A incrustação causada pelo coque é um sério problema na indústria do petróleo, principalmente, nos equipamentos que operam em altas temperaturas. Neste trabalho apresenta-se um estudo para demonstrar a possibilidade do emprego da incrustação do coque como um elemento transdutor para compor um sensor tipo resistivo, para fornecer um sinal elétrico representativo do crescimento e do envelhecimento local da própria incrustração. Para a demonstração, procederam-se duas etapas de experimentos com óleos pesados do petróleo e amostras de incrustação de coque originadas por esses óleos na indústria. Os experimentos mostraram bons resultados, mas também indicaram que o sinal combina a condutividade do óleo e o da incrustação. O coque produzido nos experimentos apresentou-se como grânulos soltos não aderentes e eletricamente desconectados entre si. Verificou-se que o sinal obtido durante o craqueamento térmico em regime de batelada apresenta três regiões distintas: no início o material reage com uma cinética de primeira ordem; na região intermediária, ocorre separação do fluído em duas fases líquidas e finalmente, na terceira região, ocorre a deposição do coque sólido, porém imerso em óleo com elevada resistência elétrica, fornecendo um sinal muito mais alto que o valor inicial apresentado pelo óleo. Entretanto, craqueamentos térmicos sucessivos sobre o leito de coque inicial mostrou progressivas reduções nos valores das leituras, indicando a tendência a ser adquirida com o envelhecimento do coque, de se agregar em uma grande estrutura carbonácea de baixa resistividade elétrica. Alternativamente, para confirmar, mediu-se a resistência elétrica em amostras de incrustação verdadeiras usando-se as mesmas condições empregadas nos óleos. Os resultados mostraram uma resistividade aproximadamente 50 vezes menor que a dos óleos. Ensaios de craqueamento sucessivos de óleos sobre estas incrustações mantêm praticamente constante a resistência elétrica obtida como leitura, confirmando que o aumento da condutividade se deve mais ao envelhecimento e cimentação dos grânulos de coque do que o crescimento da incrustação. Os ensaios também mostraram que uma vez que a incrustação adquire uma resistividade elétrica menor que a do óleo, o sinal torna-se mais representativo da incrustação. O sinal então, se associado a um método de ajuste adequado, fornece a velocidade de crescimento da camada incrustada que pode ser usada como parâmetro de controle ao processo industrial para minimizar o problema da incrustação pelo coque. / The coke fouling is a serious problem in the oil industry, mainly in equipment operating at high temperatures. This work presents a study to demonstrate the possibility of using the inlay of the coke as a transducer element to form a resistive sensor type, to provide an electrical signal representative of the growth and aging of the local self inlay. In order to demonstrate this, two categories of experiments have been carried out with two heavy oils fractions and two samples of real fouling coke incrustation originated by these oils in the industry. The experiments show good results, but also indicate that the signal combines both oil and incrustations conductivity. The coke produced during the experiment haad non-adherent loose granules that were electrically disconnected between them. It was verified that the signal obtained during the batch controlled thermal cracking shows three distinct regions: at first, the material reacts within a first-order kinetic rate; at the intermediate region, fluid separation happens in two liquid phases and, finally, at the third region, solid coke deposition occurs, though immersed in a high electric resistivity oil, providing a much higher signal than the initial value presented by the oil. However, sucessive thermal cracking on the initial bed of coke showed progressive reductions in the values of the readings, indicating the tendency to be acquired by the aging of coke, to aggregate in a large structure of carbonaceous material with low electrical resistivity. Alternatively, to confirm, was measured the electrical resistance in samples of real inlay using the same conditions employed in the oils. These have showed a resistivity approximately 50 times smaller than the one for the oils. Testing of sucessive oil cracking on these inlays remain practically constant the electric resistance obtained as reading, confirming that the increase in conductivity is due more to the aging and cementation of grains of coke than the growth of the inlay itself. The tests also showed that once the encrustation acquires a resistivity lower than of the oil, the signal becomes more meaningful and representative of the inlay. The signal, if is associated with an appropriate adjustment method, give the rate of growth of the embedded layer that can be used as a control parameter for the industrial process to minimize the problem of fouling by coke.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/119 |
| Date | 2010 October 1914 |
| Creators | Bombardelli, Clovis |
| Contributors | Kalinowski, Hypolito José |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 4,09 MB |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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