Engenharia Química

URI Permanente desta comunidade

https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/25

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 312

2-[(4-Chlorophenyl)selanyl]-3,4-dihydro-2H-benzo[h]chromene-5,6-dione: Crystal structure and Hirshfeld analysis
(2017) Zukerman-Schpector J.; Prado K.E.; Name L.L.; Cella R.; Jotani M.M.; Tiekink E.R.T.
© 2017.The title organoselenium compound, C19H13ClO3Se {systematic name: 2-[(4-chlorophenyl)selanyl]-2H,3H,4H,5H,6H-naphtho[1,2-b]pyran-5,6-dione}, has the substituted 2-pyranyl ring in a half-chair conformation with the methylene-C atom bound to the methine-C atom being the flap atom. The dihedral angle between the two aromatic regions of the molecule is 9.96 (9)° and indicates a step-like conformation. An intramolecular Se⋯O interaction of 2.8122 (13) Å is noted. In the crystal, φ-φ contacts between naphthyl rings [inter-centroid distance = 3.7213 (12) Å] and between naphthyl and chlorobenzene rings [inter-centroid distance = 3.7715 (13) Å], along with C-Cl⋯φ(chlorobenzene) contacts, lead to supramolecular layers parallel to the ab plane, which are connected into a three-dimensional architecture via methylene-C-H⋯O(carbonyl) interactions. The contributions of these and other weak contacts to the Hirshfeld surface is described.
435598 The use of dimethyl carbonate for etherification
(2015-11-08) Rodrigo Cella; TABU, A. S. T. Z.
A concise and systematic study of the hydrothermal synthesis of Si-MCM-48: Structural aspects and mechanical stability
(2021-02-05) MARTINS, E. G.; BESSA, B. G.; SILVA, S. C.; GOMES, E. L; Rodrigo Condotta
© 2021 Elsevier Inc.The structural collapse of mesoporous molecular sieve Si-MCM-48 by mechanical compression was investigated. Samples were synthesized by modifying temperature and time of a hydrothermal synthesis, according to a 32 experiment design. In this way, flexibility of the synthesis method was evaluated. Structural and textural characteristics were investigated using X-ray diffraction, nitrogen physisorption, and scanning and transmission electronic microscopies. As a consequence of the increase in applied pressure, different behavior was observed in the average wall thickness of samples related to the porous organization of the solid. The collapse of interparticular macropores caused a greater increase in thickness at low compression pressures, while the intraparticular mesopores, supported by the silica walls, supported greater compression. The macropores collapsed by mechanical compression at pressures as low as 60 MPa, while mesoporous ones exhibited reasonable resistance up to 200 MPa. Samples synthesized with high temperatures and long reaction times presented better mechanical resistance due to the favorable kinetics of silica condensation on the walls and, thus, are more interesting for applications in catalysis or adsorption.
A new framework to quantify thewetting behaviour of carbonate rock surfaces based on the relationship between zeta potential and contact angle
(2020-01-05) GOMARI, S. R.; AMROUCHE, F.; Ronaldo Santos; GREENWELL, H. C.; CUBILLAS, P.
© 2020 by the authors.This study introduces a new framework to quantify the wettability of powdered carbonate rock from existing correlations between zeta potential and contact angle. The new framework has the potential to be faster and cheaper than conventional approaches and could increase confidence in surface wetting quantification, since the results are insensitive to the inherent heterogeneity of rock surfaces. The obtained results from experiments were used to develop a set of equations for determining the carbonate rock contact angle from streaming potential data. The equations were validated for the evaluation of changes in the wettability of carbonate rock using different stearic acid oily solutions. The contact angles calculated from the proposed equations were then compared with measured values on the calcite surface. The results show that the proposed framework was able to quantify the wettability of carbonate rock with an acceptable range of error of about 4%-14%.
A proposed predictive methodology for the evaluation of caking effect on different types of commercial sugars Proposição de uma metodologia preditiva para avaliação do efeito caking em diferentes tipos de açúcares comerciais
(2020-03-23) Rodrigo Condotta; SILVA, P. M. DA
© 2020 Instituto de Tecnologia de Alimentos - ITAL. All rights reserved.This paper presents preliminary results of an alternative experimental methodology under development to predict the caking effect often observed in bulk solids after time storage. This methodology is based on 1) the principle that the particle is sheared after the shear stress overcome a maximum value; 2) the maximum shear stress depends on the particles physical properties and their chemical nature; 3) Prorating is a well-known and often used empirical procedure to minimize the scatter at shear tests; and 4) that the static friction coefficient depends on particle-particle contact time and could be described by the phenomenological state-and-rate model formulated by Dieterich, Rice, and Ruina. The proposed methodology aims to evaluate the increasing of the static coefficient of friction with rest time, through “stop-and-go” shear experiments and according to Dieterich, Rice and Ruina model. Finally, the increase in shear stress with time is used to extrapolate the instantaneous yield locus into a predicted time yield locus, using the prorating technique We tested four types of commercial sugar and the results of time yield locus, obtained from experiments, have seemed similar to those predicted using the proposed methodology. We obtained satisfactory results for the short rest times tested in this preliminary study, which could be extended to long periods.
Acoplamento da desoxigenação de óleos vegetais com a reforma de glicerol em reator multifuncional
(2023) Conca, Lucas Rodrigues
Um dos equipamentos estudados na intensificação de processos é o reator multifuncional. Nele, é possível acoplar em um único equipamento uma reação exotérmica, que cede calor, e uma endotérmica, reação que recebe energia, reduzindo ou eventualmente dispensando a necessidade de utilidades. Neste trabalho foram estudadas as reações de desoxigenação de óleos vegetais, de caráter exotérmico, e a reforma do glicerol em fase aquosa, de caráter endotérmico. Ambas as reações individualmente são capazes de produzir combustíveis renováveis, que devem ocupar cada vez mais espaço na matriz energética brasileira e mundial. No caso da desoxigenação, a produção de um biodiesel de alta qualidade pode permitir um aumento da sua composição no diesel comercializado. Já a reação de reforma do glicerol permite a produção do hidrogênio, que pode ser consumido como combustível diretamente em células a combustível e também ser usado como matéria prima na reação de desoxigenação, além de utilizar o glicerol, que é um subproduto excedente no mercado nacional e internacional. O estudo foi realizado por meio da simulação do reator multifuncional, considerando os balanços materiais e de energia. A cinética de cada um dos meios reacionais foi tomada da literatura. As equações diferenciais ordinárias resultantes dos balanços foram resolvidas com o software Matlab. Foram simuladas diferentes condições operacionais, considerando um reator duplo tubo em escoamento cocorrente. Fez-se também uma análise para a compatibilização dos dois meios reacionais e, definindo-se uma função objetivo de natureza econômica, foi realizada a otimização das condições de projeto e de operação. A partir desta análise, foi possível obter altas conversões tanto no meio endotérmico quanto no exotérmico, acima de 95%. Os resultados da otimização demostraram que existe a possibilidade de se aumentar em mais de 2,7 vezes o lucro potencial da operação
Acoplamento das reações de Fischer-Tropsch e, reator mutifuncional
(2016) Santos, Rafael Soares dos
Os reatores multifuncionais são equipamentos que promovem o acoplamento térmico de uma reação exotérmica e uma reação endotérmica, fazendo com que a primeira forneça a energia necessária para a segunda ocorrer, simultaneamente ou em etapas. Essa combinação de duas operações unitárias vai de encontro ao conceito de integração de processos, com objetivo de reduzir o consumo de energia e consequentemente o custo operacional de processos industriais. Neste trabalho estudou-se as reações da síntese de Fischer-Tropsch acoplada termicamente com a desidrogenação de metilciclohexano, em um reator multifuncional, com intuito da integração da produção de combustíveis como gasolina e hidrogênio. Foi feita a modelagem matemática do reator, escrevendo-se as equações de balanço material para cada componente dos dois sistemas reacionais, bem como as equações de conservação de energia para as reações exotérmica e endotérmica. A modelagem foi feita em regime permanente, por meio de equações diferenciais ordinárias, e o sistema de equações obtido foi resolvido em MATLAB; o modelo cinético dessas reações foi levantado em literatura. Foram simuladas diferentes condições operacionais para a operação do reator em escoamento paralelo, com uma geometria definida, visando a otimização da produção de gasolina. Nas melhores condições, o rendimento da produção de gasolina atinge 10,69 g/100g(H2+CO).
Acoplamento térmico das reações de desidratação do etanol e hidrodealquilação do tolueno em reator multifuncional
(2019) Santos, F. A. R.
Estudos sobre intensificação de processos, que visam transformar a estrutura das plantas químicas, tornando-as mais compactas, seguras, de maior eficiência energética e menor impacto ambiental, aumentam cada vez mais. Uma das propostas é a utilização de reatores multifuncionais, possibilitando realizar um acoplamento térmico, em que a energia necessária para a condução de uma reação endotérmica é obtida pela energia liberada em uma reação exotérmica, dispensando ou reduzindo o uso de utilidade. Neste trabalho, foi estudada a reação de desidratação do etanol acoplada termicamente com a hidrodealquilação do tolueno. Essa escolha se deveu à importância de etileno e benzeno, produtos dessas reações, na indústria petroquímica. Foi feita a modelagem matemática do reator, escrevendo-se o balanço material, de energia e a perda de carga no equipamento, admitindo-se um meio pseudo-homogêneo. As leis cinéticas foram tomadas da literatura e as análises feitas em regime permanente e transiente. A solução deste sistema foi realizada pelo software MATLab, por solução direta de EDO’s no estudo de regime permanente, em um problema de valor inicial para o escoamento paralelo, e por diferenças finitas para o estudo de escoamento contracorrente e em regime transiente. Com uma geometria definida, estudou-se um caso base e posteriormente avaliou-se a influência de alguns parâmetros de processo na conversão das reações, visando a otimização da produção de ambos produtos. Mostrou-se que o acoplamento sugerido é factível, com perfis controlados de temperatura no reator e baixa perda de carga, atingindo conversões superiores a 80% para as duas reações. A melhor condição obtida no escoamento paralelo foi simulada em escoamento contracorrente e foi possível aumentar a conversão do tolueno para 99%. O estudo em regime transiente apresentou o efeito de perturbações nas temperaturas e vazões de entrada, obtendo-se dinâmicas bastante rápidas, da ordem de décimos de segundo, nas variáveis de saída do problema
Alkyd resin synthesis by enzymatic alcoholysis
(2019) de Carvalho R.K.C.; Ortega F.S.; Morandim-Giannetti A.A.
© 2019, Iran Polymer and Petrochemical Institute.The synthesis of an alkyd resin through an enzymatic alcoholysis provided by Novozym 435 was analyzed in this study. The alcoholyses were performed in different enzyme concentrations (2.63, 4.00, 6.00, 8.00, and 9.36%, based on oil’s mass), oil/glycerin ratios (1.68, 2.50, 3.50, 4.50, and 5.18 oil mol/glycerin mol), at temperatures (33.18, 40.00, 50.00, 60.00, and 66.82 °C) to determine the best reaction conditions for obtaining the highest percentage of monoacylglycerides and diacylglycerides [glycerin/vegetal oil ratio of 1:3.5 (mol/mol), at temperature of 56.73 °C, and 9.36% enzyme concentration based on oil’s mass (w/w)]. It was verified that 2 h was the ideal reaction time. Under the best alcoholysis condition, the alkyd resin was produced using phthalic anhydride and the product presented similar characteristics as the current resin produced by a chemical catalyst in the industrial process (final viscosity = Y2, solid content = 44.00%, and IA ≤ 12). 1H NMR and FTIR analyses confirmed the formation of an alkyd resin as they showed the presence of characteristic signals of the final product. The re-usability of the enzyme was investigated, and significant results were observed in the reaction after five cycles (by activity reduction of 6%) showing the viability of applying enzymatic steps in industrial procedures to produce resins in the future, once the application of enzymes also reduced the level of toxicity in the processes.
Alternativas para segurança - implosão de tanques
(2023-12-07) Rocha, Felipe Ferreira Portela; Dias, Guilherme Bucci; Cimidamore, Guilherme Taques; Medeiros, Gustavo Rocha de; Babuska, Juliano Arrais; Kemita, Leriane Reis
Na indústria de alimentos e bebidas, a limpeza adequada de tanques de armazenamento é fundamental para garantir a qualidade dos produtos e segurança de processo. No entanto, condições inadequadas para a limpeza podem ocasionar a implosão de tanques de armazenamentos, acarretando consequências graves, tanto em termos de segurança dos trabalhadores, perda de produto como em danos materiais significativos para a empresa. Diante disso, este estudo teve como objetivo analisar a implosão de um tanque de armazenamento de suco durante uma limpeza de rotina, com foco em identificar as causas do acidente e propor medidas preventivas para incidentes de mesma natureza. Para aprofundamento no caso, utilizaram-se pesquisas amplas sobre tanques de armazenamento, condições ideais de estocagem e causas de implosão, bem como procedimentos de segurança adotados em limpezas de tanques. Para o desenvolvimento do projeto, optou-se por utilizar dados fornecidos pela empresa que sofreu o acidente, no qual, foi desenvolvido o modelo matemático e confrontado com os valores no Aspen Plus, que simulou as condições de pressão e temperatura dentro do tanque, a fim de identificar pontos críticos, limites de operação e integridade com o incidente real. A partir dessas análises, foram averiguadas possíveis causas da implosão e sugeridas medidas preventivas para evitá-las, como o uso de um dispositivo de segurança que introduz nitrogênio inerte em condições de pressões inseguras. Além disso, o dispositivo é acionado com o controle elaborado pelo grupo, pós modelagem do incidente. Logo, espera-se contribuir para a segurança e eficiência das operações de armazenamento e limpeza de tanques na indústria de alimentos e ocorrências da mesma natureza com a integridade da análise da implosão e a proposta desenvolvida no trabalho.
Alternative method for bulk solids time flow function estimation
(2015-11-08) Rodrigo Condotta; DE RYCK, A.
An adaptive fuzzy feedforward-feedback control system applied to a saccharification process
(2018) Fonseca R.R.; Sencio R.R.; Franco I.C.; Da Silva F.V.
© 2018 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston.In industrial bioprocess control, disturbance sources typically influences process variable regulation. These disturbances may reduce a system control performance or even affect the final bioproduct quality. Therefore, feedforward control is desired because it anticipates the effects caused by these disturbances in an attempt to keep the process variable at the setpoint value. However, designing a feedforward control law requires process modeling, which can be a tough task when dealing with bioprocesses that are intrinsically nonlinear and multivariable systems. Thus, an adaptive feedforward control law or other advanced control system is needed for satisfactory disturbance rejection. For this reason, a general fuzzy feedforward control system is proposed in this paper to replace the classical feedforward control, making it easier to implement the feedforward control action by avoiding nonlinear and multivariable process modeling. The adaptive fuzzy feedforward-feedback (A4FB) system was applied to a product concentration control loop in an enzymatic reactor, to reject disturbances caused by variations in the substrate and enzymatic solutions feed concentration. The results showed that the A4FB controller rejected much more disturbance effects than classical feedforward control law, demonstrating its advantage, supported by not only its simple implementation, but also its improved disturbance rejection.
An overview of heavy oil properties and its recovery and transportation methods
(2014-07-01) SANTOS, R. G.; LOH, W.; BANNWART, A. C.; TREVISAN, O. V.
© 2014, Assoc. Brasiliera de Eng. Quimica / Braz. Soc. Chem. Eng. All rights reserved.Unconventional oils - mainly heavy oils, extra heavy oils and bitumens - represent a significant share of the total oil world reserves. Oil companies have expressed interest in unconventional oil as alternative resources for the energy supply. These resources are composed usually of viscous oils and, for this reason, their use requires additional efforts to guarantee the viability of the oil recovery from the reservoir and its subsequent transportation to production wells and to ports and refineries. This review describes the main properties of high-viscosity crude oils, as well as compares traditional and emergent methods for their recovery and transportation. The main characteristics of viscous oils are discussed to highlight the oil properties that affect their flowability in the processes of recovery and pipeline transportation. Chemical composition is the starting point for the oil characterization and it has major impact on other properties, including key properties for their dynamics, such as density and viscosity. Next, enhanced oil recovery (EOR) methods are presented, followed by a discussion about pipeline and transportation methods. In addition, the main challenges to achieve viable recovery and transportation of unconventional oils are compared for the different alternatives proposed. The work is especially focused on the heavy oils, while other hydrocarbon solid sources, such as oil sands and shale oil, are outside of the scope of this review.
Análise da atividade de carbono na reforma do etanol
(2023) Moraes, Jéssica Pagliuca de
Uma das formas mais promissoras de produção de hidrogênio com matérias primas renováveis é o processo de reforma do etanol, que acontece quanto etanol e água passam por um reator na presença de um catalisador metálico. Entretanto, nesse processo pode ocorrer formação de carbono, que envenena o catalisador, comprometendo assim, a produção de hidrogênio. Por este motivo, o presente trabalho tem como objetivo analisar a atividade de carbono do processo de reforma, como ela afeta a deposição de carbono, quais as condições necessárias para ela ocorrer e quais as condições para evitar a formação de carbono. Para isso, o processo de reforma foi simulado no software ASPEN PLUS V.12 usando a ferramenta reator de Gibbs, que através da minimização da energia livre prevê a composição provável da corrente de saída do reator e consequentemente a possível formação de carbono sólido. Através desses dados foram calculadas as atividades de carbono das três reações principais de formação de carbono em diversas condições. Além disso, foi feita uma comparação desta com a previsão termodinâmica com experimentos publicados por diversos artigos em diversas condições de processo
Análise da cinética da secagem da celulose branqueada extraída quimicamente da madeira do eucalipto
(2017) Schmidt, Alex Karl Oscar
A celulose extraída da madeira é utilizada como a matéria-prima para a produção de diversos produtos. Geralmente, são dois os tipos de árvores utilizados para a extração, as de fibra longa e curta, que propiciam características físicas diferentes ao produto final. O Brasil é o maior produtor de celulose de fibra curta do mundo, sendo assim um setor fundamental para a economia do país. Parte fundamental do processo e da viabilidade econômica da produção de papel e celulose é a operação da secagem onde, depois de extraída, depurada e branqueada, a celulose é concentrada, através da remoção do solvente, até que se atinja uma consistência de aproximadamente 90%. Sendo assim, o objetivo deste trabalho consistiu na investigação da cinética do fenômeno de secagem quando aplicado à celulose de fibra curta extraída da madeira do eucalipto. Para tanto, foram conduzidos ensaios de secagem em estufa à diferentes temperaturas, com o objetivo de verificar a influência destas no tempo e na taxa de secagem, e outros em túnel de vento com o agente secante em condições variadas – velocidade e temperatura, coerente com o realizado no experimento da estufa, com o objetivo de escrutinar a sensibilidade do processo à convecção forçada. Avaliou-se também a influência da espessura da amostra e sua umidade inicial no tempo e taxa do processo. Posteriormente, os dados colhidos foram ajustados aos modelos semi-teóricos e empíricos para a secagem das amostras de celulose, obtendo-se as constantes de cada equação para cada situação. Uma das constantes obtidas, a partir dos modelos semi-teóricos, é a constante de secagem k (s-1), a qual contempla fatores externos ao sólido que influenciam na transferência da úmida do meio sólido para o meio secante. Os coeficientes de difusividade efetiva de umidade foram obtidos a partir da equação teórica, derivada a partir da segunda lei de Fick. Observou-se a variação do coeficiente difusivo em função do tempo de processo de secagem, sendo o seu comportamento também avaliado em função da temperatura e velocidade relativa do ar secante.
Análise da conversão catalítica de fischer-tropsch para produção de combustível sintético a partir do biogás de síntese
(2016) Alencar, André Cardoso
A síntese de Fischer-Tropsch (FT) vem sendo estudada ao longo dos anos por ser uma alternativa para a obtenção de combustível sintético, quando utiliza a biomassa como matéria prima. Fundamentada na catálise metálica, usando principalmente catalisadores de Rutênio (Ru), Cobalto (Co) e Ferro (Fe), FT é uma síntese de alto desempenho, que tem como maior problema atualmente o elevado custo. Esse trabalho apresenta um estudo computacional para descrever a síntese de Fischer-Tropsch conduzida em um reator de leito fixo, utilizando catalisadores de cobalto e de ferro. O estudo investiga a reação de conversão de biomassa em combustível, através da análise da influência dos parâmetros do processo. Foi realizada simulação do processo que utiliza catalisadores em diferentes condições de temperatura (T= 503, 518, 528 e 543K) e pressões (P= 10, 15, 20 e 25 bar). Os modelos de simulação foram construídos no simulador Aspen Plus, a partir da cinética para reações de FT usando Fe e Co disponíveis na literatura. Os resultados mostram que reações catalisadas por Fe apresentam menor conversão e necessitam de vazões baixas para que tenha maior eficiência. Ao contrário do cobalto, catalisador de Fe são mais indicados para reagentes que possuam hidrogênio em pequenas quantidades. O catalisador de cobalto mostrou maior estabilidade em relação a presença de inertes em vazões baixas e maiores conversões com menor quantidade de catalisador utilizado. Ambos catalisadores geram alta quantidade de metano e água como produto da reação. Nota-se que a síntese catalisada de Fischer-Tropsch é uma rota interessante para conversão de biomassa em combustíveis sintéticos, configurando-se como uma rota alternativa para a redução do impacto ambiental causado pelo processo produtivo do petróleo.
Análise da viabilidade técnico-econômica da produção de bio-óleo a partir da pirólise rápida do caroço de açaí (euterpe oleracea)
(2021-06-17) Kanbara, Alice Albanes; Uemoto, Lívia Tiemi Parada; Antunes, Luiz Fernando Antunes; Sanchez, Mateus Brunelli; Choque, Miguel Angel Tito
O estudo visa o desenvolvimento e a avaliação técnico-econômica do processo de produção do bio-óleo a partir da pirólise rápida do caroço de açaí, um material biológico responsável por representar a grande biodiversidade das regiões nortistas do Brasil. Este processo de conversão termoquímica possibilita transformar resíduos agroindustriais em produtos renováveis e com maior valor agregado. O bio-óleo produzido é uma mistura líquida de compostos orgânicos que possui um grande potencial para substituir os produtos derivados de petróleo, como o diesel, além da possibilidade de ser fonte de químicos, dependendo da sua qualidade. Neste trabalho tem-se apresentadas as adoções e metodologias empregadas para analisar tecnicamente a produção do biocombustível, onde foram realizados os cálculos dos balanços de massa e energia do processo e o dimensionamento dos equipamentos, avaliando o layout e a eficiência da planta industrial. Ainda, uma análise econômica foi realizada para estudar o potencial dos custos de conversão de biomassa em bio-óleo, onde foi considerado os custos dos insumos, matérias primas e serviços elétricos, dos equipamentos e da mão de obra necessária, além da viabilidade de comercialização dos produtos da pirólise. A partir dos resultados obtidos, verificou-se que a planta possui uma viabilidade econômica positiva e que depende da sua capacidade de alimentação e processamento do pirolisador. A TIR apresenta características de uma unidade industrial de baixo risco, sendo esta maior que a TMA adotada, o que mostra a boa aplicabilidade do processo. Assim, pode-se afirmar que a planta tem potencial para gerar retorno econômico, se mostrando sustentável ao utilizar resíduos agroindustriais, que em sua maior parte são descartados inadequadamente em lixões ou aterros abertos, e socialmente justa, ao contribuir com uma atividade extrativista de grande relevância para os pequenos e grandes produtores rurais nortistas.
ANÁLISE DE RISCOS DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE FENOL E ACETONA A PARTIR DO BENZENO E PROPENO
(2018) KABBACH, CLARA BOTARELLI; LUIS, DANIELA DENLESCHI; SOALHEIRO, GABRIELA C.; TAVARES, JOSÉ EDUARDO A.; LEGGIERI, TOMÁS FAGUNDES; CONDOTTA, Rodrigo; MARIN, Maristhela Passoni de Araújo
ANÁLISE DE RISCOS E CONSEQUÊNCIAS EM UMA USINA SUCROALCOOLEIRA
(2017) MARIN, Maristhela Passoni de Araújo; DE MELO, GABRIELA MESSIAS; DE PAULO, GUILHERME BARBOSA HENKE; LABATE, LUIZ FERNANDO MACHADO; MIRANDA, THIAGO BACO; SCHINCARIOL, VANESSA
Análise e Otimização das Condições Operacionais de um Reator de Leito Fixo na Síntese de Fischer-Tropsch
(2016) DELBIANCO, J. V. T.; OLIVEIRA, L. F. M.; VILAS BOAS, L.; NOVAZZI, Luis Fernando

Navegar

Navegando Engenharia Química por Título

Resultados por página

Opções de Ordenação