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Tese versão para homologação (30.07.15).pdf: 2226080 bytes, checksum: c8b1fccaa6da441fc65b1fccc4411d92 (MD5) / CNPq / Esta tese descreve o planejamento, construção, otimização e aplicação de um sistema experimental
dedicado ao estudo do processo de dispersão de parafinas em microfluxos de petróleo. O sistema consiste
na combinação das técnicas de Análise por Injeção em Fluxo (FIA), Fluorescência Induzida por Laser
(LIF), Despolarização da Fluorescência Induzida por Laser (PLF) e Lente Térmica (LT), com alta
resolução espacial. Um dispositivo de injeção em fluxo, baseado em micro válvulas solenóides
controladas remotamente, foi construído para gerenciar o fluxo de amostra. Esta consiste de petróleo
parafínico, proveniente da Bacia do Recôncavo da Bahia, dissolvido em óleo mineral. A amostra é
analisada numa cela de fluxo com seção reta de 1mm2 disposta em um posicionador automático, de
construção própria, capaz de varrer a zona de amostragem com resolução de 400 pontos/mm2. Um laser
de Argônio é responsável por gerar, simultaneamente, os sinais LT e LIF/PLF, que são detectados em
duas linhas de luz distintas. A rotina de aquisição de dados consistiu em sucessivas injeções de amostra
num percurso analítico de 30cm. Após as injeções os perfis de dispersão são individualmente detectados
em diferentes posições da cela de fluxo e interpolados numa matriz de dados, gerando um mapa
bidimensional de dispersão. Foram adicionados padrões de 3 tipos diferentes de parafina à amostra com
o objetivo de determinar a sensibilidade do sistema à concentração e ao tamanho da cadeia parafínica. Os
resultados mostram que os sinais fototérmico e fluorescente revelam informações distintas acerca da
amostra, mas que ao mesmo tempo são complementares. Nas condições descritas nesta tese, tanto a LT
quanto o LIF variaram linearmente com a concentração de petróleo, apresentaram boa resolução
temporal e alta resolução espacial. Os mapas LIF mostraram um perfil de distribuição de massa
compatível com um fluxo laminar. Foi verificado uma clara modificação no comportamento do fluxo de
petróleo, a nível molecular, em função do tamanho da cadeia das parafinas adicionadas e da
concentração em que estas se encontravam na solução. Durante o desenvolvimento do sistema foi
possível implementar uma metodologia para a determinação do grau de polarização/anisotropia da
amostra de petróleo em fluxo por absorção, à partir dos dados LT. Enfim, não apenas foi demonstrada a
viabilidade de se utilizar detecção fototérmica em amostras de petróleo, como também se mostrou
possível a adaptação de um sistema FIA com detecção simultânea de fluorescência em tempo real. Além
disto, o sistema se mostrou eficiente na observação da dinâmica molecular do fluxo permitindo verificar
a influência de moléculas parafínicas no processo de dispersão molecular de amostras de petróleo
injetadas em óleo mineral, bem como a influência do tamanho da cadeia parafínica na estrutura e nas
propriedades fotofísicas do fluido em processo de escoamento / This thesis describes the planning, construction, optimization and application of an
experimental system dedicated to the study of paraffin dispersion process in oil micro flows.
The system consists of the combination of Flow Injection Analysis (FIA), Laser Induced
Fluorescence (LIF), Polarized Laser Induced Fluorescence (PLF) and Thermal Lens (TL)
techniques, with high spatial resolution. An flow injection device based on solenoid valves,
controlled remotely, was built to manage the flow of sample. This consists of paraffinic oil,
from the Recôncavo da Bahia Basin, dissolved in mineral oil. The sample is analyzed in a
flow cell with 1mm2 cross section disposed in a homemade automatic positioner, able to scan
the sample zone with a resolution of 400 dots/mm2. An Argon-ion laser is responsible for
generating both TL and LIF/PLF signals, which are detected in two different lines of light.
The data acquisition routine consisted of successive injections of sample in a 30cm analytical
path. After injections the dispersion profiles are individually detected at different positions of
the flow cell and interpolated in a data matrix, generating a two-dimensional dispersion map.
3 different types of paraffin standards were added in to the sample in order to determine the
sensitivity of the system to the concentration and size of the paraffinic chain. The results show
that the photothermal and fluorescent signals show different information about the sample,
but at the same time are complementary. Under the conditions described in this thesis, both
the TL and the LIF varied linearly with oil concentration, showed good temporal resolution
and high spatial resolution. The LIF maps showed a mass distribution profile compatible with
a laminar flow. A clear change in the oil flow behavior was observed at the molecular level,
depending on the size of the chain of added paraffins and concentration as they were in
solution. During development of the system it was possible to implement a methodology for
determining the degree of polarization/anisotropy of the oil sample in flow by absorption,
starting by TL data. Finally, not only been demonstrated the feasibility of using photothermal
detection on oil samples, such as adaptation of a FIA system with simultaneous detection of
real-time fluorescence was also possible. In addition, the system was efficient in the
observation of molecular dynamics flow allowing verifying the influence of paraffinic
molecules in the molecular dispersion process of oil samples injected in mineral oil, as well as
the influence of the size of the paraffin chain on the structure and photophysical properties of
the fluid.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/19128 |
| Date | 08 June 2015 |
| Creators | Watanabe, Yuji Nascimento |
| Contributors | Quintella, Cristina Maria Assis Lopes Tavares da Mata Hermida, Teixeira, Leonardo Sena Gomes, Pepe, Iuri Muniz, Lima, Angelo Marcos Vieira, Meira, Marilena |
| Publisher | Instituto de Química, Programa de Pós Graduação em Química, IQ, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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