Desenvolvimento de craqueamento térmico de frações pesadas e ultra-pesadas de petróleo utilizando radiação via laser de co2

• Processo: 08/08310-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2009
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2012
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Rubens Maciel Filho
• Beneficiário: Oscar Javier Celis Ariza
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Análise térmica Processos de separação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise Térmica | Craqueamento Térmico | Radiação Laser | Simulação de processo térmico | Processos de separação

Resumo

Este projeto tem como foco principal, estudar e propor um procedimento alternativo de craqueamento térmico de resíduos de petróleos pesados e ultra-pesados, utilizando a radiação do laser (patente requerida pelo Laboratório de Otimização Projeto e Controle Avançado -LOPCA através da Agencia de Inovação da Unicamp-INOVA). Como conseqüência deste procedimento alternativo que não prevê a adição de catalisadores, como meios facilitadores do craqueamento, ter-se-á maior facilidade e economia nas atividades de processamento primário e de refino.A técnica proposta consiste na utilização de sistema laser de CO2 e scanner óptico de varredura para focalização do feixe laser diretamente no resíduo de petróleo com a finalidade de romper os hidrocarbonetos através da energia térmica (aquecimento) gerada pela interação laser/petróleo. Inicialmente, para definir as condições de processo, será necessário conhecer as propriedades dos resíduos de petróleo a serem processados. Especificamente, é necessário conhecer as propriedades ópticas (absorbância e transmitância) e as propriedades físicas e químicas (condutividade térmica (k), profundidade de absorção(´), densidade (Á), peso molecular (PM), capacidade calorífica (Cp) e entalpia (H)) para definir as condições adequadas e otimizadas do laser para se obter o refino desejado do petróleo. Os dados experimentais das propriedades físicas do petróleo serão obtidos através de calorimetria diferencial (DSC) e equipamentos específicos (por exemplo para medidas de viscosidade e peso molecular) e a análise do produtos de craqueamento através do Laser será realizados por cromatografia. Testes iniciais com o laser de CO2 já disponível no laboratório LOPCA, foram realizados com petróleos pesados e resíduos de destilação molecular (resíduos ultra-pesados) e mostraram a viabilidade da alternativa proposta para refino e processamento. Com o conhecimento das propriedades físicas e químicas, será desenvolvido um modelo matemático determinístico do processo, com resolução das equações por, elementos finitos, visando investigar e explorar as possíveis condições de operação do laser, assim como a eficiência no processamento. O modelo matemático desenvolvido com os dados experimentais do craqueamento a Laser possibilitará estimar também as propriedades finais do petróleo (produtos de craqueamento) após o processamento com laser e será também uma ferramenta de estudo para investigação do processo para outros tipos de petróleo.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

CELIS, OSCAR JAVIER; TOVAR, LAURA PLAZAS; JARDINI, ANDRE LUIZ; SIEGEL, CHRISTIANE; MACIEL-FILHO, RUBEN; WOLF-MACIEL, MARIA REGINA; PIERUCCI, S. Computational Approach for Studying the Laser Radiation Thermal Cracking Process of Heavy Petroleum Fraction: Optimization of Laser Operational Conditions. PRES 2011: 14TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON PROCESS INTEGRATION, MODELLING AND OPTIMISATION FOR ENERGY SAVING AND POLLUTION REDUCTION, PTS 1 AND 2, v. 24, p. 2-pg., 2011-01-01. (08/08310-0)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

ARIZA, Oscar Javier Celis. Desenvolvimento do processo de craqueamento térmico de frações pesadas e ultra pesadas de petróleo utilizando radiação laser de CO2. 2012. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química Campinas, SP.