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Poster presented at the Graphene Week, held in Manchester (UK) on June 22-26th, 2015., Disordered two dimensional metals undergo a localization transition to an Anderson insulator for sufficiently strong disorder. When the systems are in a topologically non trivial phase the localization transition - between a topological to an Anderson insulator -- is accompanied by a topological transition where the topological charge ceases to be a good quantum number. The behavior of these systems near the transition is organized in universality classes depending on the symmetry and topology. We analyse the topological transition and localization evolution of disordered Chern insulators based on bipartite lattices. We find a non standard behavior for disorder realizations selectively distributed on only one of the sublattices. The Chern number survives to a much stronger disorder strength (one order of magnitude higher) than in the equally disordered case and the final state in the strongly disordered case is metallic., The work was partially supported by Spanish MECD grant FIS2011-23713 and the European Commission under the Graphene Flagship, contract CNECT-ICT-604391.

Made available in DSpace on 2019-07-03T02:03:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_13285_Tese - Marcus Vinícius - Final.pdf: 2501037 bytes, checksum: c68b76bee0d155fff98b747bb767636e (MD5) Previous issue date: 2019-04-16 Escoamentos turbulentos internos são comumente encontrados em aplicações industriais no transporte de fluidos. Este regime de escoamento associa-se a perdas adicionais de energia em relação ao escoamento laminar, devido à existência de estruturas dissipativas complexas no escoamento, e ao maior atrito sofrido pelo escoamento com as paredes internas da tubulação. Para manter tal regime, o escoamento principal deverá suprir a energia proveniente da unidade de bombeio. Nessa perspectiva, a redução da demanda por energia para promover escoamentos turbulentos internos pode ser feita por meio da injeção de aditivos redutores de arraste, normalmente, de natureza polimérica. Na condição estudada, os polímeros sofrem degradação mecânica e extraviam-se da capacidade de promover a redução do arrasto ao longo do tempo. Estudos indicam que a redução de arraste pode estar relacionada à flexibilidade do polímero e ao tamanho das macromoléculas do aditivo utilizado, as quais podem interagir com os vórtices e reduzir a dissipação da energia. Neste estudo, submeteu-se a solução aquosa do polissacarídeo goma guar 400 ppm a um regime de escoamento turbulento com o objetivo de acompanhar, numa planta experimental, os seguintes fenômenos: a degradação molecular, a redução de arraste e a demanda de energia. Para tanto, amostras de solução foram retiradas no decorrer de duas horas de escoamento, e o polissacarídeo foi isolado para a caracterização da degradação. A análise das amostras ocorreu por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear (RMN) no estado sólido, calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA) e viscosidade em solução diluída. Constatou-se que a eficiência da redução de arraste promovida pela goma de guar é comprometida à medida que o polissacarídeo sofre degradação química, promovida pelo esforço mecânico. Como comprovação, a análise viscosimétrica da goma de guar mostrou a redução da massa molar no período. Mais adiante, as espectroscopias de FTIR e RMN indicam que a degradação mecânica promove a hidrólise da ligação α (1→6) da cadeia principal com a (D)-galactose, devido ao aparecimento de grupo funcional carbonila. Por fim, a análise térmica revelou o decrescimento da estabilidade térmica do polissacarídeo pela diminuição da cadeia polimérica. A compreensão do referido mecanismo objetiva: a utilização de polímeros mais eficientes na redução de arraste e a redução da demanda energética em processos de bombeamento que se valem dessas macromoléculas redutoras de arraste.

Made available in DSpace on 2019-06-28T02:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_13284_Tese Doutorado DOC_11junho2019.pdf: 12596301 bytes, checksum: 88c3e902a0d04b75a019c63c6f77ded4 (MD5) Previous issue date: 2019-04-03 A reciclagem e recuperação das baterias de Ni-MH vem sendo investigadas por vários pesquisadores, entretanto, nos últimos anos este estudo tem se intensificado devido à importância destes recursos e seu uso ambientalmente adequado para extrair os metais contidos nestes resíduos. O presente trabalho mostra a viabilidade de recuperação do níquel e metais terras raras (TR) a partir do eletrodo negativo de baterias de Ni-MH exauridas pelos métodos: de precipitação seletiva (S1), sol-gel (S2) e coprecipitação (S3), visando a química verde e a sustentabilidade. O anodo foi lixiviado separadamente com os ácidos carboxílicos, fórmico, cítrico e oxálico. A partir destes ácidos, foram sintetizados os respectivos precursores: formiatos, citratos (sol-gel) e oxalatos a base de Ni2+ e TR3+, de forma a tornar-se uma etapa do processo de lixiviação menos severo, mais seguro e ambientalmente sustentável e viável. Os precursores (formiatos, citratos e oxalatos) foram caraterizados por espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), espectroscopias Raman, fluorescência e por difratometria de Raios X (DRX) pelo método do pó, além disso, foram realizados ensaios de termogravimetria (TG/DTG), microscopia eletrônica de varredura acoplada energia dispersiva de Raios X (MEV-EDS) e por caracterização eletroquímica aos óxidos gerados pela decomposição térmica do precursor oxalato. Foram ainda investigadas as propriedades fotoluminescentes dos formiatos TR3+. Quando excitado nas regiões de 420, 421, 422 e 435 nm, o formiato de Pr3+ exibiu bandas de emissão estreitas em 834, 837, 842 e 867 nm, atribuídas às transições 3H4→3P2 características do Pr3+, dominadas pela intensidade anormal da alta transição intraconfiguracional 1D2→1G4. O Formiato de Nd3+ no momento em que foi excitado nas regiões 207, 216 e 256 nm, apresentou bandas de emissão em 433, 434 e 527 nm, dirigida às transições 4I9/2→4G11/2, oriundas do Nd3+ devido à transição intraconfiguracional 2D5/2→2P1/2. A partir dos tratamentos térmicos, dos materiais precursores (citratos e oxalatos), realizados nas temperaturas de 1123, 1373 e 1473 K foi possível identificar os óxidos de Ni e TR confirmados por DRX, MEV e EDS. As propriedades eletroquímicas dos óxidos mistos de Ni e TR proveniente do oxalato foram analisadas por voltametria cíclica, ciclos de carga e descarga galvanostática e espectroscopia de impedância. O método investigado mostrou que a síntese de materiais cerâmicos contendo Ni e TR em sua estrutura, tornou possível a reciclagem via lixiviação do anodo de Ni-MH com ácidos carboxílicos, apresentando um meio menos agressivo e ambientalmente mais sustentável.

Made available in DSpace on 2019-03-14T02:03:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12967_Andressa Pagotto Vieira.pdf: 1336944 bytes, checksum: bcc6e85686d38135625a90b19adea0f2 (MD5) Previous issue date: 2019-02-22 O uso da espectroscopia de ressonância Magnética Nuclear (RMN) associada com ferramentas quimiométricas tem se tornado uma metodologia eficiente para estimar propriedades físico-químicas de petróleos brasileiros com sua elevada precisão, rapidez e confiabilidade. Neste trabalho, a técnica de RMN de hidrogênio (RMN de 1H) associada à calibração multivariada PLS, OPLS e seleção de variávies (iPLS, siPLS e MPA) foi utilizada para estimar o fator de caracterização, teor de nitrogênio total, parâmetro de solubilidade, teor de enxofre total, ponto de fluidez máximo e mínimo e viscosidade cinemática à 20°C, 30°C, 40°C e 50°C de 138 amostras de óleo bruto brasileiro. Os modelos foram avaliados pelo coeficiente de determinação (R2), erro quadrático médio de previsão (RMSEP) e resíduos. O teor de enxofre total e o parâmetro de solubilidade tiveram suas estimativas melhoradas por PLS e OPLS, respectivamente, com um RMSEP de 0,09 wt% (enxofre total) e 1,06 (MPa)1/2 (parâmetro de solubilidade). O MPA apresentou melhores resultados na estimativa do fator de caracterização, teor de nitrogênio total, viscosidade cinemática à 40°C e ponto de fluidez mínimo e máximo com RMSEP de 0,06, 0,048 wt%, 0,036, 14,6°C e 19,2°C respectivamente. Os modelos mínimo e máximo para o ponto de fluidez tiveram os desempenhos menos satisfatórios, talvez devido a complexidade desta propriedade. Com resultados bem promissores, o MPA tem mostrado que é uma técnica quimiométrica inovadora.

Made available in DSpace on 2019-03-11T12:43:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11991_Luciana Fernanda Rangel de Jesus.pdf: 2362422 bytes, checksum: 5ffa80dc81803427d7d47a43af2c549b (MD5) Previous issue date: 2018-03-28 A densidade é uma das propriedades físico-químicas mais importantes na caracterização do petróleo e seus derivados, estando diretamente relacionada à construção da curva de Ponto de Ebulição Verdadeiro (PEV) a qual é utilizada como um dos parâmetros no estabelecimento do preço de mercado dos produtos processados do petróleo. Na prática, a curva PEV de um petróleo é obtida pelo processo de destilação laboratorial, atualmente em processos totalmente automatizados, no qual as várias frações coletadas são caracterizadas por métodos padrões primários. No entanto, as unidades de destilação laboratoriais automatizadas nem sempre são as mais adequadas para se realizar pesquisas, pois, não permitem interferência no sistema durante o processo de destilação, assim como inviabilizam anexar componentes como vidrarias e instrumentos em suas conexões para estudar determinados efeitos do processo para seu aprimoramento, por serem essas unidades calibradas pelos fabricantes e certificadas por agências reguladoras. Neste contexto, foi avaliado nesse trabalho uma nova metodologia para estimar a densidade API com a utilização da associação de amostras de frações obtidas por destilações laboratoriais em unidade manual e automática, baseadas nas ASTM D 2892, visando a futura implantação de um sistema in loco de leitura online de densidade durante a destilação. Primeiramente, realizou-se as destilações nas unidades manuais para verificar seu comportamento através de curvas PEV de referências obtidas por destilação automática dos mesmos petróleos. Posteriormente, desenvolveu-se modelos de calibração multivariada utilizando-se o método de Regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS) através dos dados dos espectros de infravermelho próximo (NIR) e médio (MIR) das amostras. A partir desses modelos testou-se a viabilidade de estimar a densidade API das amostras de frações obtidas na unidade de destilação manual por meio de um banco de dados de amostras previamente coletadas em unidade automática. Isso contribui para diminuir o número de destilações necessárias para realizar a calibração reduzindo-se gastos com reagentes, assim como dá maior confiabilidade aos resultados por utilizar dados de unidade automática certificada. Os modelos de calibração multivariada desenvolvidos para os conjuntos de amostras para ambas as técnicas de infravermelho apresentaram resultados que atendem especificações utilizadas na indústria do petróleo.

Made available in DSpace on 2019-03-11T12:43:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11713_Mayara da Silva20190118-132327.pdf: 3473314 bytes, checksum: 4280f4da3781bc43154910025667d5ce (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 As emulsões de petróleo do tipo água em óleo (A/O) estão presentes desde a perfuração do poço até o refino e causam diversos problemas. Os petróleos pesados possuem maiores quantidades de compostos polares que um petróleo leve e isso provoca a formação de emulsões com alta estabilidade. Tais emulsões precisam ser desidratadas para reduzir os impactos gerados. Assim, estudar e avaliar os fatores que afetam a estabilidade de uma emulsão é importante para a indústria do petróleo. Devido à falta de informações sobre a avaliação do comportamento de emulsões A/O através da adição de produtos naturais, no presente trabalho foi realizado um estudo sobre o efeito da adição de lignina em emulsões A/O de um petróleo pesado (°API de 13,7) com teor de asfaltenos 7% m/m e 32% m/m de resinas. Inicialmente para verificar a distribuição do tamanho de gotas (DTG), selecionar a rotação mecânica ideal de trabalho e a influência do tipo de eletrólito na estabilidade, foram preparadas emulsões adicionando volumes de 10, 20, 30, 35 e 40% m/v de dois tipos de água (deionizada e formação) sob agitação mecânica de 2500, 5000, 10000 e 15000 rpm e uma solução saturada de NaCl adicionada ao óleo nos teores de 10, 20 e 30% m/v homogeneizadas na rotação de 5000 rpm. Escolhida as melhores condições de trabalho (5000 rpm) e devida à ocorrência natural de formação de emulsões A/O com água de formação, o preparo das emulsões para teste com produto natural consistiu na homogeneização do óleo com água de formação e adição de solução alcalina de lignina in natura na concentração de 0,5 e 3% m/v. Os teores de água de formação e lignina totalizavam os volumes de 10 e 30% m/v de fase aquosa nas emulsões. Adicionalmente, foram preparadas emulsões A/O com água de formação e adição de soluções de lignina modificada e saponina, nas concentrações de 0,5 e 3% m/v utilizando o mesmo procedimento das emulsões preparadas com lignina in natura. Os fatores avaliados foram o envelhecimento, temperatura, teor de água, tamanho de gota, concentração de sais e de produto natural adicionado. Os resultados mostraram que as emulsões formadas com água deionizada, água de formação (5,5·104 mg·L-1 de NaCl) e solução saturada de NaCl (2,7·105 mg·L-1) apresentaram estabilidade mesmo após envelhecimento por 30 dias e ao serem submetidas a aquecimento. As emulsões preparadas com água de formação apresentaram maior valor de DTG do que as que foram preparadas com solução saturada de NaCl e água deionizada, respectivamente. Isso pode ter ocorrido devido a presença de íons de diferentes cargas na água de formação. Os resultados para as emulsões preparadas com adição de produtos naturais mostram que a lignina in natura e modificada se comportaram como um bom agente emulsificante quando adicionado em baixa concentração e quantidade. A saponina se apresentou como um bom emulsificador nas condições experimentais estabelecidas. A análise por componentes principais dos dados dos espectros de infravermelho mostraram que somente as emulsões preparadas com fase aquosa 30% m/v de água de formação e adição de saponina apresentaram comportamento diferente das demais emulsões avaliadas. Isto sugere que as emulsões preparadas saponina em alta concentração pode ter provocado alteração do perfil químico do petróleo estudado.

Made available in DSpace on 2018-03-22T15:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11733_SILVANA NUNES BARCELLOS .pdf: 1634824 bytes, checksum: e64881d725c97c56803922c80345c7d8 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 Dentre diversos processos que compõem a produção de petróleo e gás natural será avaliada a medição de vazão de gás de tocha, realizada através da tecnologia ultrassônica por tempo de trânsito. A relevância da análise reside na importância ambiental inerente à medição de gás de tocha, associada ao fato de que, nesse escoamento, o fluido não é processado de forma a ser condicionado para alguma especificação definida. Especificamente, será avaliado o efeito da variação da composição química do gás natural em linhas de tocha (gás de tocha) no, assim chamado, fator de perfil, oriundo da medição de vazão por tecnologia ultrassônica. Por outro lado, o cálculo do fator de perfil depende do número de Reynolds e, via de regra, a composição química e respectivas propriedades de transporte para estimativa do número de Reynolds são configuradas no medidor apenas por ocasião do processo de fabricação. Assim, se em um determinado ativo produtor ocorrer variação da composição química devido a passagem do tempo ou a novos poços de hidrocarbonetos entrando em operação, a nova composição química do gás não será re-configurada no medidor e o número de Reynolds não será alterado para novas propriedades, caracterizando um erro de medição. O objetivo principal deste trabalho, então, é avaliar os limites admissíveis de variação das propriedades termofísicas para que a medição de vazão seja processada de forma regulamentar, bem como analisar o efeito dessa variação ao longo do tempo. Também é feita uma análise sobre a estimativa das propriedades termo-físicas através de correlações. Dentre os casos estudados verificou-se que a variação da composição química do gás natural provoca uma variação máxima da vazão de, até 15% da incerteza máxima admissível, considerando que a legislação admite incerteza de 5% para o processo de queima de gás (flare). Palavras-chave: Medição de vazão, Medição Ultrassônica, Gás de Tocha, Cromatografia, Fator de perfil

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:36:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11042_Dissertação Lucas Queiroz - FINAL APROVADA.pdf: 801845 bytes, checksum: c02d945e52f528faf6319ad6dda19507 (MD5) Previous issue date: 2017-06-14 A Destilação é um dos processos mais importantes na caracterização do petróleo pois o separa em diferentes frações. O conhecimento da distribuição dos pontos de ebulição dos componentes do petróleo e da proporção de seus cortes é essencial para o controle e logística desse processo durante o refino, além de garantir sua qualidade e possibilitar a valoração do óleo cru. Os métodos laboratoriais mais utilizados atualmente para este fim são as ASTM D2892 (destilação atmosférica: atinge temperatura máxima de 400 ºC) e ASTM D5236 (destilação a vácuo: utiliza pressões reduzidas para destilar o resíduo atmosférico para evitar o craqueamento das moléculas). A curva PEV (curva de pontos de ebulição verdadeiros - resultado laboratorial da destilação física) é obtida através da soma dos resultados das destilações atmosférica e a vácuo. Entretanto, esses processos demandam grandes quantidades de amostra (de 5 a 40 L) e tempo (3 a 4 dias). A Destilação Simulada por cromatografia gasosa (SIMDIS, do inglês Simulated Distillation) se apresenta como uma interessante solução para contornar esses problemas. A amostra é volatilizada e a separação de seus compostos ocorre no interior de uma coluna cromatográfica sob uma variação de temperatura controlada, produzindo um cromatograma e uma curva PEV. Neste trabalho, 98 amostras de petróleo nacionais e internacionais foram analisadas e seus dados foram correlacionados em diferentes etapas. Inicialmente, cada amostra foi analisada utilizando o método ASTM D7169 (SIMDIS) no laboratório de cromatografia do LabPetro na Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Essa etapa gerou 4 replicatas.para cada amostra, as quais foram submetidas a uma avaliação de similaridade para determinar qual apresentou o melhor resultado. Os dados da melhor replicata foram correlacionados com os obtidos no Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello (CENPES-Petrobras). A primeira comparação foi uma avaliação de similaridade realizada entre os resultados de SIMDIS dos dois laboratórios, realizada para 44 amostras (amostras cujos resultados de SIMDIS foram disponibilizados pelo CENPES). Em seguida, os dados de SIMDIS obtidos na UFES foram correlacionados com os da destilação convencional do CENPES-Petrobras. A correlação dos resultados se deu através da comparação dos valores de ponto de ebulição a cada 5% de recuperação em massa. A fim de obter esses valores para as duas técnicas, foi feito um ajuste polinomial de quinta ordem. Por fim, foi aplicado um teste de Viés para para avaliar a correlação dos dados. A avaliação final dos resultados evidenciou uma boa similaridade entre os resultados da destilação convencional e SIMDIS. A correlação para 13 petróleos (de um total de 15) obteve bons, não exibindo erros sistemáticos significativos.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11424_MARINA DUARTE MOSCKEM.pdf: 6424560 bytes, checksum: 467c71694df728308006b16bb50ce6ae (MD5) Previous issue date: 2017-06-07 A medição da produção de hidrocarbonetos é alvo de regulação especial, que prevê seu relato em base volumétrica. Tais regulações preconizam que a medição de vazão deve ser relatada a pressão e temperatura específicas, referentes a um estado termodinâmico regulamentado (referência). Quando as condições de medição são diferentes das condições de referência, a medida obtida deve ser corrigida para as condições de referência, por meio de equações termodinâmicas denominadas equações de estado, que preveem a massa específica do fluido medido em ambas as condições. Nesses casos, a medição de vazão carrega uma fração de incerteza relativa à operação de conversão, cujas variáveis são sensíveis à temperatura, à pressão e à equação de estado utilizada. O principal objetivo deste trabalho é quantificar essa parcela de incerteza quando as condições de medição estão muito distantes das condições de referência que, no Brasil, é 1 bar e 20°C. Para isso foi simulada a medição de composições típicas de gás natural a 50 bar e 4°C. Os resultados obtidos por meio de simulação Monte Carlo mostram que a conversão para as condições de referência resulta, por si só, em uma parcela de incerteza que supera 1,0 ponto percentual. É uma parcela significativamente muito elevada, especialmente se levarmos em conta que o regulamento brasileiro prescreve, por exemplo, incerteza total de 2% para medições fiscais.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10823_Adilson Ribeiro Prado.pdf: 2550743 bytes, checksum: 95679c0a5c4c5f0f178e9f4232220c17 (MD5) Previous issue date: 2017-04-07 O interesse por detectar H2S surgiu em face dos inúmeros acidentes com vítimas fatais registrados em diferentes áreas industriais. O trabalho desenvolvido nesta tese foi a concepção, construção e caracterização de um método inovador de detecção de sulfeto de hidrogênio H2S normalmente encontrado em fase gasosa a temperatura ambiente. O H2S é um gás com alto grau de letalidade e comumente encontrado na extração de petróleo e na decomposição de material orgânico. A construção do detector foi realizada unindo as vantagens das fibras ópticas de sílica com as potencialidades das nanopartículas de ouro. O princípio fisíco explorado foi a ressonância de plasmon de superfície localizada. A ressonância de plasmon de superfície localizada é fortemente alterada quando os elétrons livres do metal sofrem algum tipo de perturbação externa. No caso em questão, a forte energia de ligação entre o elemento ouro e o enfroxe foi o fundamento principal para o funcionamento do detector colorimétrico desenvolvido. Todas as etapas de produção do detector foram descritas em detalhes: desde a síntese das nanopartículas de ouro, tendo como base o método de redução de citrato, ao processo de detecção em fibra, que se deu por fluorescência utilizando um espectrofotômetro portátil com saída em fibra. O processo de aderência das nanopartículas na fibra seguiu um procedimento, originalmente, desenvolvido neste trabalho, pois houve a necessidade de elevar a concentração das nanopartículas na seção circular da ponta clivada, sendo essa uma das variáveis ligadas aos limites de detecção do H2S no meio. Para isso, foram realizados diferentes experimentos com o objetivo de verificar o comportamento da concentração de nanopartículas no limite de detecção do gás de interesse. A faixa de operação do dispositivo obtido ficou entre 0,4 a 2,0 ppm, funcionando em temperatura ambiente sem necessidade de condicionamento ou rotinas especiais para entrar em operação.

Made available in DSpace on 2018-03-22T15:55:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10766_Dissertacao-Bruno-R394i20180115-112839.pdf: 2907869 bytes, checksum: 92e492b8aec0982de3c25dc67f1ebded (MD5) Previous issue date: 2017-04-03 Dentre as principais técnicas para evitar a formação de hidratos está o uso de inibidores termodinâmicos, cinéticos e os antiaglomerantes. Os inibidores termodinâmicos são largamente utilizados na indústria. Os mais comuns no mundo são o monoetilenoglicol (MEG) e o metanol, já no Brasil, o etanol é o mais utilizado. Os inibidores cinéticos ainda são raros, pois apresentam desvantagens relacionadas ao desempenho em condições severas de temperatura e pressão. Com objetivo de estudar uma estratégia de inibição combinada entre cinéticos e termodinâmicos utilizando o etanol como inibidor termodinâmico, foram testados três diferentes inibidores cinéticos comerciais em condições de sub-resfriamentos nas quais a inibição unicamente cinética não apresenta resultados satisfatórios. Os testes foram realizados em um reator de alta pressão e volume constante. A formação de hidratos foi identificada por meio da redução da pressão e elevação na temperatura do reator, uma vez que a formação destes cristais consome gás é exotérmica. O desempenho dos inibidores foi associado aos tempos de indução e de cristalização, além das curvas de pressão, temperatura e corrente elétrica do agitador magnético. Nos experimentos, identificou-se um aumento expressivo no tempo de indução para dois dos inibidores cinéticos combinados ao etanol na proporção 10 % em massa, já a combinação com 30 % de etanol apresentou piora na relação do desempenho com o sub-resfriamento. As características dos hidratos formados também foram alteradas na presença de inibidores cinéticos e do etanol, tornando menor a capacidade dos cristais de hidratos de se aderirem e causar bloqueio em dutos.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:58:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10597_Dissertação Tamires FINAL 08042017.pdf: 3045708 bytes, checksum: 346790de110160baf3a5382b4013c028 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 O petróleo ainda continua sendo a maior fonte de energia não renovável do planeta. No seu estado bruto tem pouca utilidade. No entanto, seus derivados apresentam alto valor econômico. Nas etapas de processamento primário do petróleo alguns compostos de ocorrência natural são indesejáveis, como os ácidos naftênicos, resinas, asfaltenos, compostos sulfurados e metálicos. O poder corrosivo dos ácidos naftênicos preocupa as indústrias petrolíferas devido ao prejuízo causado nas tubulações e refinarias. Estudos recentes indicam que uma parcela desses ácidos quando submetidos a elevadas temperaturas (>280°C) pode sofrer reações de descarboxilação e degradação térmica, originando dióxido de carbono (CO2) e ácidos de cadeias menores como produtos de degradação. Os ácidos de cadeias menores juntamente com os ácidos naftênicos que se mantiveram preservados são corrosivos e o CO2 ao entrar em contato com água forma o ácido carbônico (H2CO3), podendo contribuir nas taxas de corrosão nos equipamentos do refino. Assim, o presente trabalho consistiu no desenvolvimento de uma metodologia para quantificação online do CO2 liberado no processo de destilação de petróleo. A metodologia desenvolvida foi baseada na técnica de microcromatografia gasosa. Os dados quantitativos de concentração de CO2 gerados pela microcromatografia foram relacionados com os valores de temperaturas de destilação, obtendo-se assim uma variação na concentração de CO2 de acordo com a temperatura de destilação do óleo. Com os resultados obtidos observou-se que para todos os petróleos destilados houve uma tendência na formação do gás CO2 partir de temperaturas superiores a 200°C. Na tentativa de elucidar a possível origem deste gás, supôs um mecanismo de descarboxilação para tais ácidos

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:36:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10206_Dissertac a o - Thiago.pdf: 2157867 bytes, checksum: 255646815c5d8a0cf68474d50b864bd5 (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 Emulsões de petróleo água/óleo representam um grande problema operacional na indústria de petróleo. Dentre estes problemas destaca-se a variação nas propriedades reológicas desta matriz quando comparada ao petróleo desidratado. O tempo de relaxação transversal (T2) obtido por RMN de baixo campo pode ser usado para determinar os índices de pseudoplasticidade (n) e consistência (k) de emulsões contendo diferentes porcentagem de fase dispersa. Neste trabalho foram utilizadas aproximadamente 90 emulsões proveniente de 10 petróleos, de gravidade API variando entre 18,7 a 28,3. Dependendo da quantidade de água emulsificada, verifica-se um aumento da ordem de 400% na viscosidade aparente, bem como um comportamento pseudoplástico mais evidenciado. Com base nos resultados obtidos foi proposto uma metodologia para determinar os valores de k e n. Para verificar a precisão do modelo foram utilizadas emulsões provenientes de 5 petróleos desconhecidos e os resultados obtidos foram satisfatório na predição da viscosidade numa faixa de 100 a 600 s-1. Finalmente, a RMN de baixo campo mostrou-se uma boa alternativa para o método ASTM D2196-15, que é comumente utilizado para medir a viscosidade dinâmica

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:39:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8880_Ludian_PDF.pdf: 2273890 bytes, checksum: a5c566b708840dedda97d02113090fc1 (MD5) Previous issue date: 2015-05-07 À medida que campos de petróleo envelhecem, em geral, a quantidade de água produzida aumenta. No meio poroso da rocha reservatório, água e óleo encontram-se segregados. Entretanto, os fluidos de um poço ao serem colocados em fluxo podem ser misturados entre si, em decorrência do intenso cisalhamento sofrido pelas fases e, consequentemente, levar ao surgimento de emulsões que apresentam elevada viscosidade. O aumento da viscosidade é indesejável, pois acarreta o emprego de equipamentos de maior capacidade de bombeio e, o consequente, aumento do custo final do óleo produzido. Outra desvantagem consiste na dificuldade de realização de cálculos termo-hidráulicos do escoamento de petróleo nas tubulações, imprescindíveis nas etapas de elaboração de projetos, pois, usualmente, os modelos empregados se valem do uso de correlações empíricas, as quais exigem o conhecimento das viscosidades dos fluidos, em especial da fase líquida. Incertezas nestes valores podem implicar em dimensionamentos errôneos de equipamentos. Neste trabalho foram escolhidas quatro amostras de petróleos pesados oriundos de campos terrestres do Norte Capixaba, com grau API entre 13 e 23, e foi empregada a técnica de planejamento de experimentos para identificação das variáveis com impacto significativo sobre as viscosidades relativas de emulsões do tipo água em óleo (A/O). A fração volumétrica da fase dispersa apresentou significância, enquanto, a temperatura e taxa de cisalhamento não apresentaram influência sobre as viscosidades relativas. Mediante testes adicionais foi possível comparar correlações empíricas propostas na literatura e concluir que as correlações de Brinkman (1952), Vand (1948) e Pal e Rhodes (1989), presentes em alguns dos principais simuladores de escoamento multifásico (OLGA®, PIPESIM®), ofereceram resultados satisfatórios para previsão do comportamento de emulsões produzidas por poços de óleos pesados.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8767_Gustavo Bezerra Silva.pdf: 1489043 bytes, checksum: 44ac2347d416047e8876329d60f1c4e0 (MD5) Previous issue date: 2015-04-22 O uso do biodiesel como um substituto total ou parcial do diesel de petróleo é significante, entretanto a sua baixa estabilidade oxidativa é um ponto desfavorável. Portanto o uso de antioxidantes que aumentem o tempo de degradação promovido pela oxidação é viável. Mas a ação de um antioxidante está relacionada com a composição química do biodiesel ao qual é adicionado. Considerando a importância e o crescimento da indústria de biodiesel, a necessidade de utilização de antioxidantes, e a busca por novas fontes como matérias primas, faz-se necessário estudar a eficiência de antioxidantes para o aumento da vida útil do biodiesel, além de avaliar novas culturas com potencial de produção como o pinhão manso (Jatropha curcas L.) e nabo forrageiro (Raphanus sativus L.). O objetivo deste trabalho foi avaliar os antioxidantes BHT, PA e PG, em concentração de 50, 200, 500, 1000 e 2000 mg/kg, nos biodiesel de pinhão manso, nabo forrageiro e soja, empregando a metodologia PetroOXY, ensaio acelerado de oxidação, para a determinação do seu período de indução. Os biodiesel foram obtidos através de reações de transesterificação, utilizando rota metílica, com rendimentos superiores a 80% e foram caracterizados através de alguns parâmetros físico-químicos. Foi observado a eficiência do uso de antioxidantes e com o aumento da concentração há um aumento do período de indução. A eficiência do BHT foi sempre crescente com o aumento da concentração para todos os biodiesel enquanto que para o PG e PA houve uma diminuição da eficiência na maior concentração. A metodologia usada para avaliação da estabilidade oxidativa, PetroOXY, mostrou-se eficaz, de boa repetibilidade e reprodutibilidade, além de ser mais rápida e completa que o método Rancimat. Na concentração mais elevada, 2000 mg/kg, o melhor desempenho foi para o BHT, nas concentrações inferiores a 2000 mg/kg, a melhor eficiência foi para o PA ~ PG, nos três biodiesel estudados, soja, nabo forrageiro e pinhão manso.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8579_Débora Ker Palomino.pdf: 2473065 bytes, checksum: 34ec730616e5e96afa0326c96a502ec5 (MD5) Previous issue date: 2015-03-13 A cristalização e formação de depósitos parafínicos é um problema operacional crítico na indústria do petróleo em todo o mundo e provoca grandes perdas econômicas na recuperação do óleo. São muitos os estudos que têm sido realizados para desenvolver modelos termodinâmicos de predição da precipitação de parafinas, sendo que boa parte deles utilizam a ressonância magnética nuclear (RMN) em alto ou baixo campo magnético juntamente com outras técnicas como calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise elementar e cromatografia gasosa para caracterizar a fase sólida formada a partir do petróleo. Este trabalho busca um maior entendimento da cristalização de ceras parafínicas por meio de experimentos de espectroscopia de RMN de 1H e 13C conduzidos em temperaturas variáveis, o que pode auxiliar na previsão e remediação dos problemas causados pela sua deposição nas linhas de escoamento da produção. Para isso, o estudo desse fenômeno foi conduzido inicialmente em amostras de parafina comercial e, posteriormente, em uma amostra de petróleo parafínico com variação de temperatura sem extrair a fase sólida, garantindo a não interferência de solventes que podem influenciar no processo de cristalização. A metodologia desenvolvida demonstrou ser útil para determinar a temperatura inicial de aparecimento de cristais (TIAC), sendo obtida uma boa concordância com os resultados de DSC para a parafina comercial e petróleo. O registro de espectros em diferentes temperaturas permitiu também a identificação das variações de intensidade e largura de linha dos sinais associados aos diferentes grupos químicos presentes nos materiais estudados.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8349_Lilian Valadares Tose.pdf: 22787168 bytes, checksum: 4a7046e6ad58f8fc3e255c3c53bc3221 (MD5) Previous issue date: 2014-12-12 A análise de hidrocarbonetos por técnicas de ionização a pressão atmosférica ou ambiente continua a ser um desafio na espectrometria de massas. Normalmente, a ionização ocorre através de mecanismos de protonação e desprotonação. Para isso, as moléculas de interesse devem apresentar um grupo básico ou ácido que proporcionem a geração de íons [M+H]+ ou [M-H]-. Para superar essa limitação, um método analítico simples, fácil, rápido e poderoso foi desenvolvido com sucesso, adaptado a partir da literatura, para ionizar saturado e insaturado, linear, ramificado, e hidrocarbonetos cíclicos, bem como hidrocarbonetos poliaromáticos e heteroaromáticos presentes em frações de hidrocarbonetos e de misturas de parafina/petróleo bruto utilizando ionização química à pressão atmosférica (APCI), favorecido pela utilização de solventes alifáticos de cadeia curta em um espectrômetro de massas FT-ICR. Entre os reagentes alifáticos estudados, isoctano proporcionou os melhores resultados quando comparado com outros solventes. Além disso, foram estudados outros interferentes do processo de ionização, como concentração da solução injetada e misturas parafina/óleo, que influenciavam desde o perfil dos espectros até as principais classes de compostos identificados. O método torna possível a ionização de hidrocarbonetos pela produção de íons [M - H]+ sem ocorrência de fragmentação.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8264_Taiane Rodrigues Penha.pdf: 1370797 bytes, checksum: 2e0c327beccdd0ae243501d47f097d9f (MD5) Previous issue date: 2014-10-30 O descarte ou reutilização da água produzida da indústria do petróleo é difícil por causa dos impactos ambientais causados devido à presença de alta salinidade e componentes tóxicos, ou pelo risco de obstrução nas colunas de produção devido à formação de incrustações que causam redução na produção de petróleo e enormes perdas no processo de extração. Assim, o conhecimento da composição química da água produzida é muito importante. O método proposto por este trabalho visa a determinação de elementos traço (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Se e V) em amostras de água produzida de petróleo por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) utilizando a digestão ácida assistida por micro-ondas para o preparo das amostras (15 g de amostra e 2 mL de HNO3 concentrado). A curva analítica construída em HNO3 2% v v-1 foi adotada para o método após verificar que não é necessário o uso de salinidade para equiparação de matriz. Para o elemento Ni, não há necessidade do uso de padrão interno, para os elementos Co, Cr, Fe, Mn e V os melhores resultados foram obtidos usando Sc como padrão interno. Para o elemento Se é recomendado o uso de Y como padrão interno. Os limites de detecção obtidos foram Co 0,67, Cr 1,2, Fe 2,3, Mn 0,49, Ni 1,9, Se 3,7 e V 5,5 µg L-1; e os limites de quantificação foram Co 2,2, Cr 4,0, Fe 7,7, Mn 1,6, Ni 6,5, Se 12,4 e V 18,3 µg L-1. A exatidão do procedimento foi verificada através de testes de recuperação em dois níveis de concentração (40 e 80 µg L-1) e análise dos materiais certificados de referência de água estuarina SLEW-2 e de água do mar NASS-5. Bons valores de recuperação foram obtidos e não houve diferença significativa (95% de confiança) entre os resultados obtidos e os valores certificados dos materiais de referência.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8110_Doc1.pdf: 79742 bytes, checksum: 0c4e53a6c7cbf29a5bdfe5427333dcb5 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 Diversos problemas são encontrados durante as fases de produção e refino de petróleo. Devido à grande diversidade de condições de temperatura e pressão sob as quais os óleos crus são submetidos, não é incomum que alterações na solubilidade das substâncias ali presentes causem a precipitação de compostos orgânicos, em especial parafinas de alto peso molecular. Dentre as principais técnicas de remedição frente a precipitação encontra-se o uso de inibidores químicos. Estes apresentam a vantagem de serem facilmente aplicados nas linhas, acrescidos ao baixo custo. No presente trabalho foram sintetizados dez novos inibidores químicos de deposição de parafinas derivados da juglona (5-hidroxi-1,4-naftquinona) e da lausona (2-hidroxi-1,4-naftoquinona) funcionalizados como ésteres de ácidos graxos. Foi realizado um estudo metodológico para obtenção de três ésteres diretos da juglona (32a-c). Esses ésteres foram preparados segundo metodologia de Steglich modificada com rendimentos de 50 a 54 %, resultados significativamente maiores ao reportados anteriormente na literatura. Os ésteres derivados da lausona (33a-e, 56 e 60) foram obtidos após adição de uma cadeia lateral espaçadora com excelentes rendimentos, maiores que 90% para a etapa de esterificação. Posteriormente, os produtos foram avaliados como inibidores de precipitação pela alteração da TIAC via ensaios calorimétricos e por Ponto de Fluidez segundo a ASTM D5853. Foi realizado o estudo de concentração ótima que evidenciou 200 ppm como a mais eficiente. Os inibidores derivados da lausona foram testados quanto a redução da TIAC e do ponto de fluidez em dois óleos crus onde os produtos 33c e 33d, derivados dos ácidos palmítico e esteárico, destacaram-se com os melhores resultados nas duas propriedades, superando também um inibidor comercial aplicado nas mesmas condições (controle positivo). Avaliou-se o tamanho da cadeia lateral na redução do ponto de fluidez e foi observado que o aumento de 2 para 5 carbonos diminui a eficiência do inibidor no óleo testado. Foi também estudado o tipo do heteroátomo na união da cadeia lateral com o anel naftoquinônicos e concluiu-se que o composto com nitrogênio é mais eficiente do que o que contém enxofre.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8104_Vinicius Mansur Dose Lage de Almeida.pdf: 6753971 bytes, checksum: f4d2a5881ed6fc7bd4a300acfabaa76e (MD5) Previous issue date: 2014-08-21 Os danos causados pelos processos corrosivos em equipamentos presentes nas refinarias de petróleo, durante as destilações, foram descritos inicialmente em 1920, desde então, a indústria do petróleo tem lutado contra este mal. Na literatura, vastas são as referências reportando estudos de processos corrosivos envolvendo tanto os ácidos naftênicos como os compostos sulfurados. Em contrapartida, raras são as fontes de estudo envolvendo simultaneamente ambos os responsáveis pelas grandes perdas financeiras da indústria do petróleo. Neste trabalho, escolheram-se dois tipos de óleos: um óleo A - com alto teor de enxofre e um petróleo B - com elevada acidez. Fez-se então um blend 50/50 em volume - obtendo assim o óleo C - afim de verificar a influência tanto da acidez quanto dos teores de enxofre nos processos corrosivos pelos cortes destes óleos. Após a destilação das três amostras, os derivados obtidos foram caracterizados e submetidos aos testes laboratoriais de corrosão. Os cortes do petróleo A apresentaram teores de enxofre e taxas de corrosão crescentes em relação à temperatura final dos derivados. As frações de B apresentaram altos valores de NAT na faixa de temperatura de 220-400 °C, enquanto as taxas de corrosão mostraram-se baixas nesta temperatura. Por fim, os derivados do blend C, apresentaram propriedades intermediárias aos cortes anteriores, corroborando para taxas de corrosão menores de 0,50 mm/ano até uma temperatura de 300 °C, expondo assim a eficiência em utilizar a técnica de misturas de petróleos para o refino.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7529_Lindamara Maria de Souza20140630-82317.pdf: 3532286 bytes, checksum: 2c24c77fad763f25826fe7fa50a73f20 (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 A cocaína é uma droga estimulante do Sistema Nervoso Central (SNC) e um potente anestésico local. A duração de seus efeitos depende da forma consumida (sal, principalmente o cloridrato de cocaína, ou de base, de base livre ou crack) e no modo de administração (injetando, aspiração ou o fumo). A cocaína é definida como um alcaloide tropânico por apresentar em sua estrutura o núcleo tropano. Entretanto, apesar de sua composição definida, com a finalidade de diluir e aumentar o volume final da droga, o mercado ilícito se utiliza de uma grande diversidade de aditivos químicos como benzocaína, lidocaína, cafeína, procaína, entre outros. Esta dissertação foi dividida em três capítulos destinados a: i) avaliar o teste colorimétrico, ou seja, o teste de Scott, usando a espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier utilizando acessório de reflexão total atenuada (ATR-FTIR). Dezessete aditivos químicos foram avaliados, onde quatro forneceram resultados falsos positivos (prometazina, lidocaína, leite em pó e fermento). Quando o teste de Scott é realizado e aliado a técnicas espectroscópicas como ATR-FTIR e quimiometria, resultados conclusivos são obtidos e podem ser usados à rotina de laboratórios forenses. ii) Foi estudado o perfil químico orgânico de amostras de cocaína apreendidas no ano de 2012 nos meses de janeiro a julho usando a cromatografia gasosa acoplada a um espectrometro de massas quadrupolar (GC-MS). Neste capítulo, 101 amostras foram analizadas no modo full scan e 83 destas usadas para construção de um modelo quimiométrico usando a análise de componentes principais (PCA). Os principais adulterantes encontrados foram lidocaína, fenacetina e cafeína. Adicionalmente, cocaína, lidocaína e cafeína foram quantificadas a partir do monitoramento do íon selecionado (SIM) e seus valores de linearidade, limites de detecção e quantificação determinados. iii) as amostras de cocaína apreendidas pela polícia civil foram classificadas em função do tempo (2008, 2009, 2010, 2011 e 2012) e da localização de apreensão (em função das quatro macrorregiões do estado) usando a técnica de GC-MS aliada à análise multivariada (PCA), onde um total de 512 amostras foram investigadas.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:34:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7411_Tese_Helber Barcellos.pdf: 1891229 bytes, checksum: d9b2526e6120a3f16e640852e7d15861 (MD5) Previous issue date: 2014-02-20 Atualmente existe uma crescente demanda pelo uso de enzimas com aplicação industrial e terapêutica. Dentre a vasta aplicabilidade das enzimas merecem destaque as proteases que representam 60 % do total das enzimas utilizadas no mundo. A bromelina é uma protease com relevância na indústria alimentícia, cosmética, farmacêutica e biotecnológica, de alto valor comercial, que pode ser obtida a partir de resíduos do abacaxizeiro. O Brasil está entre os primeiros produtores mundiais de abacaxi, sendo que os resíduos agrícolas e agroindustriais não tem destino, podendo ser utilizado como fonte de obtenção de bromelina. Este trabalho objetiva desenvolver uma nova metodologia de purificação de bromelina a partir de resíduos do abacaxizeiro cv. (cultivar) Vitória. O trabalho está dividido em quatro capítulos. 1: Foram comparadas as características-físico químicas (Sólidos solúveis totais (SST), acidez titulável (AT) e a razão SST/AT), protéicas e de atividade de bromelina entre os frutos das cvs. Vitória e Pérola em diferentes estádios de maturação, e constatado que a cv. Vitória (resistente à fusariose) apresenta características semelhantes ou superiores à cv. Pérola, o que contribui para sua aceitação pelo mercado consumidor e a consequente ampliação do seu cultivo, tornando viável a utilização de seus resíduos como fonte de obtenção de bromelina; 2:Realizou-se uma comparação entre cinco diferentes soluções de extração de bromelina (H2SO4/ Na2SO4 pH 4,5; Tampões acetato pH 3,6; 4,0 e 5,0 e tampão fosfato pH 7) e entre dois métodos de precipitação fracionada (acetona gelada e sulfato de amônio) e diferentes cromatografias de troca iônica (DEAE-celulose, SP-Sepharose e CM-Celulose). A solução de extração H2SO4/Na2SO4 pH 4,5 apresentou o maior rendimento de proteínas totais e atividade proteolítica e atividade específica. Na precipitação fracionada, as frações 20-50 % (F2S) e 50-75 % (F3S) de saturação por sulfato de amônio renderam maiores valores de atividade proteolítica com 88,57 % e 98,42 % respectivamente, quando comparadas à precipitação por acetona gelada. Durante a purificação, a fração F3S foi aplicada em diferentes resinas de troca iônica e observou-se que aCMC manteve os valores de atividade proteolítica mais elevados (89,31%); 3: Uma nova metodologia de purificação foi desenvolvida utilizando CMC e Sephadex® G-50, obtendo uma bromelina pré purificada (FP 3,01 93% de atividade) e bromelina purificada (FP 16,86 89% de atividade). A pureza da bromelina foi confirmada por SDS-PAGE revelando apenas uma banda em 30 KDa, por HPLC com apenas um pico nos primeiros 10 minutos e, por espectrometria de massas (MALDI-TOF MS) através do Peptidemassfingerprint (PMF) da enzima. Além da fragmentação (MALDI-TOF MS/MS) e sequenciamento de dois peptídeos m/z 951 e 1584; 4:Foi realizado uma caracterização cinética da bromelina pré-purificada e purificada. A bromelina pré-purificada apresenta duas temperaturas ótimas (40 e 60ºC) e um pH ótimo (8) e que a bromelina purificada apresenta temperatura ótima de 60 ºC e pH ótimo de 8. Por fim,é possível afirmar que os resíduos de abacaxi da cv. Vitória foram uma boa fonte de obtenção de bromelina. A metodologia desenvolvida foi inovadora e possibilitou obter bromelina com alto grau de pureza e maior viabilidade de execução por reduzir os passos de sua purificação comparada com as metodologias existentes.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7226_Cristina Maria dos Santos Sad.pdf: 1532194 bytes, checksum: 07be0168dd390cf41a0367c4d1d2282a (MD5) Previous issue date: 2013-12-04 Neste trabalho é proposto um método de laboratório para extração de sais em petróleos com °API de 13 a 36, teor de água de 0, 050 a 6,00 % (v/v) e teor de sais de 2 a 2500 mg kg-1 em NaCl, utilizando a tecnologia de ultrassom (US) com uso de solventes orgânicos. Adicionalmente, após a otimização da metodologia de extração com solvente, foi avaliada a eficiência de extração sem adição de solventes. Fatores relevantes à homogeneização, extração por teste de recuperação com amostra fortificada com água de formação e determinação da concentração de sais nas amostras de petróleos foram investigados com o objetivo de desenvolver um procedimento robusto. Os resultados obtidos nos testes de recuperação por US para óleos intermediários e pesados apresentaram eficiência acima de 97% de extração de sais, sendo maior, comparado ao método ASTM D6470-04 modificado que ficou com eficiência de extração em torno de 90%. A primeira etapa deste trabalho consistiu em determinar as condições de máxima extração de sais na amostra de petróleo pesado com ºAPI 16. Para isto, foi elaborado um planejamento fatorial evidenciando os fatores que influenciam na extração de sais das amostras, como tempo de extração e temperatura de aquecimento. Depois de estabelecidas as condições do planejamento, duas metodologias foram avaliadas: extração de sais com uso de solventes (US/CS, água xileno, acetona e álcool isopropílico) e sem uso de solventes (US/SV, água deionizada e desemulsificante). O tempo de máximo de extração sem provocar formação de emulsão estável, com e sem uso de solventes foi de 1 min de exposição ao ultrassom na temperatura de 80 (± 5) ºC em uma única etapa de extração. Entretanto, verificou-se que algumas amostras com diferentes °API e elevados teores de sais, submetidas ao sistema de extração US (com e sem solventes) foi necessário fazer três etapas de extração (com intervalos de 1 min cada). Para validação da metodologia, foram selecionadas 23 amostras (programa interlaboratorial CENPES) de petróleos dessalgados no refino, com °API em torno de 29 e com teor de água menor que 0,5% (v/v), onde foram avaliados diferentes métodos de extração de sais: ASTM D6470-04 otimizado (UFES), US (UFES), ASTM D6470-04 (CENPES) e Microondas (UFSM). As técnicas de quantificação utilizadas foram a titulação potenciométrica e cromatografia de íons. A técnica potenciométrica mostrou-se mais eficiente quando aplicadas a amostras com limite de detecção maior que 6 mg kg-1 NaCl (em relação a amostra). Amostras com teores abaixo desse valor, a técnica por cromatografia de íons mostrou-se mais sensível, desde que seja realizado um tratamento no extrato aquoso para eliminar a interferência dos solventes que danificam a coluna e acessórios do cromatógrafo de íons. Os resultados do interlaboratorial avaliado pelo CENPES demonstraram que, o método de US (com e sem uso de solvente) apresentou maior eficiência de extração de sais comparando-se aos métodos ASTM D6470-04 (CENPES) e ASTM D6470-04. Segundo avaliação do CENPES, as técnicas de extração de sais assistida por ultrassom são indicadas para petróleos cargas para refino.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6732_Dissertação Roberta_FINAL.pdf: 1990587 bytes, checksum: 6d3eb237403043f08fbabe2dd9678463 (MD5) Previous issue date: 2013-08-22 Durante o refino do petróleo, os equipamentos estão constantemente expostos à ação de compostos como cloretos, ácidos naftênicos, sulfetos e carbonatos, levando a diminuição de sua vida útil. A presença desses contaminantes trazem muitos desafios, necessitando de ações por parte dos refinadores para evitar problemas, como corrosão, redução na eficácia do catalisadores e formação de depósitos. Dentre os agentes contaminantes, os sais, como os cloretos de sódio, cálcio e magnésio, estão entre os mais comuns. A redução dos sais no petróleo é fundamental para evitar a presença, principalmente de cloretos nos sistemas de topo das torres de destilação das refinarias. Os cloretos, principalmente de cálcio e magnésio, sofrem hidrólise em presença de água e temperaturas em torno de 250 ºC. Estas condições são comuns nos ambientes de refino e o resultado deste processo de hidrólise é a formação e o possível acúmulo de ácido clorídrico na água presente no topo das torres de refino. Nas refinarias, as misturas contendo variados tipos de óleos, principalmente aqueles originados de novos campos, estão sendo cuidadosamente tratadas para evitar altos teores de cloretos nos sistemas de topo. Nesse sentido, propôs-se neste trabalho investigar o processo de evolução de cloretos a partir do desenvolvimento de uma metodologia que permita avaliar, comparar e monitorar o ácido clorídrico gerado durante a destilação de petróleos, visando prever o comportamento do petróleo durante o refino e propor estratégias para a redução dos custos operacionais do refino do óleo. Para este estudo, seis amostras de diferentes petróleos foram destiladas. A metodologia consistiu em adaptar um sistema de vidrarias específicas no topo da coluna da unidade de destilação manual de petróleo, localizada no LabPetro/UFES, a fim de capturar e monitorar o ácido clorídrico gerado. Dados de balanço mássico da salinidade de cada destilação foram obtidos, assim como seus respectivos percentuais de evolução de cloretos, ou seja, a quantidade de cloretos desprendida da amostra inicial durante o processo de destilação. Os resultados mostraram que a metodologia é eficiente, pois os dados obtidos do balanço mássico da salinidade apresentaram perdas baixas e as replicatas realizadas foram muito similares. As correlações entre o percentual de evolução de cloretos e seus contra-íons revelaram resultados satisfatórios.