José Marcos Francisco da Silva

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Produções bibliográficas

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• LIBORIO, DENISSON O. ; GONZALEZ, JUAN F. ; ARIAS, SANTIAGO ; MUMBACH, GUILHERME D. ; ALVES, JOSE LUIZ F. ; DA SILVA, JEAN C. G. ; SILVA, JOSE MARCOS F. ; BARBOSA, CELMY M. B. M. ; CARVALHO, FLORIVAL R. ; SOARES, RICARDO R. ; SIMÕES, DIOGO A. ; PACHECO, JOSE GERALDO A. . Pyrolysis of Energy Cane Bagasse: Investigating Kinetics, Thermodynamics, and Effect of Temperature on Volatile Products. Energies , v. 16, p. 5669, 2023.

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• SILVA, J. M. F. ; Sena Jr., F.C. ; Silva, A.M.V. ; STRAGEVITC, L. . XVII Congresso Brasileiro de engenharia química. 2008. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• JOSÉ M.F.SILVA . Destilação binária: aspectos teóricos e práticos. 2008. (Curso de curta duração ministrado/Extensão).

Projetos de pesquisa

• 2024 - Atual

  Catalisadores para pirólise e hidropirólise de resíduos de biomassa para obter biocombustíveis avançados processo n0. APQ-1923- 3.06/24., Descrição: As mudanças climáticas intensas e os 10 últimos anos mais quentes da história moderna mostra a urgente necessidade de zerar as emissões líquidas de carbono de origem fóssil. Para isso buscam-se biocombustíveis avançados são derivados de matérias-primas residuais que não competem com alimento. No Brasil, estima-se geração resíduos de biomassa, 100 mil t/ano de oleosos, 1,4 milhão t/ano casca de côco e 90 milhões t/ano bagaço de cana. No período de 2019-2024 nosso grupo de pesquisa publicou 10 artigos sobre conversão de resíduos de biomassa para produção de biocombustíveis e desenvolveu catalisadores sólidos para biocombustíveis, tendo publicado mais 12 artigos, todos com JCR. Apesar de obter produtos desoxigenados, a pirólise catalítica de biomassa produz bio-óleo com muitos compostos oxigenados. A hidrodesoxigenação do bio-óleo em altas pressões de hidrogênio utiliza catalisadores de metais nobres de alto custo (Pd, Pt e Rh). Nesta proposta, pretende-se desenvolver materiais bifuncionais com sítios ácidos e metálicos para hidropirólise de resíduos de biomassa para produzir biocombustíveis ricos em hidrocarbonetos que possam ser usados diretamente em motores convencionais após polimento, com foco em querosene de viação e combustível marítimo, que são difíceis de serem substituídos por motores elétricos. Será usada reação de baixo consumo de hidrogênio a baixa pressão para viabilizar o uso de hidrogênio verde da eletrólise da água com energia solar fotovoltaica. O uso de metais de transição suportados em alumina e zircônia buscam catalisadores de baixo custo. Serão combinados metais com propriedades hidrogenantes (Ni, Co) com os oxofílicos (Mo, Fe). A acidez do catalisador será modulada para minimizar a formação de coque e aumentar sua vida útil. Os materiais serão testados na hidropirólise resíduos de biomassa produzidos em Pernambuco.Palavras chave: Catalisador heterogêneo, Hidropirólise, Biocombustíveis, Biomassa, Resíduos.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Integrante / José Geraldo pacheco filho - Coordenador / Celmy Maria Bezerra dE Menezes - Integrante / Santiago Arias Henao - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco - Auxílio financeiro.

• 2019 - 2024

  Catalisadores de Baixo Custo para Conversão de Biomassa via Craqueamento para Obtenção de Biocombustíveis, Descrição: O recente aumento do preço internacional do petróleo e as mudanças climáticas extremas temlevado ao interesse na busca de energia renovável em substituição parcial de combustíveis fósseis. Obiodiesel e o etanol não serão suficientes para atender a demanda por biocombustíveis. Por outro lado, no Brasil há uma enorme quantidade de resíduos de biomassa da indústria agrícola. A colheita de 633 milhões de toneladas de cana-de-açúcar na safra 2017/2018 tem capacidade para gerar 174 e 103 milhões de toneladas de resíduos de bagaço e palha, respectivamente (CONAB, 2018). Atualmente o bagaço de cana é queimado com alta umidade enquanto a palha é queimada antes da colheita ou deixada no campo. Umgrande desafio é desenvolver processos de conversão de biomassa lignocelulósica para obter biocombustíveis "drop-in" que possam ser usados diretamente em motores como gasolina, diesel e combustível de aviação.O objetivo deste projeto é estudar a conversão de bagaço e palha de cana de açúcar em escala delaboratório usando a reciclagem do gás reativo de pirólise e catalisador de baixo custo para obter um bioóleo altamente desoxigenado. Os catalisadores bifuncionais com sítios ativos ácidos e metálicos serãoselecionados para maximizar o conteúdo de hidrocarbonetos no bio-óleo. Os objetivos específicos são: #61623; Síntetizar catalisadores bifuncionais de baixo custo para pirólise de biomassa#61623; Avaliar os catalisadores na pirólise do bagaço de cana#61623; Avaliar a pirólise da palha de cana com o melhor catalisador#61623; Avaliar os catalisadores na pirólise do bagaço de cana com gás reativo#61623; Otimizar as condições de reação com os melhores catalisadores#61623; Desenvolver modelagem cinética do processo nas condições otimizadas#61623; Realizar avaliação econômica preliminar do processo. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (1) . , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Integrante / José Geraldo pacheco filho - Coordenador / Denisson de Oliveira Libório - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco - Bolsa.

• 2017 - Atual

  ESTUDO E DINÂMICA DA DESTILAÇÃO REATIVA EM BATELADA SIMPLES NA CONDIÇÃO DE NÃO EQUILÍBRIO, Descrição: Os processos industriais normalmente são compostos pelas etapas de preparação das matérias primas, reação e purificação. Nas etapas de preparação da matéria prima e purificação empregam-se operações de separação para se remover compostos indesejados, enquanto que na reação os reagentes são convertidos aos produtos finais. Alguns dos processos de separação mais comuns são destilação, absorção, extração líquido-líquido, adsorção, filtração e eletrodiálise, entre outros, os quais se baseiam em diferentes agentes de separação. Os processos de separação são amplamente empregados nas indústrias petrolífera, química, farmacêutica e biológicas e eles totalizam tipicamente 50% do investimento industrial. De acordo com Azevedo e Alves (2009) no final da primeira década dos anos 2000 havia em operação nos EUA cerca de 40000 colunas de destilação em operação, as quais eram responsáveis por 7% do consumo total de energia naquele país. Esta operação unitária é sem dúvida uma das mais importantes da indústria mundial. Visando obter menor custo e maior eficiência, nas últimas décadas, uma combinação de reação e separação na mesma unidade tem sido empregada. De acordo com Giwa e Karacan (2012) a destilação reativa apresenta muitas vantagens, tais como: aumento da conversão da reação devido ao deslocamento do equilíbrio químico na direção dos produtos causado pelo efeito de reação e separação simultâneo, supressão de reações secundárias e utilização do calor de reação para operação de destilação. O tema deste trabalho é o estudo e dinâmica da destilação reativa em batelada simples em condição de não equilíbrio. Nesta proposta de tese de doutorado se abordará o processo de destilação reativa em batelada simples assumindo o modelo de não equilíbrio desenvolvido por Silva et al. (2003), no qual se admite que o equilíbrio líquido-vapor ocorre apenas na interface e se considera a ocorrência da transferência de massa entre as fases. Este trabalho visa contribuir com o entendimento do processo de destilação reativa em batelada simples por meio da elucidação da inter-relação entre transferência de massa, destilação e cinética química em condição de não equilíbrio, uma vez que a totalidade dos trabalhos na literatura admite a condição de equilíbrio entre as fases.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (1) . , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Coordenador / Genilson antônio da silva - Integrante., Número de produções C, T & A: 1

• 2015 - 2019

  PRODUÇÃO DE BIODIESEL DE FORMA CONTINUA POR ROTA ETÍLICA POR DESTILAÇÃO REATIVA, Descrição: O biodiesel é um combustível renovável, que pode ser utilizado como um substituto do diesel. O biodiesel pode ser produzido por transesterificação de um óleo ou gordura, junto a um álcool como metanol ou etanol, sendo metanol o mais utilizado, segundo Fangrui et al. (1999). Por outro lado,A demanda por biodiesel tem crescido nos últimos tempos. De acordo com Zhou et al. (2007), a destilação reativa (DR) tem se mostrado economicamente mais favorável que o processo convencional de produção, pois é uma operação química que reúne em uma unidade reações químicas e separação em um mesmo processo. A destilação reativa se torna uma alternativa efetiva para a combinação tradicional de reatores e separadores especialmente quando se tratam de reações reversíveis, como a transesterificação de óleos vegetais, ou reações químicas consecutivas. Segundo He (2006) as vantagens são significativas da DR sobre o processo sequencial convencional, como por exemplo, a alta taxa de conversão química e custo reduzido de operação. O desempenho de uma coluna de destilação reativa é influenciado por diversos parâmetros, tais como razão de refluxo, relação álcool/óleo na alimentação, temperatura, tamanho das zonas de reação e separação entre outros, os quais serão estudados neste trabalho. O objetivo desta pesquisa foi explorar uma tecnologia de produção de biodiesel economicamente viável. A técnica de DR permite não só a alta conversão dos ésteres, assim como também a concentração e separação do produto (biodiesel) em um único equipamento. O uso de álcool também pode ser drasticamente reduzido, porém uma alta relação álcool óleo pode ser obtida localmente na zona de reação da coluna de DR, por refluxo. Isso garante uma alta conversão, e a recuperação do álcool é feita na coluna de DR, o que reduz o custo com equipamentos e o custo operacional. Combinando o excesso de álcool na zona de reação com uma alta temperatura de funcionamento, é possível obter uma alta produtividade e um tempo de residência menor que o processo convencional. O álcool em excesso não reagido nos sistemas convencionais fica contido nas correntes de biodiesel bruto e glicerina, o qual deve ser recuperado e purificado para reutilização através de destilação no processo convencional, consumindo energia neste processo. Na destilação reativa a reação química e a separação ocorrem simultaneamente em uma unidade, a coluna de DR. Esta coluna é constituída de pratos, cada uma contendo uma determinada quantidade de líquido, o álcool não regido é vaporizado constantemente, sendo levado ao prato superior, formando bolhas através do líquido retido, fazendo com que cada prato funcione como um reator, formando uma sequência dentro da coluna de DR. Dentro da coluna parte do vapor de álcool reage e parte sobe para o topo da coluna, no topo da coluna há um condensador no qual o álcool é condensado e parte do fluxo retorna e o resto pode ser recirculado, ou seja, combinado com o fluxo de alimentação, esta porção de álcool recirculado é que cria o excesso local do mesmo, deslocando o equilíbrio da reação e favorecendo a produção de biodiesel, com isso o excesso de álcool necessário na alimentação é reduzido consideravelmente. Esta técnica também reduz o tempo da reação em relação ao processo convencional e aumenta a produtividade.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Coordenador / Josivan Pedro da Silva - Integrante.

• 2013 - 2019

  Implantação da infra-estrutura do Laboratório Integrado de Tecnologia em Petróleo, Gás e Biocombustíveis - LITPEG-UFPE., Descrição: O principal objetivo deste projeto é a construção do Laboratório Integrado de Tecnolo-gia em Petróleo, Gás e Biocombustíveis da Universidade Federal de Pernambuco (LITPEG-UFPE), que foi instituído em 2007 e cujas ações serão desenvolvidas em ca-ráter multi, inter e transdisciplinar voltadas a toda a cadeia produtiva da indústria do Petróleo, Gás e Combustíveis Renováveis. O LITPEG-UFPE congrega, essencialmente, docentes e grupos de pesquisa de diversos Departamentos do Centro de Tecnologia e Geociências (CTG/EEP), numa ação coordenada e sinergética visando desenvolver atividades de pesquisa, inovação, ensino e extensão, em diversas áreas da cadeia produtiva da indústria do petróleo, gás, combustíveis renováveis e afins. O LITPEG se constitui ainda no embrião para a criação de um Instituto de Pesquisa em Ciências e Engenharia do Petróleo, Gás e Combustíveis Renováveis com atuação mais ampla, envolvendo outros Centros da UFPE e demais Instituições de ensino e pesquisa do estado de Pernambuco e das regiões Norte-Nordeste. O LITPEG tem como principais funções: I - garantir as atividades de pesquisas, inovação, ensino e extensão em tecnologias de petróleo e gás natural apoiando os projetos em desenvolvimento no Centro de Tecno-logia e Geociências da UFPE (CTG/EEP); II ? disponibilizar infra-estrutura para desenvolvimento de pesquisas, serviços técnicos e formação de recursos humanos nas áreas associadas às seguintes redes temáticas: ? Combustíveis. ? Petroquímica ? Refino ? Síntese e Lubrificantes ? Geologia. ? Materiais. ? Simulação e Gerenciamento de Reservatórios ? SIGER. ? Computação Científica e Visualização ? RTCCV/Galileu. ? Revitalização de Campos Maduros. ? E outras afins. III - integrar o CTG/EEP-UFPE com a indústria, governo e sociedade, permitindo uma perfeita execução das diferentes atividades da pesquisa científica direcionadas para o desenvolvimento de processos/tecnologias na prospecção, exploração, produção e refino de petróleo, gás e biocombustíveis (referenciado a seguir por P&G), bem como aplicações e impactos sociais, econômicos e ambientais na cadeia produtiva de P&G; IV - atuar na fronteira de conhecimentos multidisciplinares, propondo novas aborda-gens, metodologias técnicas e procedimentos que possam melhorar os processos tec-nológicos e os cursos de graduação e pós-graduação envolvidos; V - estimular na academia o interesse pelo estudo, pesquisa e extensão em relação às pesquisas em petróleo e gás; VI ? abrigar o Programa de Pós-Graduação em Geotecnologia e Engenharia do Petró-leo (PPGPetro). Para atingir os objetivos acima serão construídos, além das áreas compartilháveis e de apoio, os seguintes laboratórios, que serão posteriormente descritos: ? Laboratório de Combustíveis ? LAC; ? Laboratório de Geologia Sedimentar ? LAGESE; ? Laboratório de Petroquímica; ? Laboratório de Refino; ? Laboratório de Síntese e Lubrificantes; ? Laboratório de Biocorrosão e Corrosão; ? Laboratório de Simulação e Gerenciamento de Reservatórios ? SIGER; ? Laboratório de Computação Científica e Visualização ? RTCCV; ? Laboratório de Métodos Computacionais em Geomecânica ? LMCG - Campos Maduros; Integram ainda a estrutura geral do LITPEG-UFPE o Centro de Estudos e Ensaios de Riscos e Modelagem Ambiental (CEERMA) e o Laboratório de Monitoramento Ambien-tal, financiados pela PETROBRAS, que se encontra em fase final de construção das infra-estruturas prediais, com inaugurações previstas para janeiro de 2009, e localizam-se em área adjacente à destinada para abrigar o prédio do LITPEG-UFPE. A estrutura organizacional do LITPEG-UFPE consiste de: ? Conselho Gestor (Coordenador, Vice-Coordenador, Coordenador do Programa de Pós-Graduação PPGPetro e um representante por departamento do CTG/EEP que possua projetos vinculados ao LITPEG-UFPE); ? Coordenação Geral (Coordenador e o Vice-Coordenador); ? Secretaria Administrativa;. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (5) / Mestrado acadêmico: (5) / Doutorado: (5) . , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Integrante / José Geraldo pacheco filho - Integrante / Celmy Maria Bezerra dE Menezes - Coordenador.

• 2013 - 2018

  APLICAÇÃO DA TOMOGRAFIA GAMA AO PROCESSO DE REFINO E UNIDADES DE INTERESSE NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO., Descrição: imprescindíveis à monitoração e controle de processos em uma refinaria e em setores da indústria de petróleo, as informações sobre o fluxo de massa, fluidodinâmica de escoamentos gás-líquido, líquido-sólido, gás-sólido e gás-líquido-sólido, níveis de substâncias estocadas e distribuições radial e axial de qualquer desses componentes. Contudo, muitas dessas operações são realizadas com auxílio de altas pressões e/ou altas temperaturas (KHADZHIEV et al., 2011; ADZAMIC, T., K. SERTIC-BIONDA, N. MARCEC-RAHELIC, 2010; GUPTA, 2007; RAMACHANDRAN, 2007), dentro de tubulações, vasos e reatores opacos, dificultando a monitoração das condições operacionais pela utilização de técnicas usuais de medidas (DUDUKOVIC, 2002; GRASSELER, 1999). Partindo dessa premissa, a técnica nuclear de transmissão-gama, com a principal característica de ser não-invasiva, apresenta-se como uma opção competitiva. Fonte-gama interna ou externa ao ambiente de onde se deseja informações de fluxo, e detector externo à estrutura metálica de contenção, as informações podem ser processadas e interpretadas por meio da simulação com técnicas de fluidodinâmica computacional (KASHYAP; GIDASPOW; KOVES, 2011; WU et al., 2010; WANG et al., 2010; ZHANG et al., 2008), em seguida, visualizar o processo com imagens obtidas com a reconstrução matemática (OLIVEIRA et al., 2011; VASCONCELOS et al., 2011; 2010; BHUSANAPU, 2006). A tomografia realizada com medidas de sinais emitidos por fonte radioativa é, certamente, a técnica mais confiável para investigar sistemas opacos na indústria. Vale salientar, que a tomografia mais conhecida a X-Ray CT, Tomografia Computadorizada de Raios-X, aplicada principalmente em medicina, é um método universal já estabelecido. Diferente é estudar a Gamma-Ray CT-IPT (Tomografia Gama Computadorizada do Processo Industrial), em que cada grupo de pesquisa constrói seu próprio tomógrafo (MOURA, et al., 2011). Desenvolver um sistema tomográfico com todos os parâmetros competitivos. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (3) / Doutorado: (4) . , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Integrante / V.A. Santos - Integrante / Carlos Costa Dantas - Coordenador.

• 2011 - 2013

  SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DO BIODISEL NUMA COLUNA REATIVA UTILIZANDO O ASPEN, Descrição: Grande parte da energia consumida no mundo provém do petróleo, do carvão e do gás natural. Essas fontes são limitadas e com previsão de esgotamento no futuro, portanto, a busca por fontes alternativas de energia é de suma importância (Shuchrdt et al.,1998). O suprimento da elevada e crescente demanda energética para a manutenção da sofisticada infra-estrutura da sociedade está principalmente baseado na queima desses combustíveis. Desta forma, tornou-se uma prioridade desenvolver tecnologias para a geração de energia que façam uso mais eficiente dos recursos naturais e que esses mesmos recursos sejam renováveis e que sejam menos agressivos ao meio ambiente (Johansen, 2006). Portanto, é desejável, no entanto, que esse processo ocorra de forma sustentável, isto é, sem o esgotamento dos recursos naturais e sem a deterioração das condições ambientais. Neste contexto, os óleos vegetais aparecem como uma alternativa para substituição do óleo diesel em motores de ignição por compressão (Encinar et al., 1999), sendo o seu uso testado já em fins do século XIX (Nascimento et al., 2001). Esta possibilidade de emprego de combustíveis de origem agrícola em motores do ciclo diesel é bastante atrativa tendo em vista o aspecto ambiental, por serem uma fonte renovável de energia e pelo fato do seu desenvolvimento permitir a redução da dependência de importação de petróleo (Wu et al., 1998). Por outro lado, para produção do biodiesel é necessário um grande excesso de alcool como reasgente, e dessa forma, essa proposta visa estudar do ponto de vista computacional, uma planta de biodiesel, inclusive a purificação da glicerina, para ser usada como matéria prima para outros insumos da indústria petroquímica através da destilação reativa. Nesse processo a reação e separação dos produtos ocorrem num mesmo equipamento.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (1) . , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Coordenador / José Geraldo pacheco filho - Integrante / thibério pinho da costa souza - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa., Número de produções C, T & A: 1

• 2011 - Atual

  ESTUDO DA DINÂMICA DE UMA PLANTA PILOTO PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL ATRAVÉS DE REATORES PFR EM SÉRIE COMPARANDO VIABILIDADE ECONÔMICA PRELIMINAR DO PROCESSO, Descrição: A busca por um combustível capaz de atender as necessidades energéticas do homem moderno existe desde a perfuração do primeiro porco de petróleo em Bibiheybət (Bibi-Heybat), próximo a Baku, no Azerbaijão, no ano de 1846. Esse tipo de combustível impulsionou a economia do mundo principalmente no setor de transporte. No começo da década de 1970, as nações produtoras começaram a regular o escoamento da produção petrolífera por conta de sua natureza não renovável. Em 1973, o valor do barril mais que triplicou em um curto período de três meses. Com o alto preço do barril de petróleo, o Brasil procurou uma alternativa para contornar esse impasse com a criação do Pró-Álcool ou Programa Nacional do Álcool em 14 de Novembro de 1975 com o decreto n° 76.593. Na época, o então governo militar, incentivou o uso de terras para o cultivo da cana. Quanto aos usineiros o governo forçou a produção de álcool, ao invés de açúcar, mediante o fornecimento de subsídios. O programa substituiu por álcool etílico a gasolina, o que gerou 10 milhões de automóveis a gasolina a menos rodando no Brasil, diminuindo a dependência do país ao petróleo importado. Por ser um combustível não renovável, o petróleo será um item cada vez mais raro, fazendo com que a produção de diesel de origem mineral seja comprometida. Devido a esse fato, diversos países a exemplo do Brasil, estão adotando uma solução para reduzir este impacto. Uma das soluções na tentativa de substituir o diesel de origem mineral por outro combustível mais limpo é a aplicação de biocombustíveis em motores automotivos. Uma tecnologia que vem se mostrando promissora é o biodiesel, uma vez que o mesmo pode ser obtido através da reação de um óleo de origem vegetal com um álcool segundo Aranda et al. (2009), Gonçalves (2007), Gomes (2009) e Leão (2009). Além de ser um combustível renovável, o biodiesel pode ser considerado ecologicamente correto por ter seu ciclo de carbono fechado. Dessa forma, com o objetivo de estudar a produção do biodiesel de forma contínua, existe na UFPE uma usina escola para a produção de biodiesel em condição de fluxo contínuo. A usina foi construída para avaliar as condições de produção fazendo uso de três reatores em série. Este tipo de configuração a princípio trará mais vantagens em relação ao processo em batelada por conseguir aumentar a produção do biocombustível. Além disso, está sendo estudado o processo de produção do biodiesel via rota etílica por ser totalmente renovável.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (1) . , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Coordenador / Thibério Souza - Integrante / José Geraldo pacheco filho - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.

• 2009 - 2011

  SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DO BIODISEL UTILIZANDO O ASPEN, Descrição: Essa proposta, visa estudar do ponto de vista computacional, uma planta de biodiesel, inclusive a purificação da glicerina, para ser usada como matéria prima para outros insumos da indústria petroquímica. O Estado de Pernambuco representa uma região estratégica e adequada para produção de biodiesel devido à capacidade de cultivo de oleaginosas como mamona e algodão e também devido à possibilidade de fazer parceria com a indústria alcooleira, uma vez que o processo de bicombustíveis necessita de álcool anidro e gera como subproduto o etanol hidratado que pode retornar para a destilaria. Como co-produto da produção do biodiesel deve-se ressaltar a glicerina e este trabalho tem como foco otimizar a separação deste produto. Este trabalho contribuirá para a formação de técnicos, engenheiros químicos e químicos com capacitação para atuar nesta nova área de produção de biodiesel e aproveitamento de seus subprodutos. Está prevista a instalação da refinaria de petróleo em Pernambuco no porto de SUAPE no Cabo de Santo Agostinho, de modo que em longo prazo espera-se uma interação com o setor produtivo. A relevância do aproveitamento da glicerina deve-se ao fato de que durante a produção de biodiesel são gerados de 6 a 10% de glicerina em peso. Para atender ao objetivo inicial do governo federal de produzir 800 milhões de litros de biodiesel por ano, os desafios a serem vencidos são: o cultivo agrícola das oleaginosas, a fabricação do produto com baixo custo, a garantia da qualidade do produto final e o aproveitamento dos subprodutos gerados. Neste contexto é produzido, aproximadamente, 48 a 80 milhões de litros de glicerina / ano, sendo esta a principal motivação deste projeto. No âmbito social e econômico, estas novas aplicações contribuirão para o aumento da demanda de produção de oleaginosas na agricultura familiar, visando atender o programa nacional de biodiesel e conseqüentemente, com a geração de empregos no cultivo e processamento destas oleaginosas, produção e d. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Coordenador / Luiz Stragevitc - Integrante / Thibério Souza - Integrante., Número de produções C, T & A: 2

• 2008 - 2010

  ANÁLISE DO REFINO DO PETRÓLEO POR MEIO DA RADIAÇÃO GAMA, Descrição: O craqueamento catalítico fluido (FCC) de hidrocarbonetos é processo universalmente utilizado na refinação de petróleo. Na análise do processo, as técnicas nucleares são competitivas em muitas aplicações. A radiação gama permite a reconstrução da distribuição radial da densidade do catalisador no reator, o riser e medir parâmetros do escoamento do leito fluidizado para validar modelos fluidodinâmicos. A Petrobrás tem incentivado a formação de equipes nas Universidades para estudar a modelagem e a simulação para descrer a fluidodinâmica do riser. Com essa motivação foram construídos dois arranjos experimentais, em laboratório, com o objetivo de estudar a fluidodinâmica e a tomografia gama. Atualmente, está sendo construído um tomógrafo automatizado e uma unidade piloto a frio. Nesse trabalho foi estruturado o grupo FTGama - Fluidodinâmica e Tomografia Gama, multidisciplinar, que está em fase avançada no desenvolvimento da tomografia de primeira geração. Nesse projeto, a cooperação com o IPEN-USP traz a possibilidade de implantarmos juntos também a tomografia de terceira geração. O resultado da cooperação, certamente, vai consolidar um trabalho de desenvolver uma tecnologia nacional para contribuir com a análise do processo de refino, na procura por mais eficiência com melhor controle de rejeitos. Palavras-chave: Catalisador de FCC, Riser, Tomografia Gama, Fluidodinâmica, fun beam.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Integrante / Carlos C. Dantas - Coordenador.

• 2008 - 2010

  DINÂMICA E ESTUDO DOS EFEITOS DA TRANSFERENCIA DE MASSA NA DESTILAÇÃO EM BATELADA SIMPLES: MAPEAMENTO DAS PRINCIPAIS VARIÁVEIS DO PROCESSO, Descrição: Em processo de separação, as ferramentas mais utilizadas para a análise de novos esquemas de separação (design) são os mapas de curvas residuais e os simuladores de processos. Contudo, as ferramentas computacionais para a construção dos mapas e simulação de colunas de destilação multicomponente são geralmente baseadas no conceito de equilíbrio. Este modelo supõe que as correntes que deixam um estágio estão em equilíbrio, sendo necessário que o tempo de contato entre as fases seja suficiente para que se estabeleça o equilíbrio termodinâmico (térmico, mecânico e químico) entre as correntes de entrada e saída de cada estágio. Portanto, para uma simulação mais realista de processos de separação, deve-se dispor de simuladores que incluam em seus cálculos: ou os valores de eficiências ou o modelo de estágios de não-equilíbrio. Além de leva em conta modelo mais realista para a simulação dos processos de destilação, deve-se dar importância também aos mapas de curvas residuais, pois é uma ferramenta muito utilizada na síntese de processos de separação, já que têm um papel importante na interpretação do comportamento e da viabilidade de colunas de destilação reativa, azeotrópicas homogêneas e/ou heterogêneas. No presente trabalho, foi realizado a validação do modelo desenvolvido por Silva et al (2003) onde foi realizado um mapeamento das principais variáveis que influenciam na dinâmica de um destilador em batelada simples usando conceito de irreversibilidade proposto pelo mesmo, empregando para isso ferramentas de analise de comportamentos dinâmicos, tais como MATCONT 2.5.1 e AUTO2007. Os resultados obtidos foram de grande relevância para a avaliação dos processos de destilação uma vez que elucidou a inter-relação com os fenômenos de transferência de massa entre as fases líquido-vapor e a característica do ?movimento? da separatriz (fronteira de destilação) que depende das condições do processo como também que esta não pode ser cruzada, em nenhum dos seus lados, por uma cur. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Coordenador / JONATHAN C. TEIXEIRA - Integrante., Número de produções C, T & A: 1

• 2006 - 2008

  ANÁLISE DO RISER DE UNIDADE DE CRAQUEAMENTO CATALÍTICO FLUIDO (FCC) DE PETRÓLEO POR MEIO DE TRANSMISSÃO DA RADIAÇÃO GAMA, Descrição: Será reconstruída a distribuição radial da concentração do catalisador de FCC, num tronco de riser industrial pela automação de um tomógrafo manual e validado um modelo fluidodinâmico tridimensional para descrever o escoamento do leito fluidizado numa unidade tipo FCC a frio, com dados experimentais obtidos pela transmissão da radiação gama. Com medidas da densidade do catalisador em tomografo manual, foi obtida a reconstrução da distribuição da radial da densidade no riser em experimentos estáticos. Serão realizados experimentos com fluxo de catalisador, medidas da densidade e avaliação dos dados em gráficos de 3D. A reconstrução matemática da densidade foi obtida por meio da superfície triangular não paramétrica de Bézier. Os parâmetros do projeto para automação do tomogarfo manual foram definidos em avaliação das tomografias de diversas gerações e explicitação das equações básicas. Com os parâmetros da tomografia e a otimização dos dados experimentais será concluído o projeto e construído o tomografo automatizado para demonstrar a reconstrução da distribuição da densidade num tronco de riser (1 m diâmetro) industrial. A otimização dos parâmetros do tomográfo e a avaliação das imagens, fornecerão os dados do projeto da instalação para realizar a tomografia num riser industrial. Num modelo experimental a frio, com catalisador em circulação, foram feitas medidas do perfil axial da densidade com radiação gama e foi validado modelo fluidodinâmico unidimensional. As medidas da concentração ao longo do raio, mostram que nas condições de operação a distribuição do fluxo do catalisador é anular e que um modelo fluidodinâmico que leve em conta esta distribuição é requerido. Será construída uma unidade a frio com dimensões adequadas para estudar a fluidodinâmica do catalisador em circulação e será aplicada metodologia para validar modelo fluidodinâmico tridimensional. Palavras-chave: FCC; Gamagrafia; Riser; Modelo fluidodinâmico; Validação experimental.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Integrante / Carlos C. Dantas - Coordenador., Número de produções C, T & A: 2

• 2004 - 2006

  DESENVOLVIMENTO DO PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS BIOATIVAS POR CRISTALIZAÇÃO, Descrição: Na indústria química, química fina, farmacêutica, petroquímica ou alimentos, a separação é uma etapa tão importante quanto a síntese do produto. Muitos processos são inviabilizados devido a dificuldade de separação. Na indústria química e petroquímica, a destilação é o mais importante processo de separação.Já na indústria farmacêutica ou de alimentos a cristalização ou criconcentração são processos, de separação,bastantes utilizados. A presente investigação é concentrada no desenvolvimento de um modelo unidimensional para cristalização de uma solução binária ou pseudo binária. O modelo unidimensional é visto como um ponto de partida apropriado por duas razões. Primeiro, é um modelo relativamente simples para permitir a obtenção de uma solução analítica. Segundo, deverá ser observado que o crescimento do cristal em uma solução é da ordem de alguns milímetros. Além disso, técnicas experimentais para o monitoramento do crescimento do cristal levam em consideração somente o crescimento da Segunda dimensão característica.A importância da cristalização, como processo de separação da purificação de materiais orgânicos, está ampliando em escala industrial, devido ao menor consumo de energia e a obtenção de produtos de elevada pureza. O processo de crioconcentração aplicado a sistemas aquoso como sucos de frutas, que figuram entre os principais alimentos concentrados, desperta grande interesse na indústria de alimentos, por excluir plenamente perdas de aroma por evaporação e não modifica apreciavelmente a cor e o valor nutricional do alimento, resultando em um produto de melhor qualidade.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Coordenador., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Remuneração., Número de produções C, T & A: 1

• 2000 - 2003

  Aperfeiçoamento Tecnológico do Processo de Crioconcentração: Modelagem e Simulação, Descrição: Separação de misturas por cristalização tem sido usado por muitos anos. Recentemente, porém, a aplicação de certos produtos químicos e bioquímicos utilizados na indústria farmacêutica e de alimentos, ou na produção de polímeros de alto-desempenho fizeram aumentar o interesse no estudo desse processo de separação. Somando-se a isso, tem-se as restrições impostas por leis ambientais, que requerem cada vez mais processos com tecnologias limpas. O presente trabalho de tese está concentrada no desenvolvimento de um modelo unidimensional para cristalização de uma solução binária ou pseudo-binária. No esforço de se obter um modelo teórico para cristalização, esse processo de separação é associado, na presente tese, ao problema de Stefan (1889). O problema foi resolvido e resultados típicos são apresentados sob várias condições. Em seguida, foi desenvolvida uma expressão teórica para o coeficiente de transferência de massa para sistemas em cristalização, baseado na condição de Stefan. Observa-se que o mesmo apresenta valores finitos, mesmo quando a espessura da camada limite tende a zero, indicando que é possível explicar o crescimento de cristais em solução, apenas com o fenômeno difusional. Na última parte da tese, a expressão da velocidade de crescimento do cristal, desenvolvida na presente tese, é aplicada ao estudo do regime dinâmica, do estado estacionário e à distribuição dos momentos de um cristalizador contínuo tipo MSMPR. As equações foram resolvidas e uma extensa análise foi feita. Esses resultados podem ser aplicados no desenvolvimento de projetos de cristalizadores contínuos tipo MSMPR.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: José Marcos Francisco da Silva - Coordenador / thibério pinho da costa souza - Integrante., Número de produções C, T & A: 1

Prêmios