Dessulfurização adsortiva de combustíveis utilizando ZSM-35 impregnada com molibdênio
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47009 |
Resumo: | A busca por tecnologias mais limpas para a remoção de compostos de enxofre em combustíveis é uma constante, visto que o processo comercial de dessulfurização utilizado atualmente é caracterizado pelo alto consumo de hidrogênio, severas condições de operação de temperatura e pressão, além de não atender as futuras demandas da legislação ambiental. Neste trabalho foi avaliada a utilização alternativa da zeólita ZSM-35 modificada com molibdênio em diferentes concentrações (2,5%, 5%, 10% m/m) aplicada em um processo de dessulfurização adsortiva a baixa temperatura e pressão. Os materiais foram preparados por impregnação úmida e caracterizados por fluorescência de raios-X (FRX), difração de raios X (DRX), análise térmica (TG/DTG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A dessulfurização adsortiva foi conduzida em um sistema em batelada em temperaturas que variaram de 30°C a 50°C sob uma velocidade de agitação de 140 rpm utilizando um combustível modelo contendo 800 ppm de enxofre. O enxofre contido nas amostras foi quantificado de acordo com a norma ASTM D5443. A cinética de adsorção foi avaliada pelos modelos cinéticos de pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem, difusão intrapartícula e Elovich. Os resultados mostraram que os adsorventes obtidos tiveram suas estruturas pouco afetadas pelo processo de impregnação metálicas e que a estabilidade térmica dos adsorventes foi afetada pela concentração de molibdênio na estrutura, sendo que a menor perda de massa observada foi de 11,4% (amostra 2,5MZ35). No processo de dessulfurização por adsorção para os sistemas avaliados, o rendimento variou de 9,53% (2,5% Mo à 30°C) a 22,28% (10% Mo à 50°C) e que a capacidade de adsorção foi influenciada pela temperatura e pela concentração do metal na estrutura zeolítica. Em geral, o modelo cinético de pseudossegunda ordem representou melhor o processo de adsorção. Os adsorventes obtidos apresentaram um bom potencial para aplicação em processos de dessulfurização de combustíveis por adsorção. |
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Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47009A busca por tecnologias mais limpas para a remoção de compostos de enxofre em combustíveis é uma constante, visto que o processo comercial de dessulfurização utilizado atualmente é caracterizado pelo alto consumo de hidrogênio, severas condições de operação de temperatura e pressão, além de não atender as futuras demandas da legislação ambiental. Neste trabalho foi avaliada a utilização alternativa da zeólita ZSM-35 modificada com molibdênio em diferentes concentrações (2,5%, 5%, 10% m/m) aplicada em um processo de dessulfurização adsortiva a baixa temperatura e pressão. Os materiais foram preparados por impregnação úmida e caracterizados por fluorescência de raios-X (FRX), difração de raios X (DRX), análise térmica (TG/DTG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A dessulfurização adsortiva foi conduzida em um sistema em batelada em temperaturas que variaram de 30°C a 50°C sob uma velocidade de agitação de 140 rpm utilizando um combustível modelo contendo 800 ppm de enxofre. O enxofre contido nas amostras foi quantificado de acordo com a norma ASTM D5443. A cinética de adsorção foi avaliada pelos modelos cinéticos de pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem, difusão intrapartícula e Elovich. Os resultados mostraram que os adsorventes obtidos tiveram suas estruturas pouco afetadas pelo processo de impregnação metálicas e que a estabilidade térmica dos adsorventes foi afetada pela concentração de molibdênio na estrutura, sendo que a menor perda de massa observada foi de 11,4% (amostra 2,5MZ35). No processo de dessulfurização por adsorção para os sistemas avaliados, o rendimento variou de 9,53% (2,5% Mo à 30°C) a 22,28% (10% Mo à 50°C) e que a capacidade de adsorção foi influenciada pela temperatura e pela concentração do metal na estrutura zeolítica. Em geral, o modelo cinético de pseudossegunda ordem representou melhor o processo de adsorção. Os adsorventes obtidos apresentaram um bom potencial para aplicação em processos de dessulfurização de combustíveis por adsorção.The search for cleaner technologies for the removal of sulfur compounds in fuels is a constant, since the commercial desulphurization process currently used is characterized by high hydrogen consumption and severe temperature and pressure operating conditions, in addition to not meeting the future demands of environmental legislation. In this work was evaluated the alternative use of zeolite ZSM-35 modified with molybdenum was evaluated in different concentrations (2.5%, 5%, 10% w/w) and applied in an adsorptive desulfurization process at low temperature and pressure. The materials were prepared by wet impregnation and characterized by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TG/DTG) and scanning electron microscopy (SEM). The adsorptive desulfurization was carried out in a batch system at temperatures ranging from 30 ° C to 50 ° C under a constant stirring of 140 rpm using a model fuel containing 800 ppm of sulfur. The sulfur contained in the samples was quantified according to the ASTM D5443 standard. The adsorption kinetics was evaluated by the kinetic models of pseudo-first order, pseudo-second order, intraparticle diffusion and Elovich. The results showed that the adsorbents obtained had their structures little affected by the metallic impregnation process and that the thermal stability of the adsorbents was affected by the concentration of molybdenum in the structure, with the lowest mass loss observed being 11,4% (2,5MZ35 sample). In the adsorption desulfurization process for the evaluated systems, the yield varied from 9,53% (2.5% Mo at 30 ° C) to 22,28% (10% Mo at 50 ° C) and that the capacity of adsorption was influenced by temperature and metal concentration in the zeolitic structure. In general, the pseudo-second order kinetic model best represented the adsorption process. The adsorbents obtained showed a good potential for application in desulphurization processes of fuels by adsorption.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFRNBrasilDessulfurização adsortivaCinética de adsorçãoMolibdênioZSM-35Dessulfurização adsortiva de combustíveis utilizando ZSM-35 impregnada com molibdênioAdsorptive desulfurization of fuels using ZSM-35 impregnated with molybdenuminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALDessulfurizacaoadsortivacombustiveis_Correia_2020.pdfapplication/pdf8697444https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/47009/1/Dessulfurizacaoadsortivacombustiveis_Correia_2020.pdfc4e71269a40468a5df406b70328886b0MD51123456789/470092022-05-02 12:33:48.346oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/47009Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-05-02T15:33:48Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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