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Título: Processos de oxidação e extração líquido-líquido utilizando tensoativos para remoção de enxofre do diesel
Título(s) alternativo(s): Oxidation and liquid liquid extraction process using surfactants for diesel fuel desulfurization
Autor(es): Oliveira, Katherine Carrilho de
Palavras-chave: Diesel;Dibenzotiofeno;Dessulfurização oxidativa;Tensoativo;Extração líquido-líquido
Data do documento: 20-Dez-2018
Referência: OLIVEIRA, Katherine Carrilho de. Processos de oxidação e extração líquido-líquido utilizando tensoativos para remoção de enxofre do diesel. 2018. 121f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Abstract: Sulfur is one of the main contaminants of petroleum-based fuels and is present mainly in oils from mature fields, situation of most Brazilian onshore fields. The emission of sulfur in the form of SOx is generated from the burning of these fuels, such as diesel, and affects the air quality and human health. Sulfur, when present in large quantities, also promotes corrosion of engines, reducing its lifespan. In 2013, the resolution 50/2013 from ANP has adopted new specifications for diesel, becoming mandatory nationwide the commercialization of diesel (without addition of biodiesel) and B (with addition of biodiesel) containing a maximum sulfur content of 500 ppm. Therefore, the removal of sulfur has a great attention of the petrochemical industry. Solvent extraction combined with oxidative desulfurization (ECODS) is one of the most promissing techniques for sulfur heretocycles removal such as dibenzothiphene (DBT) and dimethyldibenzothiophene (DMDBT). In this context the present work studied the application of oxidative desulfurization of diesel (1200 ppm of sulfur), followed by liquidliquid extraction using non-ionic surfactants. Were obtained the parameters related to liquidliquid extraction and to the oxidation reaction using hydrogen peroxide (H2O2) and acetic acid (CH3COOH) as a catalyst. The reactional parameters of temperature, time, peroxide and acid concentrations and use of a catalyst on the reaction were evaluated using a 26-2 fractional factorial design. The sulfur concentration were reduced from 1200 ppm to 220 ppm after one oxidative desulfurization step (80 °C; 2.5 h; 700 rpm; H2O2/CH3COOH mass ratio = 0.5; H2O2/diesel mass ratio = 0.75; without solid catalyst) and one liquid-liquid extraction step using Ultranex NP110 (surfactant/diesel mass ratio = 0.5; 10 min; 25 °C). Althought for a model fuel containing 1200 ppm of DBT in n-dodecane the concentration, under the same conditions, were reduced to below 3 ppm. Therefore, the oxidation and subsequent extraction with surfactant have proven to be effective in desulfurization of diesel.
Resumo: O enxofre é um dos principais contaminantes dos combustíveis derivados de petróleo, estando presente principalmente em óleos provenientes de campos maduros, como a maioria dos campos brasileiros onshore. A emissão do enxofre na forma dos SOx originados na queima de combustíveis, como o diesel, afeta a qualidade do ar e traz riscos para a saúde humana. O enxofre, quando presente em grandes quantidades, também promove a corrosão dos motores, reduzindo sua vida útil. Em 2013, a Resolução nº 50/2013 da ANP aprovou as novas especificações para o óleo diesel, tornando obrigatória a comercialização, em todo o país, dos óleos diesel A (sem adição de biodiesel) e B (com adição de biodiesel) com um teor máximo de enxofre de 500 ppm. A remoção de enxofre é, portanto, de interesse para a indústria de refino. A dessulfurização oxidativa seguida pela extração líquido-líquido (ECODS) é uma das técnicas mais promissoras para a remoção do enxofre heterocíclico (refratário), principalmente os dibenzotiofenos (DBT) e os dimetildibenzotiofenos (DMDBT), utilizando condições brandas de operação e com custo reduzido. Neste contexto, o presente trabalho estudou a aplicação da dessulfurização oxidativa do diesel, seguida da extração líquido-líquido utilizando tensoativos não iônicos. Foram obtidos os parâmetros relacionados à extração líquido-líquido e à reação de oxidação com peróxido de hidrogênio (H2O2) e ácido acético (CH3COOH) como catalisador. Os parâmetros reacionais, como temperatura, tempo, concentrações de peróxido e de ácido, e a utilização de um catalisador sólido na reação foram avaliados através de um planejamento experimental fracionário 26-2 . A concentração de enxofre no diesel comercial foi reduzida de 1200 ppm para 220 ppm após uma etapa de oxidação (80 °C; 2,5 h; 700 rpm; razão mássica H2O2/CH3COOH de 0,5; razão mássica H2O2/diesel de 0,75; sem a adição de catalisador sólido) e uma etapa de extração utilizando Ultranex NP110 (razão mássica tensoativo/diesel de 0,5; 10 min; 25 °C). Para um combustível modelo de n-dodecano com 1200 ppm de DBT, a concentração final, após ser submetido ao mesmo procedimento anterior, foi abaixo de 3 ppm. Portanto, a oxidação e a subsequente extração com tensoativo provaram ser eficazes na dessulfurização do diesel.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26775
Aparece nas coleções:PPGEQ - Doutorado em Engenharia Química

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