Avaliação da remoção de sulfeto de hidrogênio do gás natural em uma coluna de absorção

Natural gas, although basically composed by light hydrocarbons, also presents in its composition gaseous contaminants such as CO2 (carbon dioxide) and H2S (hydrogen sulfide). Hydrogen sulfide, which commonly occurs in oil and gas exploration and production activities, besides being among the gases that are responsible by the acid rain and greenhouse effect, can also cause serious harm to health, leading even to death, and damages to oil and natural gas pipelines. Therefore, the removal of hydrogen sulfide will significantly reduce operational costs and will result in oil with best quality to be sent to refinery, thereby resulting in economical, environmental, and social benefits. These factors highlight the need for the development and improvement of hydrogen sulfide sequestrating agents to be used in the oil industry. Nowadays there are several procedures for hydrogen sulfide removal from natural gas used by the petroleum industry. However, they produce derivatives of amines that are harmful to the distillation towers, form insoluble precipitates that cause pipe clogging and produce wastes of high environmental impact. Therefore, the obtaining of a stable system, in inorganic or organic reaction media, that is able to remove hydrogen sulfide without forming by-products that affect the quality and costs of natural gas processing, transport and distribution is of great importance. In this context, the evaluation of the kinetics of H2S removal is a valuable procedure for the treatment of natural gas and disposal of the byproducts generated by the process. This evaluation was made in an absorption column packed with Raschig ring, where natural gas with H2S passes through a stagnant solution, being the contaminant absorbed by it. The content of H2S in natural gas in column output was monitored by an H2S analyzer. The comparison between the obtained curves and the study of the involved reactions have not only allowed to determine the efficiency and mass transfer controlling step of the involved processes but also make possible to effect a more detailed kinetic study and evaluate the commercial potential of each reagent

Avaliação da capacidade de adsorção do CO2 em zeólita 12X com gases sintéticos e originados da pirólise do lodo de esgoto

This work depicts a study of the adsorption of carbon dioxide on zeolite 13X. The activities were divided into four stages: study batch adsorption capacity of the adsorbent with synthetic CO2 (4%), fixed bed dynamic evaluation with the commercial mixture of gases (4% CO2, 1.11% CO, 1 2% H2, 0.233% CH4, 0.1% C3, 0.0233% C4 argon as inert closing balance), fixed bed dynamic modeling and evaluation of the breakthrough curve of CO2 originated from the pyrolysis of sewage sludge. The sewage sludge and the adsorbent were characterized by analysis TG / DTA, SEM, XRF and BET. Adsorption studies were carried out under the following operating conditions: temperature 40 °C (for the pyrolysis of the sludge T = 600 °C), pressures of 0.55 to 5.05 bar (batch process), flow rate of the gaseous mixture between 50 - 72 ml/min and the adsorbent masses of 10, 15 and 20 g (fixed bed process). The time for the adsorption batch was 7 h and on the fixed bed was around 180 min. The results of this study showed that in batch adsorption process step with zeolite 13X is efficient and the mass of adsorbed CO2 increases with the increases pressure, decreases with temperature increases and rises due the increase of activation temperature adsorbent. In the batch process were evaluated the breakthrough curves, which were compared with adsorption isotherms represented by the models of Langmuir, Freündlich and Toth. All models well adjusted to the experimental points, but the Langmuir model was chosen in view of its use in the dynamic model does not have implications for adsorption (indeterminacy and larger number of parameters such as occurred with others) in solving the equation. In the fixed bed dynamic study with the synthetic gas mixture, 20 g of mass adsorbent showed the maximum adsorption percentage 46.7% at 40 °C temperature and 50 mL/min of flow rate. The model was satisfactorily fitted to the three breakthrough curves and the parameters were: axial dispersion coefficient (0.0165 dm2/min), effective diffusivity inside the particle (dm2/min 0.0884) and external transfer coefficient mass (0.45 dm/min). The breakthrough curve for CO2 in the process of pyrolysis of the sludge showed a fast saturation with traces of aerosols presents in the gas phase into the fixed bed under the reaction process

Modelagem e simulação da solubilização da parafina em tubos circulares e em regime laminar

O óleo produzido nos novos campos de petróleo está cada vez mais parafínico e viscoso, com isso, à medida que o óleo é escoado, parafinas são depositadas sobre as paredes internas do tubo, e ao longo do tempo, tendem a reduzir drasticamente a área transversal ao escoamento. Visando estudar o processo de solubilização da parafina em dutos, esse trabalho objetiva desenvolver modelos matemáticos que represente o processo, com base nos fenômenos envolvidos no mesmo tais como transferência de massa, transferência de energia e equilíbrio sólido-líquido, implementando-os em um ambiente de desenvolvimento VBA (Visual Basic) for Excel ®. O presente trabalho foi realizado em quatro etapas: i) modelagem dos fenômenos de transferência de calor e massa, ii) modelagem da rotina dos coeficientes de atividade através do modelo UNIFAC e modelagem do sistema de equilíbrio sólido-líquido; iii) modelagem matemática do processo de solubilização e cálculo da espessura da parafina ao longo do tempo; iv) implementação dos modelos em um ambiente de desenvolvimento VBA for Excel® e criação de um simulador com uma interface gráfica, para simular o processo de solubilização da parafina depositada em dutos e sua otimização. O simulador conseguiu produzir soluções bastante adequadas, mantendo continuidade das equações diferenciáveis do balanço de energia e de massa, com uma interpretação física viável, sem a presença de dissipação de oscilações nos perfis de temperatura e massa. Além disso, esse simulador visa permitir a simulação nas diversas condições de escoamento, bem como compreender a importância das variáveis (vazão, temperatura de entrada, temperatura externa, cadeia carbônica do solvente). Através dos resultados foram possíveis verificar os perfis de temperatura, fração molar e o de solubilização

Estudo de uma coluna de absorção recheada para desidratação do gás natural utilizando microemulsão como absorvente

During natural gas processing, water removal is considered as a fundamental step in that combination of hydrocarbons and water favors the formation of hydrates. The gas produced in the Potiguar Basin (Brazil) presents high water content (approximately 15000 ppm) and its dehydration is achieved via absorption and adsorption operations. This process is carried out at the Gas Treatment Unit (GTU) in Guamaré (GMR), in the State of Rio Grande do Norte. However, it is a costly process, which does not provide satisfactory results when water contents as low as 0.5 ppm are required as the exit of the GTU. In view of this, microemulsions research is regarded as an alternative to natural gas dehydration activities. Microemulsions can be used as desiccant fluids because of their unique proprieties, namely solubilization enhancement, reduction in interfacial tensions and large interfacial area between continuous and dispersed phases. These are actually important parameters to ensure the efficiency of an absorption column. In this work, the formulation of the desiccant fluid was determined via phases diagram construction, employing there nonionic surfactants (RDG 60, UNTL L60 and AMD 60) and a nonpolar fluid provided by Petrobras GMR (Brazil) typically comprising low-molecular weight liquid hydrocarbons ( a solvent commonly know as aguarrás ). From the array of phases diagrams built, four representative formulations have been selected for providing better results: 30% RDG 60-70% aguarrás; 15% RDG 60-15% AMD 60-70% aguarrás, 30% UNTL L60-70% aguarrás, 15% UNTL L60-15% AMD 60-70% aguarrás. Since commercial natural gas is already processed, and therefore dehydrated, it was necessary to moister some sample prior to all assays. It was then allowed to cool down to 13ºC and interacted with wet 8-12 mesh 4A molecular sieve, thus enabling the generation of gas samples with water content (approximately 15000 ppm). The determination of the equilibrium curves was performed based on the dynamic method, which stagnated liquid phase and gas phase at a flow rate of 200 mL min-1. The hydrodynamic study was done with the aim of established the pressure drop and dynamic liquid hold-up. This investigation allowed are to set the working flow rates at 840 mL min-1 for the gas phase and 600 mLmin-1 for the liquid phase. The mass transfer study indicated that the system formed by UNTL L60- turpentine-natural gas the highest value of NUT

Avaliação e modelagem da absorção de H2S do gás natural em coluna de leito estagnado

Natural gas, although basically composed by light hydrocarbons, also presents contaminant gases in its composition, such as CO2 (carbon dioxide) and H2S (hydrogen sulfide). The H2S, which commonly occurs in oil and gas exploration and production activities, causes damages in oil and natural gas pipelines. Consequently, the removal of hydrogen sulfide gas will result in an important reduction in operating costs. Also, it is essential to consider the better quality of the oil to be processed in the refinery, thus resulting in benefits in economic, environmental and social areas. All this facts demonstrate the need for the development and improvement in hydrogen sulfide scavengers. Currently, the oil industry uses several processes for hydrogen sulfide removal from natural gas. However, these processes produce amine derivatives which can cause damage in distillation towers, can cause clogging of pipelines by formation of insoluble precipitates, and also produce residues with great environmental impact. Therefore, it is of great importance the obtaining of a stable system, in inorganic or organic reaction media, able to remove hydrogen sulfide without formation of by-products that can affect the quality and cost of natural gas processing, transport, and distribution steps. Seeking the study, evaluation and modeling of mass transfer and kinetics of hydrogen removal, in this study it was used an absorption column packed with Raschig rings, where the natural gas, with H2S as contaminant, passed through an aqueous solution of inorganic compounds as stagnant liquid, being this contaminant gas absorbed by the liquid phase. This absorption column was coupled with a H2S detection system, with interface with a computer. The data and the model equations were solved by the least squares method, modified by Levemberg-Marquardt. In this study, in addition to the water, it were used the following solutions: sodium hydroxide, potassium permanganate, ferric chloride, copper sulfate, zinc chloride, potassium chromate, and manganese sulfate, all at low concentrations (»10 ppm). These solutions were used looking for the evaluation of the interference between absorption physical and chemical parameters, or even to get a better mass transfer coefficient, as in mixing reactors and absorption columns operating in counterflow. In this context, the evaluation of H2S removal arises as a valuable procedure for the treatment of natural gas and destination of process by-products. The study of the obtained absorption curves makes possible to determine the mass transfer predominant stage in the involved processes, the mass transfer volumetric coefficients, and the equilibrium concentrations. It was also performed a kinetic study. The obtained results showed that the H2S removal kinetics is greater for NaOH. Considering that the study was performed at low concentrations of chemical reagents, it was possible to check the effect of secondary reactions in the other chemicals, especially in the case of KMnO4, which shows that your by-product, MnO2, acts in H2S absorption process. In addition, CuSO4 and FeCl3 also demonstrated to have good efficiency in H2S removal

Influência de pré-influência de pré-tratamentos sobre a desidratação osmótica de carambolas

A desidratação osmótica (DO) de fatias de carambola (Averrhoa carambola L.) em solução de sacarose foi estudada, com o objetivo de otimizar o processo. Num primeiro conjunto de experimentos, aplicou-se revestimento de coberturas comestíveis (pectina ou pectina+amido) sobre as fatias, seguido de do em solução aquosa de sacarose (50%, p/p, 27°C). Num segundo conjunto, foi realizada secagem parcial da cobertura, em estufa, antes da DO. Num terceiro conjunto de experimentos testou-se a adição de CaCl2 na solução osmótica. A aplicação dos revestimentos antes da do não melhorou a eficiência (máxima perda água/ganho soluto) devido à grande retenção de umidade e à fácil impregnação de sacarose nos mesmos, enquanto que o tecido vegetal sem revestimento restringiu mais o ganho de soluto e propiciou maior saída de água. A utilização de CaCl2 a 0,04M, na própria solução osmótica de sacarose, melhorou ligeiramente a eficiência do processo, em relação à solução sem o sal. A do em solução de sacarose, sem e com a adição de CaCl2, geraram resultados positivos na qualidade sensorial da carambola em fatias, desidratadas em secador (60 e 70°C), em comparação com a fruta não tratada, sendo que a melhor temperatura de secagem foi 60°C.

Salting kinetics and salt diffusivities in farmed Pantanal caiman muscle

A criação de jacaré do Pantanal (Caiman crocodilus yacare) em cativeiro tem sido estimulada, e entre as técnicas de processamento de sua carne, a salga é um processo de conservação relativamente simples e de baixo custo. O objetivo deste trabalho foi estudar a cinética de difusão de cloreto de sódio em carne de jacaré do Pantanal criado em cativeiro, durante a salga úmida. Foram utilizados volumes limitados de salmoura e os experimentos foram realizados com relações salmoura/músculo de 3, 4 e 5, com concentrações de salmoura de 15%, 20% e 25% em peso e temperaturas de 10, 15 e 20ºC. A solução analítica da segunda lei de Fick, considerando difusão unidimensional em uma placa infinita em contato com uma solução bem agitada de volume limitado, foi utilizada para calcular os coeficientes de difusão efetivos de sal e estimar o conteúdo de cloreto de sódio nos filés. Obteve-se boa concordância entre o modelo analítico considerado e os dados experimentais. As difusividades do sal nos filés ocorreram na faixa de 0,47x10-10 a 9,62x10-10 m²/s.

Estimativa da composição gasosa em embalagem de atmosfera modificada contendo mangas (mangifera indica l.) Cv. Keitt

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influência de fontes de N na produção de ácido clavulânico por Streptomyces clavuligerus

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Preparação de aluminas porosas hierarquicamente estruturadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de Saccharomyces cerevisiae imobilizada em bagaço de cana de açúcar para a biossorção e biodegradação do corante acid black 48

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da influência da natureza da matriz sólida sobre a extração supercrítica de óleos vegetais

A extração de substâncias de substratos sólidos tanto a baixas como a altas pressões envolve pelo menos duas fases, uma sólida e outra fluida. O conteúdo de soluto em cada fase é expresso em termos do volume da fase e/ou do volume do solvente. Então para modelar a transferência de massa interfacial, é necessário um coeficiente de partição. Em geral a forma mais simples para tratar o problema é modelar as fases separadamente. O mecanismo de transferência de massa predominante pode variar de sistema para sistema. Para alguns substratos a maior resistência pode estar na fase sólida e para outros ela está na fase fluida. Como na interface as concentrações referentes a cada fase são representadas por grandezas diferentes, as fases têm de ser modeladas separadamente. No entanto, dependendo do sistema, pode haver um mecanismo de transferência predominando sobre o outro e, muitos efeitos podem ser desprezados para a simplificação do modelo. A utilização de modelos matemáticos mais simples requer uma combinação das variáveis na definição de parâmetros mais abrangentes que possam representar o fenômeno. Neste trabalho as curvas de extração foram ajustadas a um modelo que descreve a transferência de massa interfacial como uma cinética de primeira ordem, tendo a constante da velocidade de extração único parâmetro de ajuste. Propõe-se que este parâmetro de ajuste depende da solubilidade do soluto no solvente supercrítico e das características do substrato solido. Para isto foram feitos experimentos de extração com babaçu, açaí em pó e polpa de pupunha, usando dióxido de carbono supercrítico nas condições de 20, 25 e 30 MPa a uma temperatura de 50 ºC. Os resultados mostraram que os dados experimentais se ajustam bem a um modelo com uma constante característica de cada material, com valores 4,1983 x 10-5 m/kg∙s para o babaçu, 4,2258 x 10-5 m/kg∙s para a pupunha e 3,9115 x 10-5 m/kg∙s para o açaí em pó.

Otimização da desidratação osmótica de filés de mapará (Hypophthalmus edentatus) através da metodologia de superfície de resposta

A desidratação osmótica de filés de mapará tem sido utilizada como pré-tratamento antes da secagem e refrigeração de alimentos como um meio de reduzir a umidade dos produtos. O objetivo do trabalho foi otimizar a transferência de massa ocorrida durante a desidratação osmótica de mapará através da metodologia de superfície de resposta. A desidratação osmótica foi realizada de acordo com um planejamento fatorial completo 2³, com oito pontos fatoriais, três centrais e seis axiais, totalizando 17 ensaios, em que o valor das variáveis dependentes, a perda de peso (PP), a perda de água (PA), o ganho de sólidos (GS), GS/PA e ácido tiobarbitúrico (TBA), são funções das variáveis independentes, temperatura, concentração de NaCl e tempo de imersão. A análise estatística aplicada aos dados experimentais foi realizada através do erro puro e pelo SS residual. Aplicando a metodologia de superfície de resposta, a condição ótima de convergência de menor perda de peso, maior perda de água e menor ganho de sal correspondeu a uma concentração de cloreto de sódio de 22%, temperatura de 46 °C e tempo de 7 horas.

Avaliação da dinâmica temporal da evaporação no reservatório de Itumbiara, GO, utilizando dados obtidos por sensoriamento remoto

The object of this work was to study the dynamics of evaporation in the Itumbiara reservoir, located in Central Brazil, using MODIS-derived water surface temperature (product MOD11A1) and meteorological data acquired over the water surface. The evaporation rates were derived from latent heat flux, estimated through a mass transfer model. The estimates were carried out for the period between 1/1/2010 and 31/12/2010. The results showed that evaporation rate tends to increase from January to September and then decrease from September to December. The evaporation rate reached values near 20 mm day-1 in Itumbiara reservoir during the dry season in 2010. The mean evaporation rate for the wet season was 3.66 mm day-1 and 8.25 mm day-1 for the dry season. The total water volume evaporated from Itumbiara reservoir during 2010 was estimated at about 1.7 billion m³ (2,300 mm) which represents 10% of total reservoir volume. The results suggest that advection is the main transport mechanism which drives the evaporation in Itumbiara. The convective processes contribute secondarily to evaporation in Itumbiara reservoir.

Modelo distribuído aplicado à análise de evaporadores do tipo tubo aletado

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS