Evaluation the use of activated carbon in the removal of basic nitrogen compounds in different oil products

Autor: Carvalho, Matheus Antoniel Félix de
Přispěvatelé: Ostroski, Indianara Conceição, Oliveira, Sérgio Botelho de, Andrade, Laiane Alves de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG
Universidade Federal de Goiás (UFG)
instacron:UFG
Popis: Nas reservas de óleos mais pesados, são encontradas altas concentrações de compostos nitrogenados que, em geral, trazem problemas para o processo de refino e para o meio ambiente. A remoção desses compostos por meio de processo adsortivo, associado posteriormente ao processo tradicional de hidrodesnitrogenação, é uma técnica promissora e favorável, sobretudo do ponto de vista econômico e operacional. Neste contexto, esta pesquisa buscou estudar a desnitrogenação de amostras de petróleo, por meio de processo adsortivo em sistema batelada, utilizando carvão ativado ácido tratado quimicamente. Inicialmente a solução de indolina em tolueno foi usada como carga sintética e diferentes carvões ativados foram avaliados quanto à capacidade de remoção do composto. A partir do teste preliminar, o emprego do carvão ativado da casca de dendê tratado com ácido sulfúrico (CDAS), resultou na remoção de 97,95% da indolina presente na solução, e foi selecionado para estudo cinético e de equilíbrio. A cinética de adsorção revelou um processo relativamente rápido para as diferentes concentrações estudadas. Os dados cinéticos foram melhor ajustados ao modelo de pseudo-segunda ordem e os dados de equilíbrio foram melhor ajustados ao modelo de Freundlich. Também foram realizados testes de adsorção competitiva entre dois nitrogenados, quinolina e indolina, sendo observado maiores quantidades de remoção nas soluções com maior proporção de indolina. Posteriormente, foi realizado o estudo de adsorção de compostos nitrogenados básicos em amostra de petróleo bruto utilizando a técnica de planejamento composto central e metodologia de superfície de resposta. A análise dos principais efeitos mostrou que o mais significativo no processo de adsorção foi a massa de adsorvente. Com as variáveis otimizadas (54oC, 150 rpm e 1,104g) foi obtida uma remoção de 30,77% de nitrogenados básicos no petróleo. Com as condições ótimas, foram realizados ensaios de adsorção utilizando resíduo de vácuo, diesel S-10 e diesel S-500, em que as remoções obtidas foram de 21,56%, 44,44% e 62,09% respectivamente. Por fim, as análises de espectrometria de massas e termogravimetria comprovaram qualitativamente que ocorreu a adsorção de compostos nitrogenados presentes nas amostras. In the reserves of heavier oils, high concentrations of nitrogenous compounds found, which, in general, cause problems for the refining process and for the environment. The removal of these compounds through an adsorptive process, later associated with the traditional hydrodesnitrogenation process, is a promising and favorable technique, especially from an economic and operational point of view. In this context, this research sought to study the denitrogenation of oil samples, through an adsorptive process in a batch system, using chemically treated acid activated carbon. Initially, the solution of indoline in toluene was used as a synthetic filler and different activated carbons were evaluated for the ability to remove the compound. From the preliminary test, the use of activated carbon from coconut shell treated with sulfuric acid (CDAS), resulted in the removal of 97.95% of the indoline present in the solution, and was selected for kinetic and equilibrium study. The adsorption kinetics revealed a relatively fast process for the different concentrations studied. The kinetic data were better adjusted to the pseudo-second order model and the balance data were better adjusted to the Freundlich model. Competitive adsorption tests were also carried out between two nitrogenous, quinoline and indoline, with greater removal amounts being observed in solutions with a higher proportion of indoline. Subsequently, the study of adsorption of basic nitrogenous compounds in a crude oil sample was carried out using the central composite planning technique and response surface methodology. The analysis of the main effects showed that the most significant in the adsorption process was the mass of adsorbent. With the optimized variables (54oC, 150 rpm and 1.104g), a removal of 30.77% of basic nitrogenous compounds in oil was obtained. With the optimal conditions, adsorption tests were performed using vacuum residue, diesel S-10 and diesel S-500, in which the removals obtained were 21.56%, 44.44% and 62.09% respectively. Finally, the analysis of mass spectrometry and thermogravimetry proved qualitatively that the adsorption of nitrogen compounds present in the samples occurred. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Databáze: OpenAIRE
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