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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

Dissertação de Mestrado
PRH-ANP/MME/MCT - 14

Beneficiamento da Fração C5+ do Pólo de
Guamaré A partir de reações de Craqueamento
Catalítico Sobre Zeólitas Ácidas

M arcelo
Marcelo José Barros de Souza
O rientador: D r.
Orientador: Dr.Antonio Souza de Araujo

NATAL – RN

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Beneficiamento da Fração C5+ do Pólo de Guamaré
à Partir de Reações de Craqueamento Catalítico
Sobre Zeólitas Ácidas

Marcelo José Barros de Souza

Natal - RN
Agosto -2001

SOUZA, Marcelo José Barros de – Beneficiamento da fração C5+ do pólo de guamaré a partir
de reações de craqueamento catalítico sobre zeólitas ácidas
Dissertação de Mestrado, UFRN, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Área
de Concentração: Reatores e Catálise e Refino de Petróleo. Natal/RN Brasil.
Orientador: Prof. Dr. Antonio Souza de Araujo

RESUMO
Neste trabalho foicoletado e caracterizado o C5+ do Pólo de Guamaré/RN. A
caracterização foi feita pelas seguintes técnicas: levantamento da curva de destilação, índices
de octanagem, densidade, teor de enxofre e cromatografia gasosa seguindo normas previstas
pela ASTM para análise de combustíveis. O beneficiamento desta fração de petróleo foi feito
por meio de reações de craqueamento catalítico, utilizando-sezeólitas ácidas (HZSM-5 e
HY). A zeólita NaZSM-5 foi obtida por cristalização hidrotérmica, sendo submetida a
filtragem, lavagem e calcinação. A forma NH4ZSM-5 foi obtida por meio de troca iônica
deste material com solução de cloreto de amônio, para então ser filtrada, lavada e finalmente
calcinada para a obtenção da forma HZSM-5. A zeólita NaY foi obtida da Union Carbide e foi
submetida tambéma troca iônica com solução de cloreto de amônio, seguido de lavagem,
filtragem e calcinação até obter a forma HY. Os materiais obtidos foram caracterizados por
diversas técnicas físico-químicas de análise, tais como: difração de raios-X, espectroscopia na
região do infravermelho, composição química via espectrofotometria de absorção atômica e
acidez via TG/DTG.
Após a síntese ecaracterização, os catalisadores foram empregados para fazer o
beneficiamento catalítico do C5+ de Guamaré por meio de reações de craqueamento
catalítico. Os testes catalíticos foram realizados a baixa pressão em um microrreator catalítico
de leito fixo com fluxo contínuo. O reatou operou numa faixa de temperatura de 300 a 450 oC
e razão W/F de 5 a 16 g.h/mol. Foi utilizada uma massa de 400 mg de catalisadore razão
hidrocarboneto/inerte de 1,5. Os produtos obtidos foram analisados por cromatografia gasosa
em um CG-MS, o qual revelou a formação de C2 (etano e eteno), C3 (propano e propeno) e
C4 (butano e isobutano). Dos resultados obtidos foi feita uma modelagem a partir da
metodologia de superfícies de resposta e determinação dos parâmetros cinéticos como energia
de ativação aparente e fatorpré-exponencial de freqüência.
PALAVRAS CHAVES:
Síntese hidrotérmica; zeólitas; craqueamento catalítico; GLP; modelagem.

Beneficiamento da fração C5+ do pólo de guamaré a partir de reações de craqueamento catalítico sobre zeólitas ácidas

ABSTRACT
In this work was collected and characterized the C5+ fraction from Polo of
Guamaré/RN. The characterization was accomplished by the followingtechniques:
distillation, octane index, density, sulfur content and gaseous chromatography using ASTM
norms for fuel analysis. The improvement of this oil fraction by catalytic cracking reactions
was studied using acid zeolites (HZSM-5 and HY). The NaZSM-5 zeolite was obtained by
hydrothermal crystallization with subsequent the filtering, washing and calcination. The acid
form of this...
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