Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23517
Title: Degradação termocatalítica de petróleo pesado utilizando SBA-15 contendo alumínio e cério
Authors: Araújo, Larissa Cicianny Luz Ferreira de
Keywords: Meio ambiente;Catálise;Materiais mesoporosos (SBA-15 e M-SBA-15);Petróleo pesado;Termogravimentria;Osawa Flynn Wall
Issue Date: 26-Aug-2016
Citation: ARAÚJO, Larissa Cicianny Luz Ferreira de. Degradação termocatalítica de petróleo pesado utilizando SBA-15 contendo alumínio e cério. 2016. 136f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Portuguese Abstract: Os nanomateriais (catalisadores) mesoporosos e microporosos são considerados promissores para obtenção de derivados leves a partir de frações pesadas do petróleo e como adsorventes para proteção ambiental. Este trabalho reportou a sintetize pelo método hidrotérmico, e caracterização de catalisadores heterogêneos mesoporosos, do tipo SBA-15, com adição dos metais cério e alumínio, avaliando sua atividade e seletividade na degradação térmica de óleo pesado. As amostras dos materiais nanoestruturados foram caracterizadas por análise termogravimétrica (TG/DTG), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de fluorescência de raios X (FRX), espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e adsorção de nitrogênio (BET). A caracterização mostrou que os materiais sintetizados resultaram em um catalisador nanoestruturado, ordenado e com diâmetro de poros e área superficial de acordo com a literatura existente. Com o intuito de verificar a atividade catalítica dos mesmos, utilizou-se uma amostra de petróleo pesado (ºAPI=14), fornecido pela Petrobras, realizando-se através da termogravimetria o processo de degradação térmica e catalítica do óleo. Mediante as curvas termogravimétricas obtidas, observou-se uma redução na temperatura de início do processo de decomposição catalítica do petróleo. Através do modelo cinético não isotérmico de Ozawa Flynn Wall (OFW) obtiveram-se alguns parâmetros para determinação da energia de ativação aparente das decomposições. Os resultados obtidos das difrações de raio X mostraram através de picos característicos que a estrutura hexagonal foi formada, verificando que a melhor razão foi Si/Ce = 5 devido a sua intensidade em alto ângulo. Os espectros de infravermelho apresentaram absorções características de materiais da família SBA-15. Da adsorção de nitrogênio, obtendo-se parâmetros compatíveis aos encontrados na literatura, que lhes conferem serem promissores na área da degradação de petróleo, devido aos seus mesoporos facilitarem o acesso de grandes moléculas. O diâmetro médio dos poros variou significativamente com a incorporação do alumínio e do cério. A espessuras de parede (Wt) ficou na faixa de 2,96 a 4,07 nm, observando assim um aumento deste parâmetro que deve-se a incorporação dos metais na parede, indicando que a incorporação do cério, não bloqueou os mesoporos. O acréscimo de alumínio reduziu a area superficial (SBET) de 893 para 763 m2g-1, no entanto com o acréscimo do cério com o alumínio esta área aumentou para 826 m2g-1. Para o petróleo a temperatura inicial e final de perda de massa; apresentando apenas dois eventos devido ao teor de enxofre mercaptídico, o qual influencia no surgimento do terceiro evento, já que esse teor é medido pela quantidade de enxofre nos anéis aromáticos (HC pesados). A mistura do Petróleo + 12% de Ce5Al50SBA-15 evidenciando a atividade catalítica deste material.
Abstract: Nanomaterials (catalysts) are microporous and mesoporous considered promising for obtaining light oil products from heavy oil fractions and adsorbents for environmental protection. This paper reported the synthesizes by hydrothermal method, and characterization of mesoporous heterogeneous catalysts, the SBA-15 type with addition of metals cerium and aluminum, evaluating their activity and selectivity in the thermal degradation of heavy oil. Samples of nanostructured materials were characterized by thermal gravimetric analysis (TG / DTG), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), ray fluorescence spectroscopy X (XRF) spectroscopy, absorption in the infrared region Fourier transform (FTIR) and nitrogen adsorption (BET). The characterization showed that the synthesized materials resulted in a nanostructured catalyst and ordered pore diameter and surface area according to the literature. In order to check the catalytic activity of the same, we used a heavy oil sample (°API = 14), supplied by Petrobras, is performing through thermogravimetry the process of thermal and catalytic degradation of the oil. Through the thermogravimetric curves, it was observed a reduction in the opening of oil decomposition catalytic process temperature. Through non isothermal kinetic model Ozawa Flynn Wall (OFW) gave some parameters to determine the apparent activation energy of decomposition. Obtaining as results of X-ray diffraction showed through characteristic peaks that the hexagonal structure was formed, noting that the best reason was Si / Ce = 5 because of its intensity at a high angle. The infrared spectra showed absorptions family material characteristics SBA-15. The nitrogen adsorption, obtaining parameters compatible with those found in the literature which confer them to be promising in the field of oil degradation due to their mesopores facilitate access of large molecules. The average pore diameter varied significantly with the incorporation of aluminum and cerium. The wall thickness (Wt) was in the range from 2.96 to 4.07 nm, thus observing an increase in this parameter which is due to incorporation of the metals into the wall, indicating that the incorporation of cerium, did not block the mesopores. The addition of aluminum reduced the surface area (SBET) of 893 to 763 m2 g-1, however with the addition of cerium with aluminum this area increased to 826 m2 g-1. For the oil temperature and the initial end of weight loss; presenting only two events due to mercaptídico sulfur, which influences the appearance of the third event, since that content is measured by the amount of sulfur in aromatic rings (heavy HC). The mixture of oil + 12% of Ce5Al50SBA-15 showing the catalytic activity of this material.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23517
Appears in Collections:PPGCEP - Doutorado em Ciência e Engenharia do Petróleo

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DegradacaoTermocatalíticaPetróleo_Araujo_2016.pdf3,25 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.