Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-25T13:41:57Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ JORGE DA SILVA JÚNIOR - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 8878210 bytes, checksum: 8ad2b9618778b2c4268304060a0167f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T13:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ JORGE DA SILVA JÚNIOR - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 8878210 bytes, checksum: 8ad2b9618778b2c4268304060a0167f5 (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / Capes / O objetivo deste trabalho é analisar a capacidade da Termografia de monitorar o comportamento dos óleos lubrificantes SAE 20W50 API SJ e ISO VG 10 do ponto de vista térmico até o momento de ruptura do filme lubrificante, caracterizado pela brusca elevação no atrito, ruído, vibração e temperatura em ensaios de atrito cisalhante. A metodologia utilizada é baseada na análise de termogramas que indicam perfis de temperatura durante os ensaios de atrito e no momento de falha mecânica, comparando-se estes resultados com os obtidos por um termopar. Deste modo, é possível obter informações que podem ser usadas como referências visuais não invasivas durante uma situação de atrito. Os corpos de prova, constituídos por pinos cilíndricos de aço SAE 1045, são atritados contra um anel de desgaste que consiste em um rolamento travado por solda sob condição de regime de lubrificação limite. Testes foram realizados em condições crescentes de carga até 180 N em rotações de 10, 15 e 20 Hz (600, 900 e 1200 rpm). Os resultados mostram a capacidade qualitativa e quantitativa da Termografia na detecção de falhas de lubrificação, considerando a emissividade da película lubrificante de óleo igual a 0,82. Além disso, os picos de temperatura associados ao scuffing (desgaste severo causado pelo rompimento da película) mostrados pela Termografia são maiores que os mostrados pelo termopar, o que facilita a visualização deste fenômeno. Conclui-se que a Termografia pode ser usada para a detecção do rompimento da película lubrificante em ensaios de atrito do tipo pino sobre anel. / The aim of this work is to evaluate the Thermography ability to monitor the behavior of the lubricating oils SAE 20W50 API SJ and ISO VG 10 from the thermal point of view until the moment of the lubricating film rupture, characterized by the sudden elevation in the friction, noise, vibration and temperature in shear friction tests. The methodology used is based on the analysis of thermograms that indicate temperature profiles during the friction tests and at the moment of mechanical failure, comparing these results with those obtained by a thermocouple. Thus, it is possible to obtain information that can be used as noninvasive visual references during a friction situation. The specimens, consisting of cylindrical SAE 1045 steel pins, are rubbed against a wear ring consisting of a weld-locked bearing under the condition of a boundary lubrication regime. Tests were performed under increasing load conditions up to 180 N at 10, 15 and 20 Hz (600, 900 and 1200 rpm) rotations. The results show the qualitative and quantitative capacity of the Thermography in the detection of lubrication failures, considering the emissivity of the lubricating oil film equal to 0.82. In addition, the temperature peaks associated with scuffing shown by Thermography are larger than those shown by the thermocouple, which facilitates the visualization of this phenomenon. It will be concluded that the Thermography can be used for detecting the breakdown of the lubricant film in pin-on-ring friction tests.

O óleo lubrificante mineral é amplamente utilizado no cenário mundial no funcionamento de máquinas e motores. No entanto, o ciclo de vida deste petro-derivado resulta na geração de um resíduo (óleo lubrificante usado), o qual é nocivo ao meio ambiente quando não descartado adequadamente ou reciclado. No Brasil, apesar das normas que tratam especificamente do armazenamento, recolhimento e destino de óleo lubrificante usado, grande parte do mesmo ainda é despejado diretamente no meio ambiente, sem qualquer tratamento, sendo de grande importância estudos que visem o entendimento dos processos e o desenvolvimento de tecnologias de remediação de áreas contaminadas por esse resíduo. O objetivo geral do presente trabalho foi conduzir estudos de tratabilidade de solo arenoso contaminado experimentalmente com 5% (m m-1 seco) de óleo lubrificante usado, através de duas diferentes estratégias de biorremediação: bioestímulo e bioaumento. Foram conduzidos dois experimentos. No primeiro, foi avaliada a atividade microbiana aeróbia na biodegradação do OLU através do método respirométrico de Bartha. No segundo, foram montados três biorreatores de fase sólida simulando biopilhas estáticas com aeração forçada, cada um contendo 125 kg de solo e 5% (m m-1 seco) de óleo lubrificante automotivo usado, os quais receberam como tratamento: bioestímulo por ajuste de pH e umidade (BIOSca); bioestímulo por ajuste de pH e umidade associado ao bioaumento com a adição de composto maduro (BIOA1ca) ; e bioestímulo por ajuste de pH e umidade associado ao bioaumento com a adição de composto jovem (BIOA2ca). Foram também montados três biorreatores de bancada simulando biopilhas estáticas sem aeração forçada, cada um contendo 3 kg de solo e 5% (m m-1) do mesmo contaminante, sendo que o primeiro continha solo sem contaminação - CONTsa, o segundo, solo contaminado com ajuste de pH BIOSsa e o terceiro, solo contaminado com adição de 0,3% de azida sódica - ABIOsa. Os tratamentos foram avaliados pela remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo (HTPs) e após 120 dias de experimento obteve-se remoções de HTPs de 84,75%, 99,99% e 99,99%, com BIOS, BIOA1 e BIOA2, respectivamente, demonstrando que a estratégia de bioestímulo associada ao bioaumento foram promissoras na remediação do solo contaminado pelo óleo lubrificante usado. Os tratamentos que receberam composto (BIOA1 e BIOA2) não apresentaram diferenças quanto à remoção de HTPs, evidenciando que a fase de maturação dos compostos não apresentou influência na eficiência do processo. No entanto, verificou-se uma eficiência nos tratamentos que receberam composto quando comparado ao tratamento sem adição de composto / Lubricating oil is worldwide in machinery and motors. The life-cycle of this petroleum-based product generates a waste, the spent lubricating oil SLO, which is hazardous to the environment when inappropriately disposed. In Brazil, regardless the norms that establish rules for storage, collection, recycling and final disposal of spent-lubricating oil, a large part of it ends up in different environment compartments, causing among others, soil contamination. Therefore, it is important to carry out studies focusing on processes and technology development for remediation of sites contaminated by SLO. The objective of this work was to carry out two experiments of treatability studies for sandy soil contaminated experimentally with 5% (weight/dry weight) of SLO, through two different bioremediation strategies: biostimulation and bioaugmentation. During the first experiment, the aerobic microbial activity in SLO-contaminated soil was assessed through Barthas respirometry (CO2 productino). During the second experiment, three reactors simulating static biopiles with forced (up-flow) aeration received 125 kg of soil contaminated with 5% (w/dw) SLO, which received the following treatments: pH and moisture adjustment-BIOSca; pH and moisture adjustment associated to bioaugmentation through addition of mature compost from urban solid waste-BIOA1ca and pH and moisture adjustment associated to bioaugmentation with non-mature compost-BIOA2ca. Another group of three bench reactors with no forced aeration, each one containing 3 kg of soil also contaminated with 5% (w/dw) of SLO were filled as following: the first received non-contaminated soil-CONTsa; the second received contaminated soil with pH adjustment-BIOSsa; the third one received contaminated soil with addition of 0.3% (w/dry w) of sodium azide-ABIOsa. The treatments were compared based on removal of total petroleum hydrocarbons (TPHs) and its fractions. After 120 days, the TPH removal was about 75%, 99.99% and 99.99% in BIOS, BIOA1 and BIOA2 respectively, suggesting that optimization of conditions associated to bioaugmentation were the most promising strategy to treat SLO contaminated soils. The fact that after 120 days BIOA1 e BIOA2 did not present differences regarding TPH removal shows that giving time enough, the degree of the compost maturation does not influence the TPH removal. However, treatments that received compost were more efficient than biostimulation alone

A prática da troca de óleo lubrificante usado, particularmente óleos automotivos, representa um grave problema ambiental em função de sua natureza perigosa, do manuseio incorreto e do descarte indiscriminado no meio ambiente. A investigação quanto à remediação de áreas contaminadas por esse resíduo torna-se necessária, particularmente para solo de natureza argilosa. O presente estudo teve por objetivo avaliar a biorremediação de um solo argiloso contaminado por óleo lubrificante utilizando biorreatores de fase semi-sólida. Frascos tipo Erlenmeyer, contendo 20 g de solo contaminado com 3% (m/m) de óleo lubrificante, em triplicata, foram mantidos em temperatura e agitação constantes, segundo as seguintes estratégias de tratamento: (i) Bioestímulo com ajuste de nutrientes (BIOE); (ii) Bioaumento com adição de inóculo microbiano aclimatado (BIOA); (iii) Bioestímulo e adição de surfactante sintético Tween-80 (BIOES); (iv) Bioaumento, bioestímulo e surfactante sintético Tween-80 (BIOAS) e (iv) controle, com água destilada purificada (CONT). A eficiência de remoção do contaminante foi avaliada após 68 dias de tratamento por análises de evolução de CO2, redução de COT, decaimento de HTP, de n-alcanos e frações de hidrocarbonetos saturados, aromáticos e compostos polares. O tratamento BIOAS resultou na maior produção de CO2 acumulada (1247,0 mg.20g-1 de solo) seguida pelo tratamento BIOES (1077,6 mg.20g-1 de solo). Ao final do experimento, todos os tratamentos reduziram significativamente os teores de HTPs quando comparados ao controle (11,14,2%). Os tratamentos BIOAS e BIOES não apresentaram diferenças significativas quanto à redução de HTPs (42,03,7% e 37,46,3%, respectivamente). Tanto o bioestímulo quanto o bioaumento mostraram-se estratégias com potencial para aumentar a eficácia da biorremediação de solos argilosos, sendo que a adição de surfactante foi o fator mais importante, tendo aumentado significativamente a capacidade de remoção em ambas as estratégias. O uso de biorreatores em fase semi-sólida na biorremediação de solo argiloso contaminado com óleo lubrificante mostrou-se bastante promissor e tal estratégia pode ser aplicada em escala imediatamente superior / The practice of exchange of used lubricating oil, automotive oils in particular, represents a serious environmental problem due to its hazardous nature, the misuse and its indiscriminate disposal of same in the environment. Strategies for remediation of contaminated areas by this waste are necessary, particularly in case of soils with clayey nature. This study aimed to evaluate the bioremediation of a clayey soil contaminated by lubricating oil using bioreactors of semi-solid phase. Erlenmeyer flasks containing 20 g of contaminated soil with 3% (w / w) of lubricating oil, in triplicate, were kept at constant temperature and agitation, according to the following treatment strategies: (i) biostimulation with nutrient adjustment (BIOE), (ii) addition of bioaugmentation with microbial inoculum acclimated (BIOA), (iii) addition of biostimulation and synthetic surfactant Tween-80 (BIOES) (iv) bioaugmentation, biostimulation and synthetic surfactant Tween-80 (BIOAS) and (iv) control with purified distilled water (CONT). The contaminant removal efficiency was evaluated after 68 days of treatment by analysis of evolution of CO2, reduction of TOC, decay of HTP, n-alkanes, and fractions of saturated hydrocarbons, aromatics and polar compounds. The BIOAS treatment resulted in increased accumulated production of CO2 (1247.0 mg.20g-1 soil) followed by BIOES treatment (1077.6 mg.20g-1 soil). At the end of the experiment, all treatments significantly reduced the levels of HTP as compared to control (11.1 4.2%). The BIOAS and BIOES treatments presented no significant differences in the reduction of HTP (42.0 3.7% and 37.4 6.3%, respectively). Both biostimulation and bioaugmentation were shown to be strategies with potential to increase the effectiveness of bioremediation in a clayey soil, and the addition of surfactant being the most important factor, increasing significantly the capacity of removal in both strategies. The use of bioreactors in semi-solid phase bioremediation in a clayey soil contaminated by lubricating oil proved to be very promising, and this strategy can be applied to at higher scales

Este trabalho avalia o uso de insertos autolubrificantes de pó de aço ferramenta sinterizado para aplicação em ferramentas dos processos de Conformação a Frio. São apresentadas a preparação e a análise de diferentes composições de misturas de pós de aço ferramenta H 13. A Metalurgia do Pó convencional foi utilizada como processo para a obtenção dos insertos do estudo. Foram compactadas e sinterizadas misturas de pó de aço H13 com a adição de percentuais variados do lubrificante sólido Bissulfeto de Molibdênio – MoS2, também em pó, com o objetivo de atribuir propriedades de autolubrificação ao composto. O percentual de lubrificante sólido empregado nas amostras variou de 1% a 5%, com posterior sinterização. Os resultados obtidos no Ensaio de Atrito com anéis de Alumínio AA6351 recozido apresentaram nos insertos autolubrificantes do estudo coeficientes de atrito μ entre 0,10 e 015, menores que os valores μ entre 0,20 e 0,30 obtidos com aço H13 laminado convencional. Também o desgaste abrasivo do ferramental proposto avaliado no Ensaio de Abrasão com Roda de Borracha foi 12% menor quando comparado com o aço ferramenta H13 laminado exposto ao mesmo ensaio. / This study evaluates the use of self-lubricating tool steel powder sintered inserts for use in tools of Cold Forming processes. Preparation and analysis of various compositions of H13 tool steel powder mixtures are presented. The conventional Powder Metallurgy was used as a process for obtaining the study inserts. Were compacted and sintered mixtures of H13 steel powder with the addition of varying percentages of the solid lubricant Molybdenum Disulphide - MoS2, also in powder form, with the purpose of giving self-lubricating properties to the composite. The percentage of solid lubricant used in the samples varied from 1% to 5%, with subsequent sintering. The results of the friction test on AA6351 aluminum rings had friction coefficients μ between 0.10 and 015 with self-lubricating inserts in study, smaller than μ values between 0.20 and 0.30 obtained with the conventional steel H13 laminate. Also, the abrasive wear of the tooling proposed evaluated in the abrasion test with rubber wheel was 12% lower when compared to the H13 tool steel laminate exposed to the same test.

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um inserto em aço ferramenta AISI H13 obtido por meio do processo de Metalurgia do Pó com a adição de lubrificante sólido na sua composição, que tem a finalidade de conferir propriedades autolubrificantes ao mesmo. Foram utilizados os pós de MoS2 e de h- BN para promover a redução do coeficiente de atrito. Adicionou-se o lubrificante MoS2 ao pó de aço ferramenta na etapa de mistura dos pós, em concentrações que variaram de 1% a 5%. Da mesma forma, foram confeccionados corpos de prova substituindo o MoS2 por h-BN. Após a compactação de todos os corpos de prova eles foram sinterizados. A mistura com h-BN apresentou grande formação de óxido durante os processos de sinterização e de tratamento térmico, sendo descartada sua utilização para os ensaios de abrasão para verificar desgaste e para os ensaios do anel que determinam o coeficiente de atrito. Conforme as análises realizadas, pode-se observar a formação de fases distintas, com ilhas de lubrificante MoS2 em matriz ferrítica. Utilizou-se o ensaio do anel para determinação do coeficiente de atrito de Coulomb – μ, e anéis de Alumínio como corpos de prova para este ensaio. Os insertos de MoS2 apresentaram ótimos resultados neste ensaio, e foram similares a experimentos realizados por outros pesquisadores que utilizaram o mesmo sistema tribológico deste trabalho - H13 como ferramenta, MoS2 como lubrificante e anéis de Alumínio para conformação. A diferença satisfatória obtida pelo material confeccionado neste estudo em relação aos obtidos da literatura pesquisada está na forma de utilização do lubrificante, que neste caso foi adicionado à matriz pelo processo de Metalurgia do Pó, enquanto que nos trabalhos analisados o lubrificante foi borrifado sobre a matriz. / The present work describes the development of an insert of tool steel AISI H13 obtained by powder metallurgy process with the addition of solid lubricant in the composition, in order to impart self-lubricating properties. MoS2 and h-BN powder were used to promote the reduction of the friction coefficient. It was added MoS2 lubricant with the tool steel powder in the mixing step at concentrations ranging from 1% to 5%. Similarly were prepared specimens replacing MoS2 for h- BN. After compression of the samples they were also sintered. The mixture with h- BN showed extensive formation of oxide during the sintering process and heat treatment, and discarded their use for the abrasion test for wear and ring assays for the determination of the friction coefficient. Through the analysis carried out, were observed the formation of distinct phases with lubricant MoS2 islands in ferritic matrix. The tests for friction in samples with MoS2 showed good results, similar to experiments by other researchers who used the same tribological system of this work - H13 as a tool, MoS2 as a lubricant and aluminum rings for conformation. Satisfactory difference obtained by the material made in this study compared to those obtained from the literature is in the form of use of the lubricant, which in this case was added to the matrix by the powder metallurgy process, whereas in the studies analyzed the lubricant was sprayed onto the matrix.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os desenvolvimentos de novos motores têm resultado no aumento constante dos carregamentos mecânicos e térmicos dos componentes. Além de estarem expostos a condições desfavoráveis ao desgaste, os novos componentes do motor devem garantir desempenho similar, ou muitas vezes superior, aos dos componentes atuais. Para os anéis de pistão, o desempenho é dado pela sua capacidade de vedação e raspagem, que podem ser mensurados em motor pelos resultados de consumo de óleo lubrificante (COL) e fluxo de gases para o cárter (blow-by). Sendo assim, a proposta desse trabalho foi a de avaliar-se a influência do tratamento superficial a laser para endurecimento da pista de desgaste do anel de pistão de segundo canalete, em termos do desempenho de vedação e raspagem. Foram comparados dois protótipos, utilizando como padrão um anel de pistão de produção corrente, comercialmente fornecido a clientes. O efeito do tratamento térmico a laser nos anéis foi avaliado em relação a distorções dimensionais. Após isto, foram realizados testes tribológicos de bancada com o objetivo de conhecer o comportamento do anel depois do tratamento laser. De maneira geral o tratamento superficial por laser na superfície de anéis de pistão mostraram resultados significativos no aspecto aumento de dureza, com alguns deméritos no aspecto dimensional que pode interferir na boa funcionalidade do sistema tribológico anel lubrificante cilindro. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Neste trabalho foram desenvolvidos métodos analíticos para a determinação simultânea de As, Co e Se em petróleo, gasolina e óleo lubrificante por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica. As estratégias de preparo das amostras foram baseadas em emulsão de gasolina e petróleo e digestão ácida assistida por microondas para o óleo lubrificante. Os programas de aquecimento foram otimizados pela obtenção de curvas de pirólise e atomização de soluções analíticas de referência, emulsões e digeridos das amostras, na presença e ausência do modificador químico Pd + Mg. As emulsões de gasolina foram preparadas em tubos de vidro (Pirex®) com adição de Triton X-100, ácido nítrico e água Milli-Q. Na preparação das emulsões de petróleo foi necessário realizar a diluição da amostra com hexano, seguida da adição de Triton X-100, ácido nítrico e água Milli-Q. As emulsões foram sonicadas por 2 min. As melhores condições para a preparação das emulsões foram encontradas avaliando-se as intensidades dos sinais de absorbância de cada elemento em função da variação da quantidade das amostras, surfactante, teor ácido e solvente. As amostras de óleo lubrificante foram digeridas com ácido nítrico e peróxido de hidrogênio e analisadas após a diluição com água Milli-Q. As curvas analíticas de calibração foram preparadas em 2% (v/v) de HNO3 + 6% (v/v) de Triton X-100, 1% (v/v) de HNO3 + 7% (v/v) de Triton X-100 + 5% (v/v) de hexano, 0,1 % (v/v) de HNO3, para gasolina, petróleo e óleo lubrificante, respectivamente. Os limites de detecção (n=10) foram 7,2 µg L-1 para As, 1,0 µg L-1 para Co e 5,0 µg L-1 para Se em gasolina; 7,0 µg L-1 para As, 1,3 µg L-1 para Co e 5,7 µg L-1 para Se em petróleo; e 3,9 µg L-1 para As, 1,0 µg L-1 para Co e 4,0 µg L-1 para Se para óleo lubrificante. As recuperações obtidas foram de 94 a 112% para adição de 20 µg L-1 de As, 92 a 117% para 10 µg L-1 de Co e 94 a 129% para 20 µg L-1 de Se adicionados nas amostras de gasolina (n=5), petróleo (n=4) e óleo lubrificante (n=4). / In this work analytical methods were developed for simultaneous determination of As, Co and Se in gasoline, petroleum and lubricating oil by graphite furnace atomic absorption spectrometry. Strategies for the sample preparation were based on the emulsion for gasoline and petroleum and acid digestion using microwave oven for lubricating oil. The heating program optimizations were carried out using pyrolysis and atomization temperatures of analytical reference solutions, emulsions and digestate of sample solutions, in presence and absence of Pd + Mg as chemical modifiers. The gasoline emulsions were prepared in Pyrex® lass tubes by adding Triton X-100, nitric acid and Milli-Q water. For the petroleum emulsion preparation it was necessary the previous dissolution of sample with hexane, as well as Triton X-100, nitric acid and Milli-Q water addition. All emulsions were submitted to sonication for 2 minutes. The optimization of emulsifications were done by the evaluation of absorbance signals versus the variations of sample quantity, surfactant, nitric acid and solvent concentration. Lubricating oil samples were digested using a mixture of nitric acid and hydrogen peroxide and analyzed after dilution with Milli-Q water. The calibration curves were prepared in 2% (v/v) HNO3 + 6% (v/v) Triton X-100, 1% (v/v) HNO3 + 7% (v/v) Triton X-100 + 5% (v/v) hexane, 0,1 % (v/v) de HNO3, for gasoline, petroleum and lubricating oil, respectively. The estimated detection limits (n=10) were 7.2 µg L-1 for As, 1.0 µg L-1 for Co, and 5.0 µg L-1 for Se in gasoline; 7.0 µg L-1 for As, 1.3 µg L-1 for Co, and 5.7 µg L-1 for Se in petroleum; and 3.9 µg L-1 for As, 1.0 µg L-1 for Co, and 4.0 µg L-1 for Se in lubricating oil. Five gasoline, four petroleum and four lubricating oil samples were analyzed and spiked with As (20 µg L-1), Co (10 µg L-1) and Se (20 µg L-1). The obtained recoveries were 94 to 112% for As, 92 to 117% for Co and 94 to 129% for Se in gasoline, petroleum and lubricating oil, respectively.

Orientadores: Rubens Maciel Filho, Paula Sbaite Duarte dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T04:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GordilloCelis_CarlosAlberto_M.pdf: 40097706 bytes, checksum: c60604f84094a693629fd3fbc7ee8c2b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Esta dissertação baseia-se na valoração da corrente de destilado e da corrente de resíduo geradas na destilação molecular (DM) do petróleo as quais são obtidas a partir do resíduo de vácuo (RV) proveniente da unidade de destilação a vácuo (UDV). Primeiramente se separou os asfaltenos da corrente ultrapesada do resíduo da DM (RDM), seguido do tratamento com solvente da corrente do destilado da destilação molecular (DDM). Duas amostras de RDM foram utilizadas como matéria prima na separação de asfaltenos, a primeira delas, o RDM obtido a temperatura do evaporador (TDM) de 340°C e, a segunda, o RDM obtido a TDM=280°C. Os asfaltenos separados chamaram-se de A, B e C. O asfalteno "A", separado do RDM TDM=340°C e os asfaltenos "C" e "B" foram separados do RDM TDM=280°C. A comparação das massas molares e da distribuição de massa molar das amostras separadas foi analisada a partir dos dados obtidos por cromatografia de permeação em gel, onde as massas molares medias variam entre 3737 e 4232 Da. Ressalta-se que foi necessário o desenvolvimento de um metodo analítico apropriado para analise de petróleo e asfaltenos por cromatografia de permeação em gel. As amostras de asfaltenos separados da corrente do RDM foram ainda caracterizadas por espalhamento de luz dinâmico, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X. Na segunda metade do trabalho, utilizando-se como matéria prima a corrente de DDM TDM=340°C, comparando-se quatro amostras, duas provenientes do mesmo petróleo e mais duas, provenientes de petróleos diferentes. Partindo dessas correntes foi realizada, a desaromatizarão e desparafinação o óleo DDM em uma montagem experimental de bancada operada a pressão atmosférica e temperaturas de -7 a 80°C. O gasto energético envolvido nesse processamento se resumiu ao aquecimento e resfriamento do reator e do sistema de agitação magnético. Com o uso de solventes como, furfural e metil isobutil cetona (MIBC), a corrente de DDM deu origem a quatro óleos com características de óleos básicos, caracterizados e classificados segundo as viscosidades e índices de viscosidades dos mesmos, classificando-se como óleo básico neutro pesado, brilhante e cilindro pesado, dentro dos grupos API I e V. Assim, a valoração das correntes RDM e DDM fecha o ciclo de um grande projeto, que começou com alimentação do RV na UDM e finalizou com aproveitamento das correntes geradas dando valor agregado a esses produtos / Abstract: This dissertation deals with adding value to the distillate and residual streams of the molecular distillation (MD) of petroleum vacuum residua (PVR), PVR being the residual stream of vacuum distillation unit. First of all, asphaltenes were separated from the molecular distillation ultraheavy stream (MDR), followed by the solvent treatment of the molecular distillation distillate stream (MDD). Two samples of MDR were used as raw material for the asphaltene synthesis: the first was obtained at an evaporator temperature during the MD of 340°C; the second, at TDM=280°C. The molar mass and the molar mass distribution of the two samples were obtained from the gel permation chromatography (GPC) analysis. The asphaltenes with molar masses between 3737 to 4232Da were called "A"; "B" and "C". The asphaltene "A" was separated from MDR 340°C and the asphaltenes "B" and "C" were obtained from MDR 280°C. It's important to highlight that it was necessary to develop an analytic method in order to perform the GPC analysis of the samples. The "A"; "B" e "C" samples were characterized by dynamic light scattering (DLS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). In the second phase of this work, four samples of MDD 340°C, two of them obtained from one petroleum, and the two remaining obtained from different petroleums, were used as raw materials for the deparaffinization and dearomatization processes. The experimental procedure was carried out at atmospheric pressure and temperatures between -7 to 80°C. The energy requirement for this process was related to the heating and cooling of the reactor and to the agitation system. The MDD treatment with furfural and methyl isobutyl ketone (MIBK) produced four different oils showing basic oil characteristics. The oils were classified according to their viscosity and viscosity index into heavy neutral, bright stock and heavy cylinder stock. Besides, they were classified into the I and V API groups. Thereby, the fact of adding value to the MDR and MDD streams closes a bigger project that started with the use of petroleum vacuum residua as feedstock of the molecular distillation process and ended with the better utilization of the distillation waste oil streams / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T19:18:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeonAyala_AydaKarina_M.pdf: 5765597 bytes, checksum: eb4c8bc57b3d1a4dc8500c81a3ee4f37 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O aumento mundial na demanda de energia e o descobrimento de óleo pesado e viscoso por parte da PETROBRAS nos últimos anos têm incrementado o desenvolvimento de novas tecnologias no Brasil para o processamento deste tipo de petróleo, assim como a adequação dos processos já existentes nas refinarias, visando atingir os requerimentos do mercado ao se obter produtos leves de alto valor comercial. No caso da produção de óleos lubrificantes tem se aumentado a necessidade de se conhecer o potencial de produção dos resíduos da destilação do petróleo pesado. Dentro deste contexto, o estudo do processo de desasfaltação de resíduos de vácuo usando solventes supercríticos é de grande importância, já que permite a possibilidade de determinar as condições que maximizem o óleo desasfaltado (ODES) obtido a partir de uma carga determinada. O ODES após a separação de resinas, compostos aromáticos e naftênicos vai se transformar em óleo lubrificante. Neste projeto, é desenvolvida a simulação do processo de Desasfaltação Supercrítica de resíduos de vácuo de 13,1° API usando propano como solvente, no simulador comercial de processos ASPEN HYSYS® no estado estacionário e dinâmico. Análises do equilíbrio do sistema são feitas para conhecer o comportamento termodinâmico da mistura, testando diferentes modelos termodinâmicos no simulador com o intuito de se obter uma melhor representação do processo real. Alias, foi empregado um método de caracterização do resíduo de vácuo, baseado em propriedades medidas experimentalmente em outras dissertações e teses pertencentes ao Laboratório de Desenvolvimento de Processos de Separação (LDPS) e Laboratório de Otimização, Projetos e Controle Avançado (LOPCA) da UNICAMP. Uma vez desenvolvida a unidade, são determinadas condições operacionais que permitam maximizar a quantidade de ODES obtido no processo por meio de planejamento fatorial é, também, estimado o tempo de extração mediante simulações realizadas no regime dinâmico. O rendimento e custo do processo usando propano como solvente são comparados àqueles obtidos pelo uso de dióxido de carbono, assim como a seletividade de ambos os solventes. Desta avaliação, foi encontrado que o propano oferece maiores vantagens na produção de um óleo desasfaltado de alta qualidade para a obtenção de óleo lubrificante. Com o desenvolvimento da unidade virtual, pretende-se fazer uso da simulação computacional para refletir o processo industrial, possibilitando o estudo da influência de diversas variáveis mediante um número reduzido de corridas em planta piloto experimental, o qual se traduz numa diminuição de tempo, materiais e energia / Abstract: The increasing in global energy demand and the discovery of heavy crude oils by PETROBRAS in recent years have increased the development of new technologies in Brazil, for processing this type of oil as well as the adequacy of existing processes in refineries, in order to obtain light products of high commercial value, attending to the market requirements. In the lubricating oil production has increased the necessity of recognize the production potential of the heavy oil distillation residues. Within this context, the study of the vacuum residue deasphalting process using supercritical solvents is of great importance, since it allows the possibility of determine the operational condition that maximize the deasphalted oil (ODES) from a specific feed. The ODES after resin, aromatics, and naphthenic compounds separation will be transformed in lubricating oil. Therefore, in this research, is developed the simulation of the supercritical vacuum residue (13,1° API) deasphalting process, using propane as solvent, in the commercial simulator ASPEN HYSYS®. The simulations were made at steady and dynamic state. The thermodynamic behavior of the system was studied from equilibrium analysis of the mixture, testing different thermodynamic models, in order to obtain a better representation of the actual process. Moreover, a method was used to characterize the vacuum residue, based on experimentally data from other dissertations and theses pertaining to the Development Laboratory of Separation (LDPS) and Laboratory of Optimization, Project and Advanced Control (LOPCA) at UNICAMP. Once developed the simulation, are determine operating conditions that allows maximize the amount of ODES using experimental design, and also, the extraction time is estimate by dynamic simulations. The yield and cost of the process using propane as solvent are compared by using carbon dioxide, as well as, the selectivity of both solvents, founding that propane offers major advantages in producing high quality oil deasphalted to obtain lubricant oil. With the virtual unity development is intended to make use of computer simulation to reflect the industrial process, allowing the influence of several variables study by a small number of runs in an experimental pilot plant, which leads to save time, materials and energy / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química