FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / No presente estudo foram preparados materiais carbonosos modificados mediante a impregnaÃÃo de metais (cobre, prata e palÃdio) para a remoÃÃo de enxofre a partir de soluÃÃes sintÃticas de benzotiofeno numa concentraÃÃo de 50 a 400ppm em iso-octano e em amostras de gasolina comercial. A adsorÃÃo do benzotiofeno em soluÃÃo de iso-octano (mistura modelo) foi avaliada atravÃs de experimentos em coluna de leito fixo recheada com carbonos ativados com e sem impregnaÃÃo de metais em trÃs temperaturas distintas: 30, 45 e 60ÂC. Curvas de breakthrough foram simuladas de acordo com um modelo matemÃtico que considera operaÃÃo isotÃrmica, equilÃbrio de adsorÃÃo nÃo linear, fluxo com dispersÃo axial e transferÃncia de massa descrita por uma aproximaÃÃo de forÃa motriz linear (LDF). Os resultados confirmaram a eficiÃncia da utilizaÃÃo dos carbonos ativados em processos de adsorÃÃo de compostos sulfurados, principalmente quando se modifica sua superfÃcie com metais. Foram obtidas capacidades mÃximas de adsorÃÃo significativas para os materiais utilizados de 1,08 mmol S/gads para o carbono ativado GF45; 2,00 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/CuCl2; 2,38 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/AgCl e 2,71 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/PdCl2, quando se utilizou a mistura modelo. Para a gasolina real, obtiveram-se 0,14 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/AgCl, 0,23 mmolS/gads para o carbono ativado GF45, 0,30 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/CuCl2 e 1,00 mmolS/gads para o carbono ativado GF45/PdCl2, evidenciando uma melhoria ao se trabalhar na adsorÃÃo com materiais impregnados com metais. Em termos de seletividade foi observado um maior valor para este parÃmetro nos estudos realizados com o carbono impregnado com palÃdio. Com relaÃÃo à reversibilidade do processo foi observado que a quantidade adsorvida foi, em geral, o dobro da quantidade dessorvida quando da passagem de solvente puro sem mudanÃa da temperatura para todos os materiais estudados. Este fato demonstra que o carbono ativado nÃo possui uma boa regenerabilidade, ou seja, o carbono ativado retÃm parte do adsorbato mesmo apÃs a purga, o que acaba diminuindo a quantidade de sÃtios ativos do mesmo ao longo de ciclos sucessivos de adsorÃÃo/dessorÃÃo, embora se espere uma melhor recuperaÃÃo a temperaturas mais elevadas. O modelo de transporte dispersivo foi empregado para reproduzir o comportamento das curvas breakthrough e estimar parÃmetros de transferÃncia de massa, utilizando o solver comercial gPROMS. Assim, processos adsortivos para a remoÃÃo de componentes sulfurados a baixas concentraÃÃes podem ser uma alternativa viÃvel como complemento à unidades de hidrodessulfuraÃÃo (HDS). / In this study, modified carbonaceous materials were prepared by metals impregnation (copper, silver and palladium) for removing sulfur from synthetic solutions of benzothiophene in iso-octane solutions and also in commercial gasoline. Benzothiophene adsorption of iso-octane solutions (mixture model) was measured by fixed bed experiments filled with activated carbons with and without metal impregnation in three different temperatures: 30, 45 and 60ÂC. Breakthrough curves were simulated according to a mathematical model that considers operation nonlinear isothermal adsorption equilibrium, axial dispersion flow and mass transfer described by Linear Driving Force model (LDF). The LDF model for gas adsorption kinetics is frequently and successfully used for analysis of adsorption column dynamic data and for adsorptive process designs because it is simple, analytic, and physically consistent. The results confirmed the efficiency of activated carbons used in sulfur compounds adsorption, especially when its surface is modified with metals. Adsorption capacities, qm, were significant obtained for materials used, values in order of 1.08 mmol S/gads for GF45 activated carbon, 2.00 mmol S/gads for GF45/CuCl2 activated carbon, 2.38 mmol S/gads for GF45/AgCl activated carbon and 2.71 mmol S/gads to GF45/PdCl2 activated carbon to the mixture model and 0.14 mmol S/gads for GF45/AgCl activated carbon, 0.23 mmol S/gads to GF45 activated carbon, 0.30 mmol S/gads for GF45/CuCl2 activated carbon and 1.00 mmol S/gads for GF45/PdCl2 activated carbon, showing an improvement when working with materials impregnated with metals. In terms of selectivity, there was a better value for this parameter studies in material impregnated with palladium. With respect to process reversibility, it was observed that adsorption area was twice value of desorption area for all materials. This demonstrates that activated carbon has no good reversibility, ie, activated carbon retains part of adsorbate even after purging, which will ultimately decreasing the amount of same active sites over successive cycles of adsorption/desorption. Adsorptive processes for removing sulfur components can be a viable alternative to complement the HDS process.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:8516 |
| Date | 25 February 2013 |
| Creators | Josy Eliziane Torres Ramos |
| Contributors | Diana Cristina Silva de Azevedo, Ivanildo Josà da Silva Junior, Rinaldo dos Santos AraÃjo, Mona Lisa Moura de Oliveira, Francisco Murilo Tavares de Luna |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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