Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7842_1.pdf: 2133631 bytes, checksum: 3e8af954551e65bce84deded71632c8d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Empreenderam-se transformações do etano e propano, componentes adicionais ao metano no gás natural, para gás de síntese via reforma seca com dióxido de carbono na presença do catalisador de Ni(3,92% em massa)/γ-Al2O3. As operações dos processos foram realizadas em um micro reator de leito fixo, utilizando-se uma massa de catalisador de 0,080g, nas temperaturas de 750ºC e 800ºC, sob pressão atmosférica. Diferentes vazões de alimentação foram empregadas, mantendo-se a seguinte proporção: Ar:CO2:C2H6 = 75%:20%:5% e Ar:CO2:C3H8 = 75%:22,5%:2,5%. Misturas efluentes do reator apresentaram em suas composições CO, H2, H2O, CH4 e C2H4. Com base nas evidências experimentais observadas foram propostas leis cinéticas das etapas reacionais dos processos de reforma, etano-CO2 e propano- CO2. Nas condições operacionais aplicadas conversões máximas de etano de 32,77% e 74,74%, e máximas de propano de 51,12% e 96,04%, foram obtidas para as temperaturas de 750ºC e 800ºC, respectivamente. As etapas reacionais envolvidas no processo etano-CO2 e propano- CO2 envolvem a decomposição catalítica heterogênea do etano, decomposição catalítica heterogênea do propano, reação reversa de Boudouard, consumo de hidrogênio e monóxido de carbono, consumo de hidrogênio e dióxido de carbono, decomposição catalítica dos hidrocarbonetos (eteno e metano) e decomposição catalítica do metano. A modelagem matemática do comportamento cinético permitiu a descrição do processo, em termos das evoluções das concentrações dos reagentes-produtos, garantindo a estimativa de ordens de grandeza dos parâmetros cinéticos e de equilíbrio de adsorção. Valores das energias de ativação correspondentes a cada etapa de reação foram calculadas, tendo-se para a reforma etano-CO2 energias de ativação de 629,15 kJ/mol, 36,90 kJ/mol e 343,64 kJ/mol, e para o processo de reforma propano-CO2, 241,60 kJ/mol, 95,15 kJ/mol e 9,06 kJ/mol

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-04T14:21:20Z No. of bitstreams: 2 TESE Deivson César Silva Sales.pdf: 2799787 bytes, checksum: 3c6c2f46e7b800b1bb027de8d9d6e0e2 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T14:21:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Deivson César Silva Sales.pdf: 2799787 bytes, checksum: 3c6c2f46e7b800b1bb027de8d9d6e0e2 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES / Tendo em vista o desenvolvimento de uma abordagem diferente da convencional adotada para a síntese do metanol, justificado pelo crescimento do mercado de consumo e produção dessa matéria prima, foi desenvolvido um processo de síntese via gás de síntese em reator de mistura. Nesse processo, o leito catalítico foi posicionado em um cesto no interior do reator, que girava em rotações pré-determinadas, entre 200 – 800 RPM, onde foram conduzidas avaliações cinéticas. Operando-se com um catalisador comercial (KATALCOJM 51-8), nas condições definidas por meio de avaliações termodinâmicas, de equilíbrio líquido-vapor e fluidodinâmica, foi determinada a região de operação do sistema, estabelecida em pressões na faixa de 20,0 – 30,0 atm e temperaturas de 473 – 573 K, com base em um planejamento fatorial 3². Foram conduzidas, nessas condições, avaliações dos efeitos de resistência externa, por influência da velocidade de rotação do cesto catalítico, via quantificação do número de Biot. Avaliações do regime de operação nessas condições também indicaram o estabelecimento do regime químico de operação, com domínio da reação catalítica, via determinação do módulo de Thiele modificado. Em operação descontínua com uso do catalisador comercial, produziu-se metanol com conversão média de CO e H2, rendimento e seletividade médios a metanol iguais a 86%, 96%, 39% e 70%, respectivamente a 30,0 atm e 523 K. Foram formulados catalisadores baseados em Cu e Zn sobre γ-alumina, preparados pelo método de impregnação úmida e caracterizados via análises de difração de raios-x, espectrofotometria de absorção atômica e propriedades texturais (área superficial, volume de poros, volume de microporos e raio médio de poros). Em operação descontínua, esses catalisadores tiveram suas atividades catalíticas avaliadas, alcançando conversão de CO, rendimento e seletividade médios a metanol iguais a 32,5%, 25% e 85%, respectivamente. Foram desenvolvidos modelos cinéticos para predição do comportamento dos reagentes e produtos no processo, em termos do modelo de Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson, a partir dos quais foi possível a quantificação dos parâmetros cinéticos e de equilíbrio. Esses modelos foram estendidos à predição do comportamento das operações em regime contínuo, conduzidas para o catalisador comercial e aqueles formulados.

"Presentado ante la Ilustre Universidad Central de Venezuela por los Brs. De Sousa P., Daniela Pisani P., Octavio E. Para optar al Título de Ingeniero Químico" / Equivalência ao Grau de Mestre em Engenharia Química dada pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7838_1.pdf: 1710193 bytes, checksum: d6b22e1e4e4d7e16d2bc55c8ec9d949e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / A crescente disponibilidade de gás natural (GN) e a abundante produção de gás carbônico, obtido a partir da fermentação de mosto preparado a partir de produtos da cana-de-açúcar (caldo de cana e melaço), termoelétricas, e refinarias, têm suscitado interesse quanto à valorização destas matérias-primas. Os processos de conversão indireta do GN buscam produzir inicialmente o gás de síntese (CO e H2), intermediário na obtenção de hidrocarbonetos, combustíveis e compostos oxigenados. A tri-reforma do metano (TRM) busca através da combinação sinergética da reforma seca do metano (DRM), da oxidação parcial do metano (POM) e a reforma a vapor do metano (SRM). A combinação da reforma seca com a reforma a vapor para produzir gás de síntese nas proporções de H2/CO desejadas e se avaliar a formação de carbono. A presente dissertação avalia os resultados obtidos na conversão do gás natural via tri-reforma do metano empregando um catalisador de níquel suportado em γ-alumina (Ni/γ-Al2O3). As avaliações operacionais foram realizadas numa faixa de temperatura entre 923K e 1123K sob atmosfera de pressão. O efeito do oxigênio na alimentação aumentou os rendimentos de H2 e CO. Conversões máximas de 96,44% para CH4 e 45,41% para CO2, seletividade máxima de 92,55% para H2 e 8,61% para CO. Os rendimentos obtidos de H2 e CO foram 4,4 e 0,25% respectivamente, devido à presença da RWGS (reverse water gás-shift) que foi minimizada e portanto obteve-se rendimentos superiores de aproximadamente 37,00% e 5,00% para H2 e CO Para a caracterização do catalisador empregou-se absorção atômica, difratometria de raios-X, análise térmica, infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), área via Brunauer, Emmet e Teller (BET), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios-X por emissão de energia (EDS), análise elementar do carbono antes e após as reações a fim de analisar a estabilidade do catalisador. O desenvolvimento do processo evidenciou as formações de H2 e CO, com traços de deposição de coque, para o processo de operação de leito fixo. Por fim, foi proposto um mecanismo cinético devidamente validado experimentalmente

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7956_1.pdf: 1362349 bytes, checksum: ea2beb7557d48c28df9996877e912cad (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Simulações computacionais em regime transiente foram realizadas a fim de se estudar a oxidação parcial para a produção de gás de síntese e obtenção do metanol via gás de síntese em reatores de leito fixo catalítico. Os modelos matemáticos dinâmicos propostos para os reatores, formaram conjuntos de equações diferenciais parciais que foram solucionados através de técnicas numéricas implementadas no Software Matlab 6.5,. Dois dos modelos simulados foram resolvidos diretamente com a utilização do esquema de diferenças finitas explícito. Enquanto que o terceiro modelo, foi discretizado pelo método das diferenças finitas formando um sistema de equações algébricas não lineares que foi solucionado pelo método de aproximações sucessivas. Os resultados obtidos puderam evidenciar detalhes do mecanismo de oxidação parcial, que seriam difíceis de se verificar experimentalmente e são relatados na literatura por serem de grande importância para o projeto destes reatores

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:20:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276043.pdf: 2032978 bytes, checksum: eab4d26f55c2fe09151bc397f29b4268 (MD5) / Atualmente o gás hidrogênio (H2) é tido como o combustível do futuro, no entanto os processos de obtenção deste gás ainda são os convencionais, tais como, reforma a vapor e oxidação parcial, acompanhados da emissão de muitos poluentes atmosféricos, como o CO, CO2 e NOx. Neste trabalho, estudou-se a produção de H2, negro de fumo e gás de síntese por plasma térmico empregando-se argônio como gás de plasma usando os seguintes gases como matéria prima no processo: metano, biogás (mistura de CH4 e CO2) e água. A tocha de plasma usada para ionização do argônio foi de arco elétrico não transferido com fonte elétrica de corrente continua (DC). A tocha de plasma foi acoplada a uma câmara de plasma e na saída da câmara foram instalados analisadores de gases e amostradores para coleta. A temperatura do jato de plasma foi medida com auxilio do gráfico de Boltzmann. Os espectros Raman do material produzido na reforma do metano mostraram a produção de carbono com estrutura amorfa típica destes materiais. Imagens de microscopia eletrônica de varredura revelaram que os materiais apresentam organização estrutural típica de um negro de fumo (altamente desorganizada) e a presença de estruturas de tamanhos variados, desde algumas dezenas de nanômetros até alguns micrometros. A composição do material sólido produzido foi de 81 % de carbono, 1 % de hidrogênio e 18 % de ferro e tungstênio, evidenciado pelas analises de CHNS e MEV-EDS. As análises de GC-MS mostraram a formação de uma série de compostos policíclicos aromáticos (PAH's), que são intermediários na formação de carbono sólido através de mecanismos em fase gasosa. No processo de reforma do biogás, o aumento a potência aplicada aumentou a conversão do metano e do dióxido de carbono na faixa em que o plasma é estável (entre 3,0 e 4,5 kW). Quando a [CO2] = 7,0 % e variando-se a [CH4] de 4 a 12 %, houve diminuição da conversão de CO2 com o incremento da [CH4]. A partir de 9 % de [CH4] a conversão do CH4 também diminuiu, acompanhada pela formação de carbono sólido. Por outro lado, o aumento da [CO2] na mistura reacional diminuiu a formação de carbono sólido e aumentou a conversão tanto de CO2 quanto de CH4 até a razão [CO2]/[CH4] = 1,3; o aumento da razão [CO2]/[CH4] superior a 1,3 provocou a formação de carbono sólido e diminuição da conversão de ambos os gases da mistura. A viabilidade de produção de hidrogênio através da decomposição da água por plasma foi demonstrada. A temperatura do jato de plasma medida experimentalmente aumentou com o aumento da potência aplicada e do fluxo de gás de plasma.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:30:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323974.pdf: 2504704 bytes, checksum: 00678f9f1aef9a5e9791d4fd1bef7677 (MD5) Previous issue date: 2013 / The steam gasification of Brazilian coal chars, subbituminous and bituminous, were investigated using a thermobalance in a temperature range of 1073-1173 K and pressure range of 1-20 bar. The operating variables used were in agreement with differential reactor and free diffusion limitations. The coal char samples were characterized, and the effects of temperature, total system pressure, parcial pressure and hidrogen on the kinetics of steam gasification were determined. The non-reactive core model was the one that best described the gasification reactions, at conditions studied, for conversions between 5-80%. For these coals and temperature range studied between 800 and 900 ° C, 1 bar, the activation energies were found to be 119.2 kJ?mol-1 and 170 kJ?mol-1 and pre-exponential factor were determined to be 4,10?105 e 4,55?103 min-1, respectively. Based on these parameters was determined the coal reactivity: CMRS-02 > CMSC-04 > CMSC-02 > CMSC-01. The higher reactivity for coal CMRS-02 was ascribed to the coal rank and vitrinite content. Regarding the effect of temperature, total pressure of the system and parcial pressure of steam on the reaction rate, the results showed that these effects were higher for bituminous coals, as the rank coal has more influence on the rate of reaction. The presence of hidrogen strongly inhibits the char-steam gasification reactions. The gases formed were H2, CO2and CO and the molar ratio H2/CO between 1,5 and 2 indicates that the syngas produced is promising for Fischer-Tropsch synthesis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:16:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349699.pdf: 2166380 bytes, checksum: 3cf569ce2889dfb17e2bbe22d7aebdb8 (MD5) Previous issue date: 2017 / Grandes volumes de gás natural (GN) são emitidos ou queimados em plataformas de petróleo, liberando metano, monóxido de carbono e, majoritariamente, dióxido de carbono. Estes gases são responsáveis pelo efeito estufa e representam um sério risco ao meio ambiente e à saúde das pessoas que estão nas proximidades dos locais de emissão, devido a sua toxicidade. Composto predominantemente por metano, o GN é uma fonte de energia segura e possui baixos teores de contaminantes, sendo considerado o combustível fóssil mais limpo. Devido à grande distância entre os reservatórios e os centros consumidores, a construção de gasodutos é economicamente inviável. Em contrapartida, o metano pode ser convertido em combustíveis líquidos através de tecnologias Gas-to- Liquids. A primeira etapa desses processos é a conversão do metano em gás de síntese, que pode ser realizada por diferentes métodos. Dentre os possíveis métodos, a tecnologia de oxidação parcial catalítica do metano (OPCM) oferece diversas vantagens, como menor tempo de residência, menores temperaturas de operação e razão H2/CO ótima para o processo subsequente de Fischer-Tropsch. No presente trabalho foram sintetizados três catalisadores suportados em malhas oxidadas de liga FeCrAl (FCO): FCO/5%Ce, FCO/5%Ce/1%Pt e FCO/0,9%Pt/0,1%Rh, os quais foram caracterizados por difração de raios X (DRX), análise BET, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS). Os catalisadores foram testados para a produção de gás de síntese através do processo de OPCM. A atividade catalítica do suporte virgem e oxidado também foi analisada. A reação teve início entre 600 °C e 700 °C para todos os catalisadores, a 1 bar. Ensaios realizados a 20 bar evidenciaram que o desempenho dos catalisadores diminui com o aumento da pressão. Para o catalisador que apresentou melhor desempenho catalítico (FCO/0,9%Pt/0,1%Rh) foi realizada uma otimização das condições de reação, variando a temperatura do reator (850 a 950 °C), pressão do sistema (1 e 20 bar) e razão molar O2/CH4 (0,40 a 0,70). O catalisador FCO/0,9%Pt/0,1%Rh sofreu leve desativação ao longo de 255 min sob condições ótimas. Experimentos de OPCM consecutivos mostraram que o catalisador pode ser regenerado com oxigênio, mantendo sua atividade catalítica. Os resultados deste trabalho apontam que o FCO é um excelente suporte e pode oxidar metano parcialmente a baixas e altas pressões. / Abstract : A substantial amount of natural gas is vented or burnt in oil platforms, releasing methane, carbon monoxide and, mostly, carbon dioxide into the atmosphere. These components are greenhouse gases and represent a serious risk to the environment and to the health of local people, due to their toxicity. The natural gas is composed mostly of methane, it is a safe source of energy with low impurity content and it is considered the cleanest fossil fuel. Due to the large distance between the reservoirs and customers, the pipelines building are uneconomic. However, methane can be converted to liquid fuels through Gas-to-Liquids technologies. The first step of this process is the conversion of methane into synthesis gas, which can be performed through different routes. Among the possible methods, the catalytic partial oxidation of methane (CPOM) presents some advantages like lower residence time, lower reaction temperatures and optimal H2/CO ratio to the subsequent Fischer- Tropsch process. In the present work, three catalysts supported on oxidized FeCrAlloy (FCO) woven were synthesized: FCO/5%Ce, FCO/5%Ce/1%Pt and FCO/0,9%Pt/0,1%Rh; which were characterized by X-ray diffraction (XRD), BET analysis, scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The catalysts were tested to produce synthesis gas through the CPOM process. The catalytic activity of the virgin and oxidized support was analyzed. The reaction began between 600 °C and 700 °C for all catalysts, at 1 bar. Experiments performed at 20 bar pointed that the catalyst performance decreased at higher pressures. The reaction conditions were optimized for the catalyst that showed the best performance (FCO/0,9%Pt/0,1%Rh), varying the reactor temperature (850 to 950 °C), system pressure (1 and 20 bar) and the O2/CH4 molar ratio (0,40 to 0,70). The FCO/0,9%Pt/0,1%Rh catalyst has been slightly deactivated over 255 min under optimal conditions. Successive experiments of CPOM indicate that the catalysts can be regenerated with oxygen, maintaining their catalytic activity. The results of this work indicate that the FCO is an excellent support and it can oxidize methane partially at low and high pressures.

Orientador: Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-22T18:52:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Filizola_AlexandreRodrigues_M.pdf: 3632264 bytes, checksum: 03e1e31881e49ad653e27f6ff8d6fc88 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento e a caracterização de nanocatalisadores ativos na catálise heterogênea da obtenção de gás de síntese a partir de bio-óleos. Com este fim pretende-se utilizar nanotubos de carbono NTC como suportes tridimensionais para os metais catalíticos. A amostra obtida pelo método de arco elétrico automatizado foi caracterizada utilizando-se as técnicas de espectroscopia Raman, medidas de área superficial (BET) e distribuição de tamanho de poro (BJH), difração de Raios-X, medidas de magnetização SQUID e microscopia de transmissão eletrônica TEM. Espera-se que estes nanocatalisadores diminuam a temperatura do processo de gaseificação dos bio-óleos / Abstract: The aim of this thesis is the development and characterization of nanocatalysts for the heterogeneous conversion of bio-oils into synthesis gas. To this end we intend to use carbon nanotubes (NTC) as unconventional supports for the catalytic transition metals. The sample obtained by a computer controlled electric arc method was characterized using the techniques of Raman spectroscopy, surface area measurement (BET) and pore size distribution (BJH), X-ray diffraction, SQUID magnetization measurements and transmission electron microscopy TEM. It is expected that these nanocatalysts would reduce the temperature of the gasification process of the bio-oil samples / Mestrado / Física / Mestre em Física

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2574_1.pdf: 4328964 bytes, checksum: 679a9295d69b2a1f2c4705c8de70e18f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A reforma do metano com dióxido de carbono para produzir gás de síntese sobre os catalisadores de Ni/γ-Al2O3 e Ni/CeO2-Al2O3 foi investigada. O catalisador de níquel suportado em gama alumina e gama alumina céria apresentou elevada atividade e estabilidade, apesar de seu elevado potencial para desativação por formação de coque sobre os sítios ativos. O desenvolvimento da reforma seca do metano, principal componente do gás natural (GN), foi estudado em reator de leito fluidizado segundo o modelo original em duas fases proposto por Van Deemter e Van der Laan (1961) e Kunii e Levenspiel (1969). Com vistas à condução do processo de reforma seca do CH4 foi projetado e construído um sistema piloto laboratorial constituído de um reator de leito fluidizado em aço inoxidável AISI 310S, o qual apresenta as seguintes características geométricas e operacionais: Ht = 1,18 m, Dint. = 0,038 m, velocidade mínima de fluidização umf = 0,31 cm/s, velocidade superficial uo = 1,76 cm/s, vazão superficial de operação Qo = 1200 cm3/min, diâmetro da partícula variando entre (dp) = 65-114 μm, massa de catalisador mcat. = 280g e temperatura de operação de 973,15K sob pressão constante de 1 bar. Nestas condições previstas de operações, foram elaboradas as modelagens matemáticas de balanços de massa e energia, as quais foram aplicadas ao processo de reforma quando os perfis de concentração dos reagentes e produtos foram obtidos. Os modelos matemáticos formulados para o presente trabalho foram validados com base nas observações experimentais da reforma seca do metano em reator de leito fluidizado borbulhante. O processo foi realizado com razão molar de alimentação de CH4:CO2:Ar = (2:3:15 v/v), tempo espacial de 14 gcat s cm-3 a 28 gcat s cm-3 , GHSV = (128,57- 257,15) cm3 gcat -1 h-1 e atingiu patamares de conversões de 51,54% e 45,51% com relação ao CH4 e CO2. Os rendimentos atingiram os patamares de 47,72% para o H2, 49,95 para o CO e 97,67% para o gás de síntese. As seletividades dos produtos na saída do reator, segundo predições do modelo e medições experimentais, atingiram a ordem de grandeza média de 48,05% e 98,35% para o hidrogênio e para o gás de síntese produzido