Implementação de um tuboexpansor na refinaria do Planalto Paulista – REPLAN com objetivo do aproveitamento da energia contida nos gases residuais do FCC – Fluid Catalytic Cracking na geração de energia elétrica

The steel type AISI 4130 (ultra-high strength steel) is an alloy of low carbon and its main alloying elements are chromium and molybdenum, which improves the toughness of the weld metal. It has numerous applications, especially where the need for high mechanical strength. It is widely used in equipment used by the aviation industry, such as cradle-tomotor, and this is the motivation for this study. Cots are of fundamental importance, because the engine supports and maintains balance in the fixed landing gear. This equipment is subjected to intense loading cycles, whose fractures caused by fatigue are constantly observed. Will be determined the effects caused by re-welding the structure of aeronautical equipment, and will also study the microstructure of the metal without welding. The studies will be done on materials used in aircraft, which was given to study. The results provide knowledge of microstructure to evaluate any type of fracture that maybe caused by fatigue. Fatigue is a major cause of aircraft accidents and incidents occurred, which makes the study of the microstructure of the metal, weld and re-solder the knowledge essential to the life of the material. The prevention and control of the process of fatigue in aircraft are critical, since the components are subjected to greater responsibility cyclic loading

Refinery Nonconventional Feedstocks: Influence of the Coprocessing of Vacuum Gas Oil and Low Density Polyethylene in Fluid Catalytic Cracking Unit on Full Range Gasoline Composition

Gasoline coming from refinery fluid catalytic cracking (FCC) unit is a major contributor to the total commercial grade gasoline pool. The contents of the FCC gasoline are primarily paraffins, naphthenes, olefins, aromatics, and undesirables such as sulfur and sulfur containing compounds in low quantities. The proportions of these components in the FCC gasoline invariable determine its quality as well as the performance of the associated downstream units. The increasing demand for cleaner and lighter fuels significantly influences the need not only for novel processing technologies but also for alternative refinery and petrochemical feedstocks. Current and future clean gasoline requirements include increased isoparaffins contents, reduced olefin contents, reduced aromatics, reduced benzene, and reduced sulfur contents. The present study is aimed at investigating the effect of processing an unconventional refinery feedstock, composed of blend of vacuum gas oil (VGO) and low density polyethylene (LDPE) on FCC full range gasoline yields and compositional spectrum including its paraffins, isoparaffins, olefins, napthenes, and aromatics contents distribution within a range of operating variables of temperature (500–700 °C) and catalyst-feed oil ratio (CFR 5–10) using spent equilibrium FCC Y-zeolite based catalyst in a FCC pilot plant operated at the University of Alicante’s Research Institute of Chemical Process Engineering (RICPE). The coprocessing of the oil-polymer blend led to the production of gasoline with very similar yields and compositions as those obtained from the base oil, albeit, in some cases, the contribution of the feed polymer content as well as the processing variables on the gasoline compositional spectrum were appreciated. Carbon content analysis showed a higher fraction of the C9–C12 compounds at all catalyst rates employed and for both feedstocks. The gasoline’s paraffinicity, olefinicity, and degrees of branching of the paraffins and olefins were also affected in various degrees by the scale of operating severity. In the majority of the cases, the gasoline aromatics tended toward the decrease as the reactor temperature was increased. While the paraffins and iso-paraffins gasoline contents were relatively stable at around 5 % wt, the olefin contents on the other hand generally increased with increase in the FCC reactor temperature.

Conversion of low density polyethylene into fuel through co-processing with vacuum gas oil in a fluid catalytic cracking riser reactor

In this work, mixtures of vacuum gas oil and low density polyethylene, a major component of common industrial and consumer household plastics, were pyrolytically co-processed in a fluid catalytic cracking (FCC) riser reactor as a viable alternative for the energy and petrochemical revalorisation of plastic wastes into valuable petrochemical feedstocks and fuel within an existing industrial technology. Using equilibrium FCC catalyst, the oil–polymer blends were catalytically cracked at different processing conditions of temperatures between 773 K and 973 K and catalyst feed ratios of 5:1, 7:1 and 10:1. The influence of each of these processing parameters on the cracking gas and liquid yield patterns were studied and presented. Further analysed and presented are the different compositional distributions of the obtained liquids and gaseous products. The analysis of the results obtained revealed that with very little modifications to existing process superstructure, yields and compositional distributions of products from the fluid catalytic cracking of the oil–polymer blend in many cases were very similar to those of the processed oil feedstock, bringing to manifest the viability of the feedstock co-processing without significant detriments to FCC product yields and quality.

Realizing the Commercial Potential of Hierarchical Zeolites: New Opportunities in Catalytic Cracking

Many approaches to mesoporous zeolites have been reported. The preparation of mesoporous zeolite Y, as the most widely used zeolite in catalysis, its properties, and its application in fluid catalytic cracking (FCC) and hydrocracking are reviewed. Finally, the scale-up and use of mesostrutured zeolite Y on an industrial scale are described, as the first commercial application of hierarchical zeolites.

Mass-transport characteristics of zeolite cracking catalysts : final report /

"FE-0651-1."

CO2 reforming of toluene as model compound of biomass tar on Ni/Palygorskite

Catalytic CO2 reforming of biomass tar on palygorskite-supported nickel catalysts using toluene as a model compound of biomass tar was investigated. The experiments were performed in a bench scale installation a fixed bed reactor. All experiments were carried out at 650, 750, 800 °C and atmospheric pressure. The effect of Ni loading, reaction temperature and concentration of CO2 on H2 yield and carbon deposit was investigated. Ni/Palygorskite (Ni/PG) catalysts with Ni/PG ratios of 0%, 2%, 5% and 8% were tested, the last two show the best performance. H2 yield and carbon deposit diminished with the increase of reaction temperature, Ni loading, and CO2 concentration.

Effect of palygorskite clay on pyrolysis of rape straw : an in situ catalysis study

Biomass tar restricts the wide application and development of biomass gasification technology. In the present paper, palygorskite, a natural magnesium-containing clay mineral, was investigated for catalytic pyrolysis of rape straw in situ and compared with the dolomite researched widely. The two types of natural minerals were characterized with XRD and BET. The results showed that combustible gas derived from the pyrolysis increased with an increase in gasification temperature. The Hconversion and Cconversion increased to 44.7% and 31% for the addition of palygorskite and increased to 41.3% and 31.3% for the addition of dolomite at the gasification temperature of 800 °C, compared with 15.1% and 5.6% without addition of the two types of material. It indicated that more biomass was converted into combustible gases implying the decrease in biomass tar under the function of palygorskite or dolomite and palygorskite had a slightly better efficiency than that of dolomite in the experimental conditions.

A review of hydrothermal liquefaction bio-crude properties and prospects for upgrading to transportation fuels

Hydrothermal liquefaction (HTL) presents a viable route for converting a vast range of materials into liquid fuel, without the need for pre-drying. Currently, HTL studies produce bio-crude with properties that fall short of diesel or biodiesel standards. Upgrading bio-crude improves the physical and chemical properties to produce a fuel corresponding to diesel or biodiesel. Properties such as viscosity, density, heating value, oxygen, nitrogen and sulphur content, and chemical composition can be modified towards meeting fuel standards using strategies such as solvent extraction, distillation, hydrodeoxygenation and catalytic cracking. This article presents a review of the upgrading technologies available, and how they might be used to make HTL bio-crude into a transportation fuel that meets current fuel property standards.

Estudo dos compostos reduzidos de enxofre na formação do ozônio troposférico na cidade do Rio de Janeiro

O petróleo é uma complexa mistura de compostos orgânicos e inorgânicos em que predominam os hidrocarbonetos e que apresentam contaminações variadas, entre essas os compostos de enxofre. Esses além de gerarem inconvenientes durante os processos de refino do petróleo, como corrosão nos equipamentos e envenenamento de catalisadores dos processos de craqueamento, também representam um grande problema para o meio ambiente e para a saúde da população, principalmente em relação à poluição atmosférica. Além das emissões de compostos de enxofre oriundas da própria refinaria, com destaque para os óxidos de enxofre e o sulfeto de hidrogênio, os compostos de enxofre, que não são retirados durante o refino e estão presentes nos derivados do petróleo, provocam a emissão de uma grande quantidade de poluentes na atmosfera durante o processo de queima dos combustíveis. Os efeitos dos CRE na atmosfera urbana ainda não são muito conhecidos, o que justifica um estudo mais profundo desses compostos, que além de causarem danos a saúde da população, podem influenciar na formação do ozônio troposferico

Estudo de pirólise catalítica de biomassa em escala piloto para melhoramento da qualidade do bio-óleo

A pirólise rápida é um processo para conversão térmica de uma biomassa sólida em altos rendimentos de um produto líquido chamado de bio-óleo. Uma das alternativas para geração de um bio-óleo com menor teor de oxigênio é uso de catalisadores nos reatores de pirólise, ao invés de um inerte, num processo chamado de pirólise catalítica. O objetivo deste trabalho foi testar catalisadores comerciais, um ácido e outro básico, em uma unidade piloto de leito fluidizado circulante. O catalisador ácido utilizado foi o Ecat, proveniente de uma unidade industrial de craqueamento catalítico fluido (FCC), e como catalisador básico foi utilizado uma hidrotalcita. Os resultados foram comparados com testes utilizando um material inerte, no caso uma sílica. Uma unidade piloto de FCC do CENPES foi adaptada para realizar os testes de pirólise catalítica. Após fase de modificação e testes de condicionamento, foi comprovada a viabilidade na utilização da unidade piloto adaptada. Contudo, devido a limitações operacionais, maiores tempos de residência tiveram que ser aplicados no reator, configurando o processo como pirólise intermediária. Foram então realizados testes com os três materiais nas temperaturas de 450C e 550C. Os resultados mostraram que o aumento do tempo de residência dos vapores de pirólise teve um impacto significativo nos rendimentos dos produtos quando comparada com o perfil encontrado na literatura para pirólise rápida, pois devido ao incremento das reações secundárias, produziu maiores rendimentos de coque e água, e menores rendimentos de bio-óleo. O Ecat e a hidrotalcita se apresentaram mais efetivos em termos de desoxigenação. O primeiro apresentou maiores taxas de desoxigenação via desidratação e a hidrotalcita apresentou maior capacidade para descarboxilação. Contudo, o uso de Ecat e hidrotalcita não se mostrou adequado para uso em reatores de pirólise intermediária, pois acentuou ainda mais as reações secundárias, gerando um produto com alto teor de água e baixo teor de compostos orgânicos no bio-óleo, além de produzirem mais coque. À temperatura de 450C estes efeitos foram mais pronunciados. Em termos de caracterização química, a condição de pirólise intermediária apontou para a produção de bio-óleos com perfil fenólico, sendo a sílica o que proporcionou os melhores rendimentos, principalmente a temperatura de 550C, sendo superiores aos encontrados na literatura. Analisando as composições dos bio-óleos sob a ótica da produção de biocombustíveis, nenhum dos materiais testados apresentou rendimentos consideráveis em hidrocarbonetos. De maneira geral, a sílica foi o que proporcionou os melhores resultados em termos de rendimento e qualidade do bio-óleo. Sua menor área superficial e sua característica de inerte se mostraram mais adequados para o processo de pirólise intermediária, onde a contribuição das reações secundárias em fase gasosa é elevada em função do tempo de residência no reator

Preparo de óxidos de manganês em presença de biomassa e avaliação catalítica em reações de oxidação de hidrocarbonetos e remoção catalítica de SOx

Os riscos de poluição ao meio ambiente envolvendo petróleo envolvem, não só o seu transporte, como também seu refino. O prejuízo causado por um derramamento de petróleo vai além de danos à fauna e flora, pois envolvem também questões sociais. A emissão de óxidos de enxofre, denominadas SOx, durante o refino de petróleo através do craqueamento catalítico em leito fluidizado (FCC) também é uma das preocupações ambientais, já que esses óxidos estão relacionados com o a formação de chuva ácida e problemas respiratórios. Os hidrocarbonetos provenientes de um derramamento podem ser degradados em produtos menos agressivos ao meio ambiente, por oxidação química, por exemplo. Já as emissões de enxofre na unidade de FCC podem ser minimizadas por diversos processos, como por exemplo, o uso de aditivos nas unidades de FCC. Nesse trabalho óxidos de manganês dos tipos OMS-1 e OMS-2 foram sintetizados em presença e ausência de biomassa e óxidos OMS-2 foram dopados com os metais cobre, vanádio e ferro. Possíveis alterações em suas propriedades, suas atividades catalíticas em oxidação de hidrocarbonetos e em testes de captura de enxofre em condições de temperatura similares à unidade de FCC foram investigadas. Constatou-se uma diminuição na área superficial, tamanho e volume de poros nos óxidos sintetizados em presença de biomassa, através de uma análise de adsorção e dessorção de N2 (ASAP), porém seus difratogramas em uma análise de difração de raio X de pó (DRX) revelaram a obtenção de estruturas do criptomelano em todos os OMS-2. Os óxidos OMS-2 testados na oxidação do cicloexano, não sofreram modificações em sua estrutura após seu uso como catalisador, mas a presença da biomassa na síntese não aumentou sua atividade catalítica. Nos testes DeSOx, o óxido dopado com ferro apresentou o melhor desempenho e testes em ciclos mostraram ser possível sua reutilização

Otimização da co-pirólise de gasóleo pesado com embalagens de PEAD pós-uso utilizando planejamento fatorial

A co-pirólise é uma rota promissora, uma vez que minimiza o impacto ambiental causado pela disposição do plástico de maneira inadequada, evita seu acúmulo em lixões e permite um melhor aproveitamento de um recurso natural não-renovável, o petróleo, matéria prima importante para a geração de energia e obtenção de produtos químicos. O presente trabalho teve como objetivo a definição das condições experimentais mais propícias à obtenção de líquidos pirolíticos com alta fração de óleo diesel, resultantes da co-pirólise de polietileno de alta densidade (PEAD) pós-consumo com gasóleo pesado tilizando-se catalisador de FCC (Fluid Catalytic Cracking). Como instrumento de otimização das condições experimentais, optou-se pela Metodologia Planejamento Fatorial. Foi também estudado o efeito das condições experimentais, como: a temperatura de reação, a relação gasóleo/polietileno e a quantidade de catalisador no meio reacional. As amostras de polietileno, gasóleo e catalisador foram submetidas à co-pirólise em sistema de leito fixo, sob fluxo constante de nitrogênio, variando-se a temperatura entre 450 C a 550 C, a quantidade de PEAD no meio reacional foi de 0,2 a 0,6 g, e a quantidade de catalisador foi de zero a 0,06 g, mantendo-se fixa a quantidade de gasóleo em 2 g. Foram efetuadas as caracterizações física e química do gasóleo, polietileno pós-uso e do catalisador. Como resultado, obteve-se a produção de 87% de fração de óleo diesel em duas condições diferentes: (a) 550 0C de temperatura sem catalisador; (b) 500 0C de temperatura e 25% de catalisador FCC. Em ambos os casos, a quantidade de gasóleo pesado e PEAD foram constantes (2 g Gasóleo; 0,2 g PEAD), assim com o tempo de reação de 15 minutos. A fração de óleo diesel obtida neste estudo alcançou o poder calorífico de 44,0 MJ/Kg que é similar ao óleo diesel comercial. É importante ressaltar que em ambos os casos nenhum resíduo foi produzido, sendo uma rota ambientalmente importante para reciclagem de embalagens plásticas contaminadas com óleo lubrificante originárias de postos de serviço, visando à recuperação de ambos conteúdo energético e orgânico dos resíduos de embalagens plásticas pós-uso