Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-05-02T17:18:05Z
No. of bitstreams: 2
license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5)
Sales, P.B.P. (Tese) 2015.pdf: 1669163 bytes, checksum: b2a8a24acaee8d011b1a9e3b2e9049fe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T17:18:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2
license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5)
Sales, P.B.P. (Tese) 2015.pdf: 1669163 bytes, checksum: b2a8a24acaee8d011b1a9e3b2e9049fe (MD5)
Previous issue date: 2015-10-07 / ANP / A hidrodessulfurização (HDS) é o principal processo de remoção de sulfurados da gasolina
destilada, no entanto este processo não é adequado para a dessulfurização profunda, uma vez
que requer um consumo elevado de hidrogênio e inevitavelmente leva a uma perda significativa
no número de octanas devido a saturação de olefinas. Diante disso a dessulfurização adsortiva
pode se tornar uma alternativa viável para a redução de custo e ganho de qualidade na produção
de combustíveis mais limpos. Adsorventes específicos contendo metais de transição (Ni, Zn,
Ag e Cu) são capazes de capturar compostos de enxofre, por complexar moléculas de adsorbato
com elétrons livres em orbitais-π. O presente trabalho objetivou a síntese de óxidos mistos tipo
perovsquita, sintetizados através do método dos precursores poliméricos, para o estudo da
adsorção do benzotiofeno de uma mistura modelo de gasolina, com e sem a presença de
tolueno.Os adsorventes LaNiO3, La0,7Sr0,3NiO3, La0,3Sr0,7NiO3 e SrNiO3 foram caracterizados
através das técnicas de espectrometria de fluorescência de raio-X (FRX), adsorção/dessorção
de N2 (BET), difração de raio-X (DRX) e espectroscopia de infravermelho com transformada
de Fourier (FTIR). Estudos foram conduzidos em batelada para avaliar a concentração de
adsorvente, o tempo necessário para atingir o equilíbrio, assim como para avaliar a influência
do tolueno no processo de adsorção em batelada. O adsorvente selecionado foi utilizado em
sistema contínuo de leito fixo. A área superficial dos adsorventes sintetizados ficou entre 30 e
50 m2.g-1, valor superior aos obtidos para este tipo de óxido. Os difratogramas de raio X
indicaram a presença de óxidos de La, Ni e Sr para os óxidos com substituição parcial do La
por Sr. As bandas de absorção dos espectros de infravermelho sugerem que a temperatura de
calcinação não foi suficiente para a total decomposição do material de partida durante o
processo de síntese. O efeito da oncentração do adsorvente foi esudado sendo 5 mg.L-1 a
concentração que apresentou maior capacidade de adsorção. Dentre os adsorventes sintetizados
o SrNiO3 foi o que apresentou maior remoção do sulfurado. A quantidade máxima de enxofre
adsorvido no equilíbrio foi de 0,26 mmolS.g-1 e 0,21 mmolS.g-1 na ausência e presença do
aromático, respectivamente. Dentre os modelos avaliados o modelo matemático de Langmuir-
Freundlich foi o que se ajustou melhor para os dados do equilíbrio de adsorção. O aparato
experimental para a adsorção em leito fixo foi projetado e montado, e sua eficiência avaliada. Os
tempos de ruptura e saturação foram afetados pela variação da vazão e da concentração de
alimentação do leito. A presença do aromático na gasolina modelo levou a saturação precoce do
leito, indicando que existe a competição pelos sítios de adsorção entre o aromático e o sulfurado.
Ao realizar um ciclo de regeneração a capacidade de adsorção do leito fixo foi reduzida em 14,3%.
Um modelo matemático foi desenvolvido a partir de um balanço de massa e foi utilizado com
sucesso na descrição da evolução do perfil de concentração do leito fixo. O ajuste do modelo indicou
que a etapa controladora do processo é cinética de adsorção na superfície do adsorvente. O
adsorvente SrNiO3 proposto para a remoção do benzotiofeno foi capaz de remover o sulfurado e
sua aplicação em um processo de leito fixo mostrou-se promissora. / Hydrodesulphurization (HDS) is the main process for sulphur compounds removal from
distilled gasoline, although this process is not appropriate for deep hydrodesulphurization due
to its high hydrogen consuming and the octane loss by olefins saturation. Thus, the adsorptive
desulphurization shows itself as a viable alternative for cost reduction and increment in clean
fuels quality. Specific adsorbents containing transition metals (Ni, Zn, Ag and Cu) have the
capacity to capture the sulfur compounds through the complexation of adsorbate with free
electrons on π-orbitals. The current work aims at synthesis of mix oxides, such as perovskite,
by the method of polymeric precursors for studying the benzothiophene adsorption of mixture
model gasoline with and without the presence of toluene. Adsorbents LaNiO3, La0,7Sr0,3NiO3,
La0,3Sr0,7NiO3 and SrNiO3 have been characterized through x-ray fluorescent
spectrophotometry (FRX), adsorption/dessortion of N2 (BET) and infrared spectroscopy with
Fourier Transformation (FTIR). Studies were carried at batch conditions for evaluation of
adsorbent concentration, time for reaching equilibrium and evaluation of influence of toluene
at the batch adsorption. The selected adsorbent has been used at a continuous fixed bed system.
Surface area for the synthetized adsorbents lays in the range of 30-50 m2g-1, which is above the
typical values for these oxides. X-ray diffractograms have detected the presence of La, Ni and
Sr oxides for the oxides with partial substitution of La by Sr. The absorption vias of the infrared
specters suggest calcination temperature has not been enough for total decomposition of feed
material during the synthesis process. Adsorbent concentration study has been done, and the
concentration of 5 mg.L-1 presented the highest adsorption capacity. Among the synthetized
adsorbents, SrNiO3 has shown the best results at sulfur removal. The maximum quantity of
adsorbed sulfur at equilibrium was 0.26 mmolSg-1 at presence of aromatics and 0.21mmolSg-
1 without presence of aromatics. Among the tested models, the model of Langmuir-Freudlich
has shown the best fitting for the adsorption equilibrium data. The fixed bed adsorption
apparatus has been designed and built, and had its efficiency evaluated. The breakthrough time
and saturation time has been affected by feed flow variation and feed concentration of the bed.
Presence of aromatic at model gasoline has led to early saturation of the bed which indicated
competition for the adsorption sites of aromatics and sulfur compounds. A recycling loop has
been carried and it has shown a reduction of 14.3% at the fixed bed adsorption capacity.
Mathematical model for the process was developed through mass balance and was successfully
adjusted for the concentration profile of the fixed bed adsorption system. The developed model
has shown the kinetic step to be control step of the adsorption process at the adsorbent surface.
The adsorbent SrNiO3, proposed for benzothiophene removal, has shown to be capable of this
task and its application to a fixed bed process is promising.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/16891 |
| Date | 07 October 2015 |
| Creators | SALES, Paula Barone da Paz |
| Contributors | BARBOSA, Celmy Maria Bezerra Menezes |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0034 seconds