Estudo de reações de hidrotratamento de destilados médios de petróleo utilizando NiMoP/Al2O3

• Autor(a) principal: Locatel, William de Rezende
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/20847
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA; Hidrotratamento; Hidrodessulfurização; Catalisadores

Devido à preocupação com os impactos ambientais causados pela emissão de poluentes, as especificações dos combustíveis têm se tornado progressivamente mais rigorosas, principalmente com relação ao teor de enxofre no óleo diesel. Assim, o processo de hidrodessulfurização (HDS) profunda passou a ter um papel cada vez mais significativo na obtenção de combustíveis limpos. No caso do petróleo brasileiro, que possui um teor de compostos nitrogenados elevado, é ainda mais difícil atingir essas especificações devido ao significativo efeito de inibição destes compostos. Portanto, para atingir as especificações empregando condições menos severas, faz-se necessário conhecer os efeitos das variáveis de processo e da presença de contaminantes nitrogenados na reação de remoção de enxofre. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos das variáveis de processo (temperatura, pressão de hidrogênio e velocidade espacial) bem como da competição da quinolina na HDS do dibenzotiofeno (DBT) empregando como catalisador NiMoP/γ-Al2O3. O catalisador foi sintetizado através da técnica de impregnação ao ponto úmido de modo a obter Mo (13% m/m), Ni (3,5% m/m) e P (1,7% m/m). Para a caracterização foram empregadas técnicas de fluorescência de raios X, redução à temperatura programada, adsorção de N2 e difração de raios X e análise termogravimétrica. Os testes catalíticos foram realizados em reator de leito fixo e a carga líquida utilizada possuía DBT com teor de 3500 mg/kg de S em uma mistura de hidrocarbonetos de C13 a C18. Para avaliar o efeito de compostos nitrogenados, adicionou-se quinolina com teor de 50, 100, 200 e 300 mg/kg de N. Utilizando os critérios de Mears e Weisz-Prater verificou-se a ausência de limitações difusionais. A pressão de H2 exerce baixa influência na conversão do DBT e na distribuição de produtos, porém o aumento da pressão favoreceu levemente a rota de hidrogenação prévia (HID). A redução da velocidade espacial favorece a formação de produtos hidrogenados (cicloexilbenzeno). Apesar de a temperatura exercer grande influência na conversão e rendimento de produtos, a distribuição de produtos não se modifica. Para elevadas conversões o bifenil (BF) é convertido em cicloexilbezeno (CHB) mais facilmente, o que sugere um efeito de competição entre o DBT e o BF pela adsorção nos sítios catalíticos. O modelo cinético de lei de potências de 1ª ordem em relação ao DBT se ajustou bem aos dados. A energia de ativação aparente global para a HDS do DBT foi de 86 kJ/mol. Para as reações na presença de quinolina obteve-se um bom ajuste utilizando um modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood com o expoente referente ao termo de inibição igual a 0,25. A constante de adsorção aparente da quinolina (KN) estimada foi 0,2 L/mol. A competição da quinolina ocorre preferencialmente pelos sítios responsáveis pela rota HID.