Avaliação de modelos preditivos de sorção em membranas de pervaporação para a remoção de sulfurados da nafta

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Greco, Marco Aurelio Martins
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12027
Resumo: The removal of sulfur compounds from gasoline is a subject of great relevance in the oil refining industry due to strict environmental restrictions related to the maximum content of sulfur in finished products. The most common solution for contaminants removal are the hydrotreating units which operate under high pressure and have high costs for installation and operation besides causing anoctane number reduction in the finished product. The utilization of membranes is a promising alternative for sulfur content reduction in gasoline and has several advantages when compared to conventional hydrotreating. A deep understanding of parameters that affect sorption and diffusion steps is critical for developing this application. This work has evaluated the selectivity and sorption of systems constituted by n-heptane and thiophene in polymers through rigorous thermodynamic models, based on group contribution. The model UNIFAC-FV, originated from UNIFAC traditional model for polymeric systems, was the chosen model for activity calculation in studied systems. It was also evaluated the availability of parameters for modeling development and an approach was developed with alternatives for those cases with unavailable UNIFAC parameters. For such cases, the calculation of the residual contribution for activity was done according to Flory-Huggins proposal using solubility parameters obtained also by group contribution. Among the existing group contribution methods for solubility parameter, the method from Hoy gave better results for systems studied in this work. The approach used in this work allows, in the end, an analysis of changes in the configuration of the polymer main chain that could influence its selectivity and sorption for naphtha desulfurization
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Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12027The removal of sulfur compounds from gasoline is a subject of great relevance in the oil refining industry due to strict environmental restrictions related to the maximum content of sulfur in finished products. The most common solution for contaminants removal are the hydrotreating units which operate under high pressure and have high costs for installation and operation besides causing anoctane number reduction in the finished product. The utilization of membranes is a promising alternative for sulfur content reduction in gasoline and has several advantages when compared to conventional hydrotreating. A deep understanding of parameters that affect sorption and diffusion steps is critical for developing this application. This work has evaluated the selectivity and sorption of systems constituted by n-heptane and thiophene in polymers through rigorous thermodynamic models, based on group contribution. The model UNIFAC-FV, originated from UNIFAC traditional model for polymeric systems, was the chosen model for activity calculation in studied systems. It was also evaluated the availability of parameters for modeling development and an approach was developed with alternatives for those cases with unavailable UNIFAC parameters. For such cases, the calculation of the residual contribution for activity was done according to Flory-Huggins proposal using solubility parameters obtained also by group contribution. Among the existing group contribution methods for solubility parameter, the method from Hoy gave better results for systems studied in this work. The approach used in this work allows, in the end, an analysis of changes in the configuration of the polymer main chain that could influence its selectivity and sorption for naphtha desulfurizationA remoção de compostos sulfurados da gasolina é um assunto de grande interesse na indústria de refino de petróleo em função das restrições ambientais cada vez mais rígidas em relação ao teor máximo de enxofre de produtos acabados. A solução mais comum para remoção de contaminantes são as unidades de hidrotratamento que operam a alta pressão e possuem alto custo de instalação e de operação além de levarem à perda de octanagem do produto acabado. O uso de membranas é uma alternativa promissora para a redução do teor de enxofre de correntes de gasolina e possui diversas vantagens em relação ao hidrotratamento convencional. O conhecimento aprofundado dos parâmetros que influenciam as etapas de sorção e difusão é crítico para o desenvolvimento da aplicação. Este trabalho avalioua seletividade e sorção do sistema formado por n-heptano e tiofeno em polímeros através de modelos termodinâmicos rigorosos, baseados em contribuição de grupos. O modelo UNIFAC-FV, variante do tradicional modelo UNIFAC para sistemas poliméricos, foi o modelo escolhido para cálculo de atividade dos sistemas estudados. Avaliou-se ainda a disponibilidade de parâmetros para desenvolvimento da modelagem e desenvolveu-se uma abordagem com alternativas para casos de indisponibilidade de parâmetros UNIFAC. Nos casos com ausência de parâmetros, o cálculo do termo residual da atividade das espécies é feito na forma proposta por Flory-Hugginsutilizando-se parâmetros de solubilidade obtidos também por contribuição de grupos. Entre os métodos de contribuição de grupos existentes para cálculo de parâmetros de solubilidade, o método de Hoy mostrou menores desvios para os sistemas estudados. A abordagem utilizada neste trabalho permite, ao final, uma análise de alterações da configuração da cadeia principal de polímeros de forma a influenciar sua seletividade e sorção para dessulfurização de naftasSubmitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:37:20Z No. of bitstreams: 1 Marco Aurelio Martins Greco.pdf: 3268450 bytes, checksum: ef9c274becb20392802b870bfed0d06c (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:37:20Z (GMT). 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