Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BCTLB5
Type: Tese de Doutorado
Title: Análise de falhas, monitoramento e controle da corrosão em processo industrial de produção de biodiesel
Authors: Carlos Eduardo de Almeida Souza Torres
First Advisor: Vanessa de Freitas Cunha Lins
Abstract: A utilização de combustíveis derivados de biomassa tem sido apontada como uma alternativa técnica capaz de minimizar a dependência mundial por combustíveis fósseis, bem como os danos ambientais causados pela sua queima. Alinhada a um movimento mundial das empresas de Óleo & Gás na busca por fontes alternativas de energia, a PETROBRAS criou em 2008 a subsidiária integral PETROBRAS BIOCOMBUSTÍVEL PBIO, hoje entre as maiores produtoras de biodiesel do Brasil. A tecnologia de processamento implantada nas unidades da companhia se baseia na reação de transesterificação via rota metílica com catálise homogênea básica. Nesse processo, a neutralização das correntes de biodiesel e glicerina é realizada com a dosagem em linha de solução de ácido clorídrico. Considerando que a corrosão figura-se como um importante mecanismo de degradação atuante nas Usinas de biodiesel da empresa, com o intuito de desenvolver e implementar meios adequados para sua prevenção, este trabalho contempla avaliações de campo, ensaios em serviço e em laboratório, envolvendo técnicas eletroquímicas e analíticas para avaliação dos mecanismos de corrosão atuantes no processo. Diferentes materiais foram avaliados, em diferentes níveis de aprofundamento. Os aços inoxidáveis AISI 316L e AISI 904L foram testados na condição soldada, com análise individual das principais regiões da junta. Os resultados sugerem que o aço AISI 904L é mais adequado técnica e economicamente do que o AISI 316L para os pontos mais críticos do processo. Foi verificado que em determinadas condições a performance do aço AISI 317L é similar a performance do AISI 904L. Os ensaios eletroquímicos demostraram que a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis AISI 316L e AISI 904L pode ser sensivelmente deteriorada por procedimentos de soldagem, mesmo sem a ocorrência da sensitização, possivelmente pela influência de pilhas galvânicas na região da solda. A correlação da análise CFD com a morfologia da corrosão numa peça avariada em serviço no processo industrial de produção do biodiesel indica que a mistura em linha, contínua, de dois fluidos com baixa miscibilidade, desenvolvida em escoamento multifásico, e com elevados gradientes de condutividade e teor de cloreto entre fases, é propensa a ocorrência de severo ataque corrosivo localizado. Os resultados práticos gerados por essa pesquisa confirmam a elevada capacidade que o monitoramento e controle da corrosão tem de agregar valor a unidades industriais de produção.
Abstract: The use of biomass derived fuels has been identified as a technical alternative capable of minimizing the world's dependence on fossil fuels as well as the environmental damage caused by its burning. In line with a worldwide movement of the Oil & Gas companies in the search for alternative sources of energy, in 2008 PETROBRAS created the integral subsidiary PETROBRAS BIOCOMBUSTÍVEL - PBIO, today among the largest biodiesel producers in Brazil. The processing technology deployed in the company's units is based on the reaction of transesterification via the methyl route with basic homogeneous catalysis. In this process, the neutralization of the biodiesel and glycerine streams is carried out with the in-line dosage of hydrochloric acid solution. Considering that corrosion is an important degradation mechanism in the company's biodiesel plants, in order to develop and implement adequate means for its prevention, this work includes field evaluations, in-service and laboratory tests, involving techniques electrochemical and analytical methods to evaluate the corrosion mechanisms in the process. Different materials were evaluated at different levels of deepening. AISI 316L and AISI 904L stainless steels were tested in the welded condition, with individual analysis of the major regions of the joint. The results suggest that AISI 904L steel is more suited technically and economically than AISI 316L for the most critical points in the process. It was verified that under certain conditions the performance of the AISI 317L steel is similar to the performance of the AISI 904L. The electrochemical tests demonstrated that the corrosion resistance of AISI 316L and AISI 904L stainless steels can be significantly deteriorated by welding procedures, even without the occurrence of sensitization, possibly due to the influence of galvanic cells in the region of the weld. The correlation of CFD analysis with corrosion morphology in a failed part in service in the industrial biodiesel production process indicates that continuous in-line mixing of two low miscibility fluids developed in multiphase flow and with high conductivity gradients and chloride content between phases, it is prone to the occurrence of severe localized corrosive attack. The practical results generated by this research confirm the high capacity that the monitoring and control of corrosion has to add value to the industrial units of production.
Subject: Ácido clorídrico
Aço inoxidavel
Corrosão
Engenharia quimica
Biodiesel
Soldagem
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BCTLB5
Issue Date: 14-Jul-2017
Appears in Collections:Teses de Doutorado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ceast___tese_2017.pdf24.99 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.