Estudo do xisto avaliando a modelagem cinética e caracterização da pirólise

Abstract

Agradeço primeiramente a Deus por me guiar, iluminar e me dar tranquilidade para seguir em frente com os meus objetivos e não desanimar com as dificuldades.Ao Guilherme Nardin Prado, meu eterno namorado e futuro esposo, sei que sem ele este trabalho não seria o mesmo. Obrigada pela motivação, pela insistência em continuar trabalhando nos erros, pela paciência e ajuda.A minha família e amigos, que fizeram parte durante todo esse trajeto do doutorado, desde as aulas até este trabalho final, e a todas as pessoas que fizeram de alguma forma parte deste trabalho, contribuindo para o meu crescimento e desenvolvimento pessoal. Às pessoas as quais conheci durante minha experiência fora do país, que colaboraram e ajudaram no meu crescimento profissional durante o doutorado sanduíche na Universidade de Alberta. Ao professor Doutor Arno de Klerk, que orientou o trabalho durante minha permanência na Universidade de Alberta. Ao meu orientador e amigo, Antonio Carlos Luz Lisbôa. Acredito que para realmente dar certo, ter uma ligação pessoal e profissional com quem trabalha é sinal de que estamos no caminho certo. Ao Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento CNPq, pelo apoio financeiro e ao Ciências sem Fronteiras pelo doutorado sanduíche. RESUMO A matéria orgânica no xisto está estreitamente disseminada com a matéria mineral, podendo ser liberada por pirólise. O xisto possui querogênio, matéria orgânica que pode ser convertida em óleo de xisto através do processo de pirólise. Alternativas estão sendo estudadas para o petróleo, entre as quais o xisto, que por meio do processo de pirólise possibilita produzir os similares derivados do petróleo. Este trabalho descreve as características da cinética de pirólise de xisto da Formação Irati, através de ajuste dos modelos dos parâmetros do processo e de sua caracterização, fornecido pela Unidade de Negócios da Industrialização do Xisto (SIX), PETROBRAS, localizada na cidade de São Mateus do Sul, Paraná. Análise Termogravimétrica (TGA) foi utilizada para estudar o comportamento da pirólise de xisto utilizando-se temperaturas de 100 °C a 900 °C. Os parâmetros cinéticos energia de ativação e fator pré-exponencial foram calculados através dos modelos de Coats-Redfern, Friedman, Kissinger, Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) e o método de Flynn-Wall-Ozawa (FWO). A partir destes modelos propostos pela literatura foram estudados os dados a fim de se obter resultados compatíveis para uma possível otimização do processo. Além disso, outras análises como Difração de Raio -X, Fluorescência de Raio-X, Calorimetria de Varredura Diferencial (DSC) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), foram de fundamental importância para as conclusões. Os resultados obtidos foram correlacionados entre si e mostraram o comportamento do xisto no processo de pirólise. Palavras-chave: cinética, model fitting, model-free, pirólise, xisto.