Investigação das propriedades elétricas em petróleo por espectroscopia de impedância

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dc.contributor.advisor-co1Vicente, Maristela de Araújo
dc.contributor.advisor1Santos, Maria de Fatima Pereira dos
dc.contributor.authorRocha, John Willy da Silva
dc.contributor.referee1Pessoa, Márcio Solino
dc.contributor.referee2Siqueira, Renato do Nascimento
dc.date.accessioned2018-08-01T23:29:08Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T23:29:08Z
dc.date.issued2017-06-06
dc.description.abstractThe petroleum and petroleum products characterization is vital for decisionmaking in the oil industry. Electrical properties have been used for quality and safety control, indirect characterization and investigation of some physicochemical properties of petroleum and by-products. The Impedance Spectroscopy was used to investigate the electrical conductivity and the dielectric constant behavior, at 30 and 50 °C, for some samples: (i) two oils (labelled as alpha and beta, considered heavy and medium oils, respectively); (ii) its aviation kerosene (QAV), diesel and atmospheric residue cuts obtained by distillation; (iii) blends of QAV/petroleum, diesel/petroleum and QAV/residue; and (iv) 10, 30 and 50 % weight water-in-oil emulsions. An unconventional electrochemical cell of two parallel platinum electrodes (99.9% purity) was used. The Nyquist diagram for oil, cuts and blends was characterized by a single semicircle; two semicircles were observed for emulsions, one assigned to the oil phase and the other to the emulsion. It was observed that an increase in temperature, for all the samples, causes an increase in electrical conductivity and a decrease for dielectric constant. The highest values of electrical conductivity and dielectric constant were observed for the alpha oil, which has the highest viscosity and polar compounds. For QAV, diesel and residue cuts, it was observed that the electrical conductivity decreases and the dielectric constant increases for higher boiling range cuts (QAV < diesel < residue). For blends, the incorporation of oil or residue into the QAV or diesel caused an increase in electrical conductivity up to a maximum point. It was observed that the dielectric constant increases linearly with the addition of oil or residue and that it can be used to infer the viscosity of these mixtures using exponential regression. The water incorporation caused a decrease in electrical conductivity and a linear increase in the dielectric constant for both oils. This last result implies that one can predict emulsions viscosity using the dielectric constant results.
dc.description.resumoA caracterização de petróleo e derivados é vital para a tomada de decisões na indústria petrolífera. Nesse contexto, as propriedades elétricas têm sido empregadas para investigação, controle de qualidade e/ou segurança e caracterização indireta de algumas propriedades físico-químicas do petróleo e seus subprodutos. A técnica de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica foi utilizada para investigar o comportamento da condutividade elétrica e constante dielétrica, a 30 e 50 °C, para as amostras de: (i) dois petróleos (intitulados alfa e beta, um óleo pesado e o outro médio, respectivamente); (ii) os seus derivados querosene de aviação (QAV), diesel e resíduo atmosférico obtidos por destilação; (iii) misturas QAV/petróleo, diesel/petróleo e (iv) QAV/resíduo; e emulsões a 10, 30 e 50 % em massa de água em óleo. Foi utilizada uma célula eletroquímica não convencional de dois eletrodos paralelos de platina (99,9 % de pureza). O diagrama de Nyquist para o petróleo, cortes e misturas foi caracterizado com um único semicírculo; para as emulsões foram observados dois semicírculos, um atribuído à fase oleosa e o outro à emulsão. Foi observado que o aumento de temperatura, para todas as amostras, causa aumento da condutividade elétrica e diminuição da constante dielétrica. Para o petróleo alfa, que possui maiores valores de viscosidade e quantidade de compostos polares, foram observados os maiores valores de condutividade elétrica e constante dielétrica. Para os derivados QAV, diesel e resíduo, foi observada a diminuição da condutividade elétrica e aumento constante dielétrica com a elevação da faixa de ebulição do corte (QAV < diesel < resíduo). Nas misturas, a incorporação de petróleo ou resíduo ao QAV ou diesel provocou um aumento da condutividade elétrica até um ponto máximo. Foi observado que a constante dielétrica cresce linearmente com a quantidade de óleo ou resíduo adicionada e que pode ser utilizada para inferir a viscosidade dessas misturas a partir de uma regressão exponencial. A incorporação de água causou diminuição da condutividade elétrica e aumento linear da constante dielétrica para os dois óleos. Este resultado sugere a possibilidade de determinar, indiretamente, a viscosidade de emulsões de água em óleo a partir da constante dielétrica.
dc.formatText
dc.identifier.citationROCHA, John Willy da Silva. Investigação das propriedades elétricas em petróleo por espectroscopia de impedância. 2017. 138 f. Dissertação (Mestrado em Energia) - Programa de Pós-Graduação em Energia, Universidade Federal do Espírito Santo, São Mateus, 2017.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/8442
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Energia
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Energia
dc.rightsopen access
dc.subjectElectrochemical impedance spectroscopyeng
dc.subjectElectrical conductivityeng
dc.subjectDielectric constanteng
dc.subjectOileng
dc.subjectPetroleum cuts and emulsionseng
dc.subjectEspectroscopia de impedância eletroquímicapor
dc.subjectConstante dielétricapor
dc.subjectEmulsão O/Apor
dc.subjectDerivados de petróleo e emulsões A/Opor
dc.subject.br-rjbnPetróleo - Derivados - Análise
dc.subject.br-rjbnCondutividade elétrica
dc.subject.br-rjfgvbEspectroscopia de impedância
dc.subject.cnpqEngenharia/Tecnologia/Gestão
dc.subject.udc620.9
dc.titleInvestigação das propriedades elétricas em petróleo por espectroscopia de impedância
dc.typemasterThesis
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