Navegando por Autor "Deus, Marcell Santana de"
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TCC Análise e simulação da produção de biodiesel por esterificação e transesterificação utilizando o dwsim(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-16) Miranda, Luis Felipe Silva de; Deus, Katherine Carrilho de Oliveira; Souza, Domingos Fabiano de Santana; Deus, Marcell Santana deA utilização de softwares na indústria tem se tornado cada vez mais presente, buscando atender as novas demandas de mercado e contribuindo para a melhoria e produtividade dos processos, sendo assim parte da Quarta Revolução Industrial (indústria 4.0). A simulação de processo através desses softwares, pode trazer benefícios para a indústria, já que a sua utilização diminui os riscos e custos para averiguação de um projeto. Seguindo na linha da inovação, o biodiesel, que é um combustível renovável, tem se tornado presente na indústria petroquímica atuando como um complemento para o diesel comum, contribuindo com os objetivos de tornar a indústria mais sustentável. O presente trabalho analisou os resultados obtidos pelo simulador e comparou com os resultados obtidos experimentalmente por Gomes (2018), para a esterificação de ácido oleico em reator de borbulhamento, elaborando um projeto o mais semelhante possível a esse reator através do software DWSIM. O resultado da simulação foi comparado com o do reator de borbulhamento, e mesmo com diferenças estruturais, a simulação atingiu uma conversão de 99,9% a 130 ºC, utilizando uma vazão de 0,117 kg/h de etanol, um resultado acima do que fora analisado no reator de borbulhamento em estudo. Foram feitas análises comparativas dos resultados obtidos usando a esterificação de ácido oleico e a transesterificação com as mesmas condições operacionais, sendo a segunda mais eficiente em termos da produção de biodiesel. Por fim, foi elaborada uma análise de sensibilidade de vazão de ácido oleico e de ácido sulfúrico, atingindo uma vazão de 20 kg/h de ácido oleico e 4 kg/h de ácido sulfúrico, como o melhor resultado em conversão e custo-benefício para o processo.TCC Aplicação de microemulsões com tensoativos etoxilados como inibidor de corrosão em aço carbono(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016) Nascimento, Jonathan Miranda Oliveira do; Wanderley Neto, Alcides de Oliveira; Msc. Katherine Carilho de Oliveira; Wanderley Neto, Alcides de Oliveira; Oliveira, Katherine Carrilho de; Deus, Marcell Santana deA corrosão em dutos e equipamentos em geral na indústria de petróleo, ocasionada devido às condições agressivas dos produtos, é um motivo relevante que impulsiona o estudo dos tensoativos. Essas moléculas são largamente utilizadas como inibidores de corrosão, por formarem uma camada protetora sobre o metal que retardam o processo de deterioração, evitando trocas contínuas de equipamentos, então existe a necessidade de obter novos sistemas que sejam capazes de formar estes filmes protetivos sobre as superfícies do metal, com alta eficiência de cobertura em baixas concentrações. Esse trabalho propõe avaliar a influência da estrutura de tensoativos não-iônicos etoxilados no processo de adsorção sobre a superfície interna de oleodutos no que diz respeito à corrosão. Foram realizadas medidas de tensão superficial e tamanho de partícula para estudo desses tensoativos na região interfacial. Para avaliação da eficiência quanto à inibição à corrosão dos sistemas foi realizada a técnica de voltametria linear utilizando um potenciostato. A análise dos resultados para os sistemas mostra que, as curvas apresentaram valores de potenciais mais negativos ou muito semelhantes quando comparados às curvas dos brancos, ocasionando reações de oxirredução, mostrando que eles não formam uma película protetora eficiente nos sítios.TCC Esterificação em meio continuo pressurizado em reator de leito fixo com presença de inertes(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017-06) Tavares, Joabe Hilário de Oliveira; Souza, Domingos Fabiano de Santana; Jesus, Anderson Alles de; Santiago, Luiz Eduardo Pereira; Deus, Marcell Santana deAs pesquisas referentes à produção de biodiesel vêm se intensificando ao longo dos anos com o intuito de atender as melhores condições do ponto de vista econômico e ambiental A rota química comumente utilizada para a produção de biodiesel é a transesterificação e esterificação catalítica empregando catalisadores homogêneos (ácidos ou básicos) ou heterogêneos. Apesar disso, essa rota apresenta diversas desvantagens com relação aos valores de conversão como também a separação dos produtos obtidos ao fim do processo, além da alta sensibilidade a impurezas que podem estar presentes nos óleos utilizados. Como alternativa, tem se estudado a produção de biodiesel sob condições supercríticas. A principal vantagem a destacar é a dispensabilidade de uso de catalisadores, o que implica na redução dos custos de separação. O presente trabalho apresenta um estudo da reação de esterificação entre o ácido oleico e etanol em condições supercríticas conduzidas em um reator tubular de forma contínua. Avaliou-se os efeitos da temperatura (300, 350 e 400 °C), tempo de residência (3,23 e 6,46 min) e razão molar (ácido oleico:etanol) (1:1, 1:3, 1:6, 1:10, 1:20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:60 e 1:70) na produção de biodiesel a uma condição de pressão de 15 MPa. Nas condições operadas, os efeitos de temperatura e tempo de residência se mostram positivos em todos os casos e se observou um pico de conversão para a razão de 1:6. Também foi feita uma comparação dos valores de conversão obtidos para todas as razões molares a temperatura de 350 °C e pressão de 15MPa, considerando o reator sem e com recheio de inertes (porosidade de 0,38). Nas condições especificadas para temperatura e pressão, tanto com como sem a presença de recheio de inertes, obteve-se valores de conversão superiores a 96%.Dissertação Estudos de sistemas microemulsionados utilizando água produzida na recuperação avançada de petróleo(2015-07-31) Deus, Marcell Santana de; Dantas Neto, Afonso Avelino; Dantas, Tereza Neuma de Castro; ; ; ; Rodrigues, Marcos Allyson Felipe; ; Vale, Tulio Yterbio Fernandes;Os reservatórios de petróleo possuem, na época da sua descoberta, uma energia inicial, chamada de energia primária. Quando a energia natural do reservatório não é mais suficiente para fazer com que o óleo escoe para os poços, ainda há um grande volume de óleo retido no mesmo, portanto, para que esse volume chegue à superfície, é necessária a aplicação de métodos visando aumentar a produtividade do campo. Esses métodos são denominados de Métodos de Recuperação. Existem duas classes de métodos de recuperação: convencionais e especiais ou avançados. A utilização de tensoativos e seus sistemas se enquadram na classe de métodos de recuperação avançada, sendo considerada uma alternativa eficiente dentre os métodos atualmente aplicados. Os processos de produção de petróleo e gás geram grandes volumes de resíduos líquidos, águas residuais ou água produzida, que contêm vários componentes orgânicos e inorgânicos, e a sua descarga sem tratamento pode poluir o solo e as águas da superfície e do subsolo. Este trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade da utilização da água produzida como fase aquosa de sistemas de microemulsão e sua aplicação como método de recuperação avançada em reservatório carbonático. Foram obtidos diferentes sistemas microemulsionados com e sem água produzida e realizadas as suas caracterizações (reologia, tensão superficial e densidade). A rocha carbonática utilizada foi caracterizada por (microscopia eletrônica de varredura, fluorescência de raios-X, difração de raios-X e termogravimetria). Para os ensaios de recuperação foram utilizadas dois pontos de microemulsão (micela direta e bicontínua), variando a fase aquosa entre água produzida sintética e água de torneira. Os resultados obtidos apresentaram recuperações de óleo in place em torno de 90%, concluindo assim que o uso da água produzida como fase aquosa da microemulsão não prejudica a recuperação e não reduz a eficiência do processo.TCC Integração energética do processo de produção de hidrogênio a partir de gás natural(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-06-13) Caldas, Maria Cecilia Bezerra; Oliveira, Katherine Carrilho de; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra; Deus, Marcell Santana deOs processos industriais geralmente envolvem um elevado consumo de energia e se tornam cada vez mais importantes os estudos que visam uma redução nesse consumo. Uma das maneiras de se reduzir esse consumo é a integração energética e o método de Pinch é um dos mais antigos que existem, mas ainda assim um dos mais eficientes. Nesse estudo, foi escolhido o processo de obtenção de hidrogênio a partir de gás natural por apresentar três utilidades para troca de calor que encarecem muito o processo e isso foi primordial para a aplicação da integração energética. Além disso, esse processo apresenta uma grande importância, já que a busca por combustíveis que possam substituir a utilização dos combustíveis fósseis vem sendo cada mais estudada e o gás natural apresenta uma vasta reserva mundial e um grande potencial de aplicação. A utilização de hidrogênio como combustível vêm sido apontada, ao longo das últimas décadas, como uma das possíveis soluções para a escassez de energia e emissão de poluentes na atmosfera. Nesse sentido, o presente trabalho visa analisar a redução dos gastos energéticos de uma planta de produção de hidrogênio a partir de gás natural utilizando a integração energética e uma rápida análise do investimento necessário para a aplicação das mudanças propostas para o processo. Utilizando um dos softwares de simulação de processos mais comuns na Engenharia Química, o ProSim, foi realizada a simulação desse processo em estado estacionário e, em seguida, os dados foram analisados no Simulis Pinch. Após a realização dos cálculos e discussão dos resultados, foi alcançada uma redução no gasto energético de aproximadamente 82% com mudança das três utilidades iniciais por duas outras e três trocadores de calor de integração. Isso trouxe a necessidade de um investimento em torno de $1.207.850,00, porém com retorno financeiro em cerca de um mês de funcionamento da nova planta.TCC Modelagem e análise experimental da transesterificação do óleo de soja através de microondas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-06-03) Silva, Paulo César Messias da; Souza, Domingos Fabiano de Santana; Anderson Alles de Jesus; Souza, Domingos Fabiano de Santana; Jesus, Anderson Alles de; Deus, Marcell Santana deNas últimas décadas, técnicas de produção de biodiesel através da transesterificação de óleos ou gorduras tem se intensificado. Isso se deve ao aumento da procura por fontes de energia mais “limpas” (que poluem menos o meio ambiente), como é o caso do biodiesel. Uma das técnicas muito utilizada é o aquecimento da reação através de micro-ondas. O uso de micro-ondas tem resultado em reações mais rápidas e com conversões maiores de biodiesel. Diante disso, este trabalho realizou experimentos utilizando o óleo de soja como matériaprima para a produção do biodiesel, junto com o etanol e catalisadores homogêneo (KOH – Hidróxido de sódio) e heterogêneo (ZnAl2O4 – Aluminato de zinco) em reator tipo batelada dentro de um micro-ondas comercial. Através dos experimentos, e com ajuda do programa Statistica® e o simulador EMSO®, foi possível montar o modelo cinético do reator em batelada aquecido por micro-ondas e analisar qual o melhor catalisador a ser utilizado, qual o tempo da reação para uma produção satisfatória de biodiesel e qual a razão molar entre etanol e óleo é indicada para se obter biodiesel em menor tempo reacional.Tese Produção de biodiesel em reator de atomização(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-10-27) Deus, Marcell Santana de; Souza, Domingos Fabiano de Santana; Oliveira, Jackson Araújo de; http://lattes.cnpq.br/5058617634570704; https://orcid.org/0000-0002-1594-6814; http://lattes.cnpq.br/7400460833577257; http://lattes.cnpq.br/0836742195451577; Jesus, Anderson Alles de; Padilha, Carlos Eduardo de Araújo; Ruiz, Juan Alberto ChavezO biodiesel é uma alternativa bastante utilizada em substituição parcial ou total dos combustíveis fósseis. Nesse sentido, vários métodos de intensificação vêm sendo estudados com o intuito de consolidar a produção de biodiesel. Os reatores de atomização são amplamente utilizados na indústria e podem intensificar diversos tipos de processos. Além disso, a modificação de reatores batelada para semibatelada por atomização é de fácil execução. Assim, o presente estudo investigou a produção de biodiesel pela esterificação de ácido oleico com etanol e pela transesterificação de óleo de girassol com etanol em um reator não convencional do tipo spray. Foi construído um sistema de atomização para avaliação dos efeitos da vazão de ácido oleico e óleo de girassol, pressão, temperatura e concentração de catalisador. Um modelo matemático foi desenvolvido para descrever a transformação do ácido oleico em éster etílico como função da concentração molar dos componentes e das condições operacionais do reator e do bico atomizador. Foi realizada a estimação dos parâmetros do modelo (energia de ativação, fator pré-exponencial, constantes de equilíbrio e dissolução). Na esterificação, a análise de Pareto mostrou que o aumento da temperatura no reator e da pressão de atomização melhoraram os valores de conversão. Por outro lado, o aumento da vazão de ácido oleico limitou os valores de conversão. Na transesterificação, foi observado que a vazão teve efeito negativo e a pressão efeito positivo na conversão do óleo de girassol. A análise de distribuição de tamanho das gotículas mostrou que o aumento de pressão na câmara de atomização levou a uma redução no tamanho das gotículas, o que explica os efeitos sobre a conversão em éster etílico. As condições reacionais que obtiveram a maior conversão de ácido oleico em éster etílico (86,7%) foram: 70 ◦C, 1,5 bar e 1,3 g/min utilizando 0,6% de catalisador e 2 h de tempo reacional. Na transesterificação, obteve-se conversões de 98,3% com vazão de 3 g/min de óleo de girassol a 50 ◦C, 1,5 bar e 1,0% de catalisador em 1 h. O modelo matemático apresentou bom ajuste aos resultados de experimentos independentes e os parâmetros obtidos pela estimação foram comparáveis àqueles da literatura. Assim, os resultados mostraram que a produção de biodiesel em reator de atomização é uma boa alternativa para intensificação desse processo.