressão e temperatura. O pacote fluido dinâmico CFX-4.3 da AEA Technology Inc. foi utilizado para obtenção dos resultados numéricos do modelo proposto / Abstract: The atomizers of a petrochemical fluid catalytic cracking unit (FCC) have a main role of atomizing the gas-oil at the base of the catalytic reactor (riser). Until the beginning of the decade of 1990 the atomizers used in the units of PETROBRAS suffered pronounced erosion, that causes deficiencies which affects adversely the whole process yield. The conventional methods of analysis provide only a global picture of the equipment, 50 that is not possible to evaluate the equipment efficiency locally, mainly inside of the equipment. Modeling the equipment point the point, using computational fluid dynamics (CFD), even assuming strong simplifications, through a two dimensional model along with experimental analysis, it is possible to propose a mechanism for the initial process of erosion, the contours of speed, pressure and temperature are also obtained. The fluid dynamics software CFX-4.3 from AEA Technology Inc. was used to obtain the numerical data of the mode / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2007. / Submitted by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2010-01-12T19:03:11Z No. of bitstreams: 1 2007_AndreLuizFerreiradosSantos.pdf: 949943 bytes, checksum: fe4af6243ac9d2c6406d827985bcc9bb (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-01-12T21:24:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_AndreLuizFerreiradosSantos.pdf: 949943 bytes, checksum: fe4af6243ac9d2c6406d827985bcc9bb (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-12T21:24:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_AndreLuizFerreiradosSantos.pdf: 949943 bytes, checksum: fe4af6243ac9d2c6406d827985bcc9bb (MD5) Previous issue date: 2007-07-02 / Este trabalho relata a pesquisa de novas fontes alternativas utilizadas na produção de um combustível ecológico, renovável e de custo mais baixo do que os combustíveis de petróleo através do craqueamento térmico, denominado bio-óleo, semelhante ao óleo diesel. Na pesquisa foram utilizados subprodutos agroindustriais derivados de óleos e gorduras com baixo ou nenhum valor agregado: a borra de óleo de soja, a gordura de frango e o sebo de boi. Comparados ao diesel de petróleo, todos os combustíveis produzidos apresentaram propriedades muito superiores como um índice de cetano mínimo de 50 e a ausência de compostos aromáticos. Os bio-óleos denotaram ainda diversas características químicas apropriadas, tais como a ausência de compostos de enxofre e bom poder de combustão. Dentre os combustíveis sintetizados destacam-se o sebo bovino e a borra de soja como ótimas matérias-primas, fornecendo rendimentos acima de 50% em combustíveis, além de bio-óleos de ótima qualidade, principalmente o de borra que apresenta acidez de 5 mgKOH/g. O estudo também envolveu ensaios catalíticos na presença de ferro metálico e aluminas dopadas com óxidos de zircônio e titânio, cuja intenção foi melhorar a seletividade e qualidade do produto. Dentre os catalisadores testados, a Zr/Al-400 reduziu a acidez do bio-óleo de sebo em 57 %. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work reports the research made upon new alternative and sustainable resources through a clean process, by means of the production of an ecological, renewable and also low cost fuel when comparing it to petroleum diesel fuel. The biofuel was obtained through thermal cracking process in order to substitute petroleum diesel use. Agroindustrial byproducts derived from fats and oils with either low or none cost, such as soybean soapstock, chicken fat and beef tallow, were used in this research. Comparing to diesel fuel, all biofuels have shown far superior properties such a cetane index of at least 50 and also the absence of aromatic compounds. The bio-oils produced by thermal cracking yet present good physical and chemical characteristics, such as the absence of sulfur compounds and good combustion power as well. Among the biofuels synthesized, beef tallow and soybean soapstock present themselves as perfect raw materials, giving yields over 50 % and bio-oils with excellent features, such a 5 mgKOH/g acidity in the case of biofuel produced from soapstock. This study also involved catalytic tests run over doped alumina with either zirconium or titanium oxides, with the purpose of optimizing the results previously obtained. Among the catalysts tested, Zr/Al-400 reduced beef tallow bio-oil acidity in 57 %.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2006. / Submitted by Érika Rayanne Carvalho (carvalho.erika@ymail.com) on 2010-09-09T15:39:43Z No. of bitstreams: 1 2007_Eric Borges Ribeiro.pdf: 752116 bytes, checksum: 9203b76abcfd506d4000277b1ef1f285 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-10-07T00:20:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_Eric Borges Ribeiro.pdf: 752116 bytes, checksum: 9203b76abcfd506d4000277b1ef1f285 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-07T00:20:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_Eric Borges Ribeiro.pdf: 752116 bytes, checksum: 9203b76abcfd506d4000277b1ef1f285 (MD5) / O craqueamento puramente térmico do óleo de mamona produz uma mistura de compostos com propriedades combustíveis insatisfatórias, como alto índice de acidez, alta viscosidade e baixo índice de cetano. Esta baixa qualidade do produto está relacionada com o alto teor de produtos oxigenados na composição do produto obtido. Este trabalho teve como objetivo melhorar as propriedades físicoquímicas do produto de craqueamento (pirólise) do óleo de mamona pela presença de diversos catalisadores. São apresentadas as propriedades físico-químicas do craqueado do óleo de mamona na presença de sílica pura e dopada com óxido de titânio(IV), alumina pura e dopada com óxidos de zinco(II), estanho(II), titânio(IV) e zircônio(IV). Todos os catalisadores testados apresentaram atividade na desoxigenação, sendo os melhores resultados alcançados com alumina pura e dopada. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The purely thermal cracking of castor oil produces a mixture of compounds with unsatisfactory fuel properties, as high viscosity, high acid value and low cetane index. This low quality is associated with high value of oxygenated products in obtained product composition. The aim of this work was to improve the physical-chemical properties of cracking product (pyrolysis) of castor oil using different catalysts, such as silica and silica doped with titanium(IV) oxide, and alumina and alumina doped with zinc(II), tin(II), titanium(IV) and zirconium (IV) oxides. The study of the physicalchemical properties of the castor oil cracking products showed that all these catalysts have activity in the deoxygenation, being the better results reached using pure and doped alumina.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-09-18T15:33:42Z No. of bitstreams: 1 2013_ThiagoOliveiraRodrigues.pdf: 4912195 bytes, checksum: d3c879e8b8d2b92a8a7c1fcacba3e209 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-09-19T11:19:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ThiagoOliveiraRodrigues.pdf: 4912195 bytes, checksum: d3c879e8b8d2b92a8a7c1fcacba3e209 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-19T11:19:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ThiagoOliveiraRodrigues.pdf: 4912195 bytes, checksum: d3c879e8b8d2b92a8a7c1fcacba3e209 (MD5) / A valorização da serragem é uma alternativa para aumentar a eficiência do setor madeireiro na região amazônica. As suas condições granulométricas a tornam ideal para a produção de bioóleo através da tecnologia pirólise rápida. No entanto, o estabelecimento de uma nova cadeia produtiva de bioóleo acarreta em impactos ambientais que antes inexistiam e que passam a ser externalidades adicionais da produção de madeira serrada. Assim, a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) apresenta-se como a metodologia mais indicada devido à sua abordagem sistêmica, a qual visa quantificar os impactos ambientais associados a todas as fases da vida de um produto. Portanto, o presente estudo tem como objetivo principal avaliar os impactos ambientais da produção de bioóleo a partir de serragem da madeira serrada produzida no estado do Pará. A análise do setor madeireiro no Pará em 2009 revelou a disponibilidade de 295 mil m³ a 691 mil m³ de serragem. Assim foram coletadas e caracterizadas amostras de serragem de três espécies representativas do setor. Os resultados médios das análises das propriedades das três amostras foram: Teor de Umidade (TU) = 12%, Massa específica (M.Esp.) = 263 kg/m³, Poder Calorífico Inferior (PCI) = 19 MJ/kg, Carbono (C) = 49%, Hidrogênio (H) = 6%, Nitrogênio (N) = 0,3%, Oxigênio (O) = 44% e Cinzas (Cz) = 0,9%. O balanço de massa da pirólise rápida foi de 68% em bioóleo, 15% em carvão e 10% em gases incondensáveis. Os bioóleos tiveram os seguintes resultados: TU = 31%, M.Esp. = 1057 kg/m³, PCS = 15 MJ/kg, C = 52%, H = 6%, N = 0,2%, O = 42% e Insolúveis = 0,3%. Já para os carvões os resultados foram: PCI = 26 MJ/kg, C = 72%, H = 4%, N = 0,5%, O = 17% e Cz = 8%. A ACV da madeira serrada evidenciou a importância da serragem no seu perfil ambiental, o resíduo é responsável por 27% do potencial de aquecimento global (PAG) e 39% do potencial de criação de ozônio fotoquímico (PCOF). A sua valorização através da produção do bioóleo reduziu o PAG em 19% e o potencial de depleção abiótica (PDA) em 82%, mas o PCOF teve um aumento de 632%, além do potencial de toxicidade humana (PTH) que cresceu 10742%. O sistema de pirólise rápida é otimizado pela mudança do transporte do bioóleo, de rodoviário para aquaviário e pela descentralização em unidades de pirólise rápida menores em cada zona madeireira. A integração do sistema de produção de bioóleo ao sistema de produção de madeira serrada acarreta na mitigação do PAG e do PDA, no aumento expressivo do PTH e do PCOF e em um pequeno aumento do Potencial de Acidificação (PA), de Eutrofização (PE) e de Toxicidade da Água Fresca (PEAF). ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The valorization of sawdust is an alternative to increase the efficiency of the timber industry in the Amazon region. Its particle size condition makes it ideal for the production of bio-oil through fast pyrolysis technology. However, the establishment of a new bio-oil production chain results in environmental impacts that did not exist before and become additional externalities to lumber production. Thus, Life Cycle Assessment (LCA) is presented as the most appropriate methodology due to its systemic approach, which aims to quantify the environmental impacts associated with all stages of a product life-cycle. Therefore, the present study aims at evaluating the environmental impacts of the production of bio-oil from sawdust of lumber produced in Pará state. Analysis of the logging industry in Pará in 2009 revealed the availability of 295,000 m³ to 691,000 m³ of sawdust. So sawdust samples of three species representing the sector were collected and characterized. The average results of the analysis of the properties of the three species were: Moisture Content (M.C.) = 12%, Specific Gravity (S.Gr.) = 263 kg/m³, Lower Calorific Value (LHV) = 19 MJ/kg, Carbon (C) = 49%, Hydrogen (H) = 6%, Nitrogen (N) = 0.3%, Oxygen (O) = 44% and Ashes (A) = 0.9%. The mass balance of fast pyrolysis was 68% in bio-oil, 15% charcoal and 10% in non-condensable gases. The bio-oils analysis had the following results: M.C. = 31%, S.Gr. = 1057 kg/m³, HHV = 15 MJ/kg, C = 52%, H = 6%, C = 0.2%, O = 42% and Insolubles = 0.3%. As for the charcoals, the results were: LHV = 26 MJ/kg, C = 72%, H = 4%, C = 0.5%, O = 17% and A = 8%. LCA of lumber highlighted the importance of sawdust in its environmental profile, the waste is responsible for 27% of global warming potential (GWP) and 39% of the photochemistry ozone creation potential (POCP). Their recovery through production of bio-oil reduced GWP on 19% and abiotic depletion potential (ADP) in 82%, but POCP increased by 632% and the human toxicity potential (HTP) to 10742%. The system of fast pyrolysis is optimized by changing the bio-oil transportation from road to waterway and decentralization in smaller units of fast pyrolysis in each timber zone. The integration of the bio-oil production system to the lumber production system carries in mitigating the GWP and the ADP, a significant increase of HTP and POCP and a small increase in the acidification potential (AP), Eutrophication (EP) and Freshwater Aquatic Ecotoxicity (FAETP) potentials. ______________________________________________________________________________ RÉSUMÉ / La valorisation de la sciure est une façon d’augmenter l’efficacité du secteur bois dans la région amazonienne au Brésil. La granulométrie de la sciure est idéale pour la production de bio-huile par la technologie pyrolyse rapide. Mais, le développement d’une nouvelle chaine de production de bio-huile implique en impacts environnementaux supplémentaires à la production de bios scié. Donc, l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) se présente comme la méthodologie la plus appropriée en raison de son approche systémique, qui vise à quantifier les impacts environnementaux associés à toutes les étapes de la vie du produit. Par conséquent, la présente étude vise à évaluer les impacts environnementaux de la production de bio-huile à partir de sciure de bois scié dans l’État du Pará. L’Analyse de l’industrie du bois dans Pará a révélé l’existence de 295.000m³ a 691.000 m³ de sciure de bois. Ainsi, les échantillons de sciure de trois espèces représentatives ont été recueillis et caractérisé. Les résultats moyens de l'analyse des propriétés des trois échantillons étaient les suivants: teneur en humidité (TH) = 12%, masse specifique (M.Sp.) = 263 kg / m³, pouvoir calorifique inférieur (PCI) = 19 MJ / kg, carbone (C) = 49%, l'hydrogène (H) = 6%, l'azote (N) = 0,3%, l'oxygène (O) = 44% et cendres (Cz) = 0,9%. Le bilan massique de la pyrolyse rapide était de 68% en bio-huile, 15% de charbon et 10% dans les gaz non condensables. Les bio-huiles eu les résultats suivants: TH = 31%, M.Sp. = 1057 kg / m³, PCS = 15 MJ / kg, C = 52%, H = 6%, C = 0,2%, O = 42% et insolubles = 0,3%. En ce qui concerne les charbons, les résultats étaient les suivants: PCI = 26 MJ / kg, C = 72%, H = 4%, C = 0,5%, O = 17% et Cz = 8%. L’ACV du bois scié a souligné l'importance de sciure de bois dans votre profil environnemental, les déchets est responsable de 27% du potentiel de réchauffement global (PRG) et 39% du potentiel de création d'ozone photochimique (PCOF). Sa valorisation en produisant le bio-huile a réduite en 19% le PRG, le potentiel d’appauvrissement abiotique (PAD) en 82%, mais le PCOF a augmenté de 632% et le potentielle de toxicité humaine (PTH) de 10742%. Le système de pyrolyse rapide est optimisé en modifiant le transport de bio-huile de la route au cours d'eau et la décentralisation des unités de pyrolyse rapide de bois plus petit dans chaque zone. L'intégration du système de production du système de bio-huile au système de production de bois scié implique dans la réduction du PRG et du PDA, l'augmentation significative de la PTH et PCOF et une petite augmentation du potentiel d'acidification (PA), d'eutrophisation (PE) et d’écotoxicité de l'eau douce (PEED).

Orientador: Antonio Carlos Luz Lisboa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T15:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GermanGonzalez_M.pdf: 1967268 bytes, checksum: fb1da8c45ce0a2b393f58ef9ab9d72d0 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os reatores de leito fluidizado são uma das mais importantes tecnologias atuais para processos heterogêneos gás-sólido, tanto catalíticos como não catalíticos. As aplicações industriais mais importantes incluem o craqueamento catalítico na indústria petroquímica, a combustão e/ou gaseificação de carvão, biomassa e resíduos sólidos. Estes são importantes processos para a geração de energia, produção de combustíveis e gás de síntese. Um dos tipos de reatores de leito fluidizado mais relevante é o reator de fluxo ascendente conhecido como riser. Este reator consiste de uma coluna tubular na qual o sólido e o gás escoam co-correntes de forma ascendente. Em comparação com outras tecnologias, o reator riser tem uma importante desvantagem: uma distribuição de tempos de residência variada no reator que reduz a conversão e a seletividade. Recentemente cresceu o interesse por outro tipo de reator gás-sólido circulante que possui melhor desempenho que o reator riser. Neste tipo de reator, conhecido como downer, por oposição ao riser, o escoamento co-corrente gás-sólido ocorre de forma descendente, o que lhe outorga características fluidodinâmicas que se assemelham mais ao escoamento tipo pistão e permitem um melhor controle da conversão, da seletividade e da desativação. O objetivo deste trabalho é estudar a simulação de reatores gás-sólido tipo downer, incorporando modelos fluidodinâmicos com modelos de engenharia das reações químicas e catalíticas. Desenvolve-se, de forma geral, a modelagem dos diferentes fenômenos fluidodinâmicos, físico-químicos e catalíticos que ocorrem no reator e são propostos algoritmos de solução para diferentes situações. Posteriormente, aplica-se o modelo proposto do reator downer ao estudo de um caso industrial: o craqueamento catalítico. Os resultados mostram um enfoque geral aplicável para a modelagem e simulação de sistemas de reações gás-sólido em fluxo descendente. As simulações do processo industrial de craqueamento catalítico revelam que o reator tipo downer apresenta características de desempenho que o fazem superior ao reator tipo riser convencional. / Abstract: The fluidized bed reactor is one of the most important technologies for gas-solid heterogeneous operations, considering catalytic or non catalytic processes. The most important industrial applications include catalytic cracking, coal combustion and biomass combustion. The most relevant fluidized bed reactor is the ascendant flow reactor, which is known as riser. The riser reactor consist of a tubular column in which the solid and the gas flow cocurrently upward. The riser reactor has as main disadvantage a wide residence time distribution, which reduce the conversion and the selectivity. Recently, it has grown the interest in a new type of gas-solid circulating reactor with a better performance than the riser which is known as downer. In this reactor the gas and the solid flow cocurrently downward, creating hydrodynamic features comparable to a plug flow reactor and allowing a better control over the conversion, the selectivity and the deactivation. This work regarded it had been studied the simulation of the gas-solid downer reactor, including hydrodynamic models and models from the chemical reaction engineering. It was developed in a general way the modelling of the hydrodynamic, physical chemical and catalytic phenomena occurring in the reactor. Algorithms were proposed to solve of different simulation cases. The proposed model of the downer reactor was used in the studying of one industrial case: the catalytic cracking. The results show a general approach which is applicable for modelling and simulation of gas-solid reactive system with descendent flow. The simulations of the catalytic cracking show that the downer reactor has features that make it perform better than the conventional riser reactor. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Wilson de Figueiredo Jardim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:13:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fidelis_CarlosHenriquedeVasconcelos_M.pdf: 5748636 bytes, checksum: f1bb82d25e16ee9e8de093bbecb41629 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Laércio Ender. / Coorientadores: Vanderleia Botton, Dilamara Riva Scharf. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Henry França Meier. / Coorientador: Jonathan Utzig. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3781.pdf: 6243852 bytes, checksum: de980a103652d1661d6344b86c6efb74 (MD5) Previous issue date: 2011-05-09 / The erosion wear is a mechanism that results in the removal of material from the surface by erosive particles. In some applications, such as calciners used in the aluminum industry and risers of the petrochemical industry, the erosive wear is one of the most critical problems of the refractory lining. Since they are equipments used in the critical phases of these industries production process, needs of long maintenance stops can severely impact their productive process, resulting in significant financial losses. Aiming to maximize the periods in which maintenance calls are not required, refractory materials qualifications are periodically performed in order to help on selecting the highest performance materials. However, even though the service temperatures for these applications are usually high, nowadays the erosion tests are performed only at room temperature in these qualification processes. Additionally, it uses a correlation that assumes that a higher hot modulus of rupture will result in a higher erosive resistance, in the same temperature range. Thus, aiming to reproduce the operation conditions in a more realistic way, the main goal for the present work (which was conducted in partnership with Alcoa and Petrobras) was to enhance the operation of the hot erosion equipment previously developed by other members of GEMM/UFSCar (Materials Microstructure Engineering Group), by making adjustments on its initial design. This enhancement resulted in the development of a calibration methodology for the equipment and the elaboration of a standard procedure for hot erosion tests. And finally, refractory materials were characterized and the results indicated that, for the analyzed materials, the erosive behavior varies as function of the temperature and that there is not always a linear correlation between erosion resistance and the other properties analyzed. / O desgaste por erosão se trata de um mecanismo que resulta na remoção de material da superfície por partículas abrasivas. Em algumas aplicações, como em calcinadores usados na indústria do alumínio e em risers da indústria petroquímica, o desgaste erosivo é uma das solicitações mais críticas do revestimento refratário. Como se tratam de equipamentos usados em etapas fundamentais dos processos de produção dessas indústrias, eventuais necessidade de paradas prolongadas para manutenção podem comprometer os respectivos ciclos produtivos, resultando em significativas perdas financeiras. Visando maximizar o intervalo de tempo entre a necessidade de paradas, periodicamente são realizados processos de qualificação de materiais refratários com o intuito de auxiliar na escolha de materiais com maior desempenho. Entretanto, apesar de, para as aplicações em questão, as temperaturas de serviço serem elevadas, atualmente, nesses processos de qualificação, os ensaios de erosão são realizados somente à temperatura ambiente. Adicionalmente, é usada uma correlação suposta pelos pesquisadores na qual um maior módulo de ruptura a quente resulta em uma maior resistência a erosão na mesma faixa de temperatura. Assim, buscando reproduzir de forma mais realística as condições de operação, o presente trabalho, realizado em parceria com a Alcoa e a Petrobrás, teve como objetivo principal aperfeiçoar o funcionamento do erosímetro a quente previamente desenvolvido por outros membros do GEMM/UFSCar (Grupo de Engenharia e Microestrutura de Materiais), por meio de ajustes no seu projeto inicial. Esse aperfeiçoamento resultou no desenvolvimento de uma metodologia de calibração do equipamento e na elaboração de um procedimento padrão para ensaios de erosão a quente. A seguir, materiais refratários foram caracterizados e os resultados mostraram que, para os materiais analisados, o comportamento erosivo varia em função da temperatura e que nem sempre há uma correlação linear entre resistência a erosão e as outras propriedades analisadas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4445.pdf: 6135592 bytes, checksum: 9a1ebffa2ca083786400ffa973e8b424 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / Due to their potential as acid catalyst and hydrothermal stability, USY, ZSM-5 and modernite zeolites are widely used in several processes of petroleum refining and petrochemical industries. With the discovery of new reserves in Brazil, the petroleum industry must adequate its technology to be able to process heavy oil fractions and satisfy the increased demand for more valuable derivatives (gasoline, diesel and olefins). To achieve this, a better performance of such zeolites needs to be reach by improvement of the active sites accessibility and/or diminishing the diffusion path inside of their microporous system. In this context, the objective of this research was to synthesize ZSM-5 zeolites with hierarchical pore structure and evaluate their potential as acid catalyst in the cracking of hydrocarbons, using cyclohexane as model molecule. In the synthesis of these materials, Black Pearls 2000 carbon and an organosilane surfactant molecule were employed as structure-directing agent for mesopores formation. Zeolites were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, nitrogen physisorption, small-angle X-ray scattering, scanning electron microscopy, nuclear magnetic resonance of 27Al nucleus, Fourier transformed infrared spectroscopy and ammonium temperature programmed desorption. The properties and acid activity of the synthesized zeolites were compared with a ZSM-5 zeolite without mesopores. The results revealed that the used synthesis methodologies were effective in the formation of crystals of ZSM-5 zeolite containing the intrinsic micropores of the MFI structure combined with the presence of intracrystalline mesopores. The Black Pearls 2000 carbon generated mesopores that were an inverse replica of the carbon particles with an average diameter of 12 nm and the amphiphilic surfactant mesopores with diameters of about 4 nm. The cracking of cyclohexane showed that the solids with hierarchical structure of pores preserved the acid potential of ZSM-5 zeolites, with all the micro-mesoporous zeolites presenting similar catalytic behaviour related with the yield and selectivity in the considered reaction. Other hand, the presence of mesopores favoured the formation of products resulting from isomerization and hydrogen transfer reactions. / Devido ao seu potencial como catalisador ácido e estabilidade hidrotérmica, as zeólitas USY, ZSM-5 e mordenita são utilizadas em diversos processos no refino de petróleo e em petroquímica. Com a descoberta de novas jazidas no Brasil, a indústria do petróleo deve se adequar tecnologicamente para ter capacidade de processar frações pesadas e atender o aumento da demanda por derivados de maior valor agregado (gasolina, diesel e olefinas). Para isso, um desempenho mais eficiente no uso dessas zeólitas pode ser alcançado melhorando a acessibilidade aos sítios ativos e/ou reduzindo o caminho difusional no interior do seu sistema microporoso. Nesse contexto, o objetivo do estudo foi sintetizar zeólitas ZSM-5 com estrutura hierárquica de poros e avaliar seu potencial como catalisador ácido por meio do craqueamento de cicloexano, utilizado como molécula modelo. Na síntese desses materiais foram utilizados o carbono Black Pearls 2000 e uma molécula surfactante organossilano, como agentes direcionadores da formação de mesoporos. As zeólitas foram caracterizadas por difração de raios X, fisissorção de nitrogênio, espalhamento de raios X a baixos pequenos, microscopia eletrônica de varredura e transmissão, ressonância magnética nuclear do núcleo 27Al, fluorescência de raios X, espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier e dessorção de amônia a temperatura programada. As propriedades e atividade ácida das zeólitas sintetizadas foram comparadas às de uma zeólita ZSM-5 isenta de mesoporosidade. Os resultados revelaram que as metodologias de síntese foram efetivas na formação de cristais de zeólita ZSM-5 contendo a microporosidade intrínseca da estrutura MFI combinada à presença intracristalina de mesoporos. O carbono Black Pearls 2000 gerou mesoporos que foram uma replica inversa das partículas desse material com diâmetro médio de 12 nm e o surfactante anfifílico mesoporos com diâmetros em torno de 4 nm. O craqueamento de cicloexano mostrou que os sólidos com estrutura hierárquica de poros mantiveram o potencial ácido de zeólitas ZSM-5, sendo os rendimentos e seletividades dessa reação similares para todas as zeólitas micro-mesoporosas sintetizadas. A presença de mesoporos favoreceu, entretanto, a formação de produtos resultantes de isomerização e transferência de hidrogênio.