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Previous issue date: 2013-07-12 / The molecular distillation is show as an alternative for separation and purification of various
kinds of materials. The process is a special case of evaporation at high vacuum, in the order
from 0.001 to 0.0001 mmHg and therefore occurs at relatively lower temperatures, preserves
the material to be purified. In Brazil, molecular distillation is very applied in the separation of
petroleum fractions. However, most studies evaluated the temperature of the evaporator,
condenser temperature and flow such variables of the molecular distillation oil. Then, to
increase the degree of recovery of the fraction of the distillate obtained in the process of the
molecular distillation was evaluated the use nonionic surfactants of the class of nonylphenol
ethoxylate, molecules able to interact in the liquid-liquid and liquid-vapor interface various
systems. In this context, the aim of this work was to verify the influence of commercial
surfactant (Ultranex-18 an Ultranex-18-50) in the molecular distillation of a crude oil. The
physicochemical characterization of the oil was realized and the petroleum shown an API
gravity of 42?, a light oil. Initially, studied the molecular distillation without surfactant using
star design experimental (2H ? ) evaluated two variables (evaporator temperature and
condenser temperature) and answer variable was the percentage in distillate obtained in the
process (D%). The best experimental condition to molecular distillation oil (38% distillate) was
obtained at evaporator and condenser temperatures of 120 ?C and 10 ? C, respectively.
Subsequently, to determine the range of surfactant concentration to be applied in the process,
was determined the critical micellar concentration by the technique of scattering X-ray small
angle (SAXS). The surfactants Ultranex-18 an Ultranex-18-50 shown the critical micelle
concentration in the range of 10-2 mol/L in the hydrocarbons studied. Then, was applied in the
study of distillation a concentration range from 0.01 to 0.15 mol/L of the surfactants (Ultranex-
18 and 50). The use of the nonionic surfactant increased the percentage of hydrocarbons in the
range from 5 to 9 carbons in comparison to the process carried out without surfactant, and in
some experimental conditions the fraction of light compounds in the distilled was over 700%
compared to the conventional process. The study showed that increasing the degree of
ethoxylation of Ultranex18 to Ultranex-50, the compounds in the range of C5 to C9 reduced the
percentage in the distilled, since the increase of the hydrophilic part of the surfactant reduces its
solubility in the oil. Finally, was obtained an increase in the degree of recovery of light
hydrocarbons, comparing processes with and without surfactant, obtained an increase of 10%
and 4% with Ultranex-18 and Ultranex-50, respectively. Thus, it is concluded that the Ultranex-
18 surfactant showed a higher capacity to distillation compared with Ultranex-50 and the
application of surfactant on the molecular distillation from petroleum allowed for a greater
recovery of light compounds in distillate / A destila??o molecular apresenta-se como uma alternativa para separa??o e
purifica??o de diversos tipos de materias. O processo ? um caso especial de evapora??o a alto
v?cuo, na ordem 0,001 a 0,0001 mmHg, e consequentemente, ocorre ? temperaturas
relativamente mais baixas, preservando ao m?ximo o material a ser purificado. No Brasil, a
destila??o molecular ? muito aplicada na separa??o de fra??es de petr?leo. No entanto, boa
parte dos estudos relacionados a destila??o molecular de petr?leo avalia apenas as vari?veis do
processo, tais como: a temperatura do evaporador, temperatura do condensador, vaz?o e etc.
Dessa forma, com o prop?sito de favorecer a destila??o molecular, visando aumentar o grau de
recupera??o da fra??o do destilado obtido no processo, avaliou-se a aplica??o de tensoativos
n?o i?nicos da classe do nonilfenol etoxilado, uma vez que tais mol?culas apresentam a
capacidade de interagir na interface l?quido-l?quido e l?quido-vapor de diversos sistemas.
Portanto, o objetivo deste trabalho foi verificar a influ?ncia de tensoativo comerciais do tipo
Ultranex-18 e Ultranex-50 na destila??o molecular de um petr?leo bruto. Nesse estudo,
realizou-se a caracteriza??o f?sico-qu?mica do petr?leo a ser destilado, determinando-se que o
mesmo apresentava um grau API de 42?, o que confere a amostra a ser destilada uma
caracter?stica de fra??o leve. Na etapa do estudo das destila??es moleculares realizadas sem
tensoativo, aplicou-se um planejamento estrela (2K ? ) com duas vari?veis (temperatura do
evaporador e temperatura do condensador), tendo como resposta a porcentagem de destilado
obtida no processo (%D). Verificou-se que a melhor condi??o experimental para a destila??o
molecular do petr?leo estudado foi aplicando uma temperatura do evaporador de 120?C e do
condensador de 10?C, obtendo-se uma porcentagem de destilado de 38 %. Posteriormente, para
determinar uma faixa de concentra??o de tensoativo a ser aplicado no processo determinou-se a
concentra??o micelar critica aplicando a t?cnica de espalhamento de raio-X de baixo ?ngulo
(SAXS). Atrav?s da t?cnica, constatou-se que para os tensoativos da classe do nonilfenois
etoxilados a concentra??o micelar cr?tica encontra-se na faixa de 10-2 mol/L para os
hidrocarbonetos estudados. A partir dessa constata??o, aplicou-se no estudo das destila??es
com tensoativo (Ultranex-18 e 50) uma faixa de concentra??o entre 0,01 a 0,15 mol/L. Nesta
etapa, verificou-se que a presen?a do tensoativo n?o i?nico aumentou a destila??o de
hidrocarbonetos na faixa de 5 a 9 carbonos em compara??o ao processo realizado sem
tensoativo, e que em alguns casos a fra??o de compostos leves no destilado do processo foi
superior a 700 % em rela??o ao processo convencional. O estudo mostrou que o aumento do
grau de etoxila??o do Ultranex-18 para o Ultranex-50, reduziu a porcentagem de compostos
destilados na faixa de C5 a C9, uma vez que o aumento da parte hidrof?lica do tensoativo reduz
sua solubilidade no petr?leo. Finalmente, verificou-se que o aumento no grau de recupera??o
de hidrocarbonetos leves, comparando os processos com o tensoativo e sem tensoativo, resultou
em um aumento de 10 % para o processo empregando o Ultranex-18 e 4% para o Ultranex-50.
Dessa forma, conclui-se que o Ultranex-18 apresentou maior capacidade de destila??o frente ao
Ultranex-50 e que a aplica??o de tensoativo na destila??o molecular de petr?leo favoreceu o
processo, j? que houve o aumento da concentra??o de compostos leves obtidos
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/18560 |
| Date | 12 July 2013 |
| Creators | Lucena, Izabelly Larissa |
| Contributors | CPF:05641284491, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783215D9, Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini, CPF:15247058534, http://lattes.cnpq.br/6669992155373315, Barros Neto, Eduardo Lins de, CPF:59545844434, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798645D3, Leite, Ricardo Henrique de Lima, CPF:52264343400, http://lattes.cnpq.br/3801476460958779, Oliveira, Humberto Neves Maia de, CPF:22179763468, http://lattes.cnpq.br/7302633941782540, Dantas, Tereza Neuma de Castro, Dantas Neto, Afonso Avelino |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia Qu?mica, UFRN, BR, Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias Regionais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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