Dissertação de Mestrado #650 – Daniel Batista de Jesus – 26/01/2021
Desativação cíclica de catalisadores FCC por ferro via método CD-ALFA - Determinação das fases de ferro contaminante
Autor: Daniel Batista de Jesus
Banca Examinadora
Prof. Klaus Krambrock (Orientador)
DF/UFMG
Prof. Roberto Magalhães Paniago
DF/UFMG
Prof. Herman Sander Mansur
Escola de Engenharia/UFMG
Orientação
Prof. Klaus Krambrock (Orientador)
DF/UFMG
Resumo do Trabalho
O craqueamento catalítico do petróleo é importante no processamento industrial de frações pesadas do óleo cru. Como resultado da presença de espécies contaminantes no petróleo, o catalisador apresenta danos irreversíveis após ciclos de catalise e regeneração, com perda da sua atividade e seletividade, assim sendo necessária a reposição de seu inventário em ciclos aumentado o custo do processo. Métodos de mimetização da desativação real são aplicados com o intuito de entender-se a dinâmica de contaminação durante a catálise. Um dos métodos utilizados para simular em escala laboratorial a desativação por metais é o processo CD-ALFA (Cyclic Deactivation – Accessibility Loss by Fe Addition), onde sais organometálicos são adicionados ao óleo cru e o sistema passa por ciclos de catálise e regeneração. O catalisador tratado via método CD-ALFA possui diferenças em relação ao catalisador real, que torna o processo de desativação artificial ineficiente na completa mimetização das condições experimentadas pelo catalisador na refinaria. Sabe-se que, a perda de atividade do catalisador de equilíbrio contaminado por ferro é acompanhada de uma característica formação particulada de óxidos de ferro e mudança estrutural de sua superfície.
Neste trabalho, os catalisadores desativados por ferro pelo método CD-ALFA foram analisados por fluorescência de raios X (XRF), ressonância paramagnética eletrônica (EPR), Espectroscopia Mössbauer (EM), além de análise magnética para a identificação das fases do ferro adicionado aos catalisadores.
Os resultados obtidos mostram que o método CD-ALFA foi bem sucedido na simulação de perda de área superficial do catalisador com a formação de maghemita superparamagnética. Tratamentos térmicos em atmosferas oxidantes/redutoras levam à transformação das fases do ferro. O ferro no catalisador CD-ALFA apresenta fases semelhantes as formadas no processo real quando for feito em regime de combustão parcial mostrando que o ambiente em refinaria é predominantemente redutor e o processo de regeneração é determinante para o crescimento da fase ferrimagnética da maghemita observada nos catalisadores tratados por método CD-ALFA.
Neste trabalho, os catalisadores desativados por ferro pelo método CD-ALFA foram analisados por fluorescência de raios X (XRF), ressonância paramagnética eletrônica (EPR), Espectroscopia Mössbauer (EM), além de análise magnética para a identificação das fases do ferro adicionado aos catalisadores.
Os resultados obtidos mostram que o método CD-ALFA foi bem sucedido na simulação de perda de área superficial do catalisador com a formação de maghemita superparamagnética. Tratamentos térmicos em atmosferas oxidantes/redutoras levam à transformação das fases do ferro. O ferro no catalisador CD-ALFA apresenta fases semelhantes as formadas no processo real quando for feito em regime de combustão parcial mostrando que o ambiente em refinaria é predominantemente redutor e o processo de regeneração é determinante para o crescimento da fase ferrimagnética da maghemita observada nos catalisadores tratados por método CD-ALFA.