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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/19324
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Analysis of fouling rate of crude oils in the literature: experimental data, models fit and parameter estimation |
Autor: | Baptista, Tuanny Rodrigues Coqui |
Primeiro orientador: | Alberton, André Luís |
Segundo orientador: | Costa, André Luiz Hemerly |
Primeiro membro da banca: | Luna, Aderval Severino |
Segundo membro da banca: | Liporace, Fábio dos Santos |
Terceiro membro da banca: | Schwaab, Marcio |
Resumo: | Um problema importante em refinarias de petróleo é a resistência à troca térmica, devido à deposição em trocadores de calor para aquecimento de óleo bruto, tipicamente descritos por modelos do tipo Threshold. Esses modelos envolvem parâmetros que devem ser estimados a partir de dados de laboratório ou de refinarias. Com base nisso, algumas questões devem ser feitas: a partir de dados experimentais típicos, é possível determinar todos os parâmetros simultaneamente? Em caso negativo, é necessário manter fixo um conjunto de parâmetros nos quais nenhum erro pode ser atribuído; Se a resposta anterior é positiva, é possível estabelecer quais desses parâmetros ajustam melhor os dados experimentais? Nesse contexto, o objetivo dessa dissertação é: (1) Avaliar a identificabilidade dos parâmetros do modelo do tipo threshold utilizando dados experimentais da literatura. Para essa etapa, foi feito um estudo preliminar afim de obter erros experimentais com base em dados fornecidos por alguns autores na literatura; (2) Verificar entre os modelos selecionados se é possível identificar quais modelos são capazes de se ajustar à representação dos dados experimentais. Para a primeira etapa uma análise dos dados da literatura indica que a maioria dos erros de taxa de deposição para um único experimento encontra-se em valores de até 5% e erro relativo. O efeito de compensação aparente entre fator pré-exponencial e energia de ativação aparentemente se confunde com o efeito estatístico na maioria dos casos. A estimação de parâmetros leva a resultados próximos segundo diferentes metodologias de estimação. Na segunda parte, os resultados apresentaram que apesar da maioria dos modelos conseguirem correlacionar a tendência dos valores experimentais e calculados, o erro experimental usado para dados pseudo-experimentais é muito baixo, de forma que poucos modelos conseguiram prever dados dentro dessa precisão. |
Abstract: | An important problem in petroleum refineries is the resistance to thermal exchange, due to the fouling in heat exchangers for heating of crude oil, typically described by threshold models. These models involve parameters that must be estimated from laboratory or refinery data. Based on this, some questions need to be asked: from typical experimental data, is it possible to determinate all the parameters simultaneously? On the contrary is necessary to maintain constant a set of parameters for which no error can be attributed; If the previous answer is positive, is it possible to state which of these parameters best fit the experimental data? In this context, the objective of this dissertation is: (1) To evaluate the identifiability of threshold models parameters making use of experimental data from the literature. For this step, a preliminary study was made in order to obtain experimental errors based on data provided by some authors in the literature; (2) Check among the selected models if it is possible to identify which ones canfit the experimental data. For the first step using the experimental errors obtained in the preliminary study, relative errors of the rate of deposition for a single run are below 5%. The compensation effect between pre-exponential factor and activation energy is confounded with statistical error in the most cases. The parameters estimation methodology lead to similar results. In the second part, the results have shown that, despite most of the models were able to correlate the trend of experimental and calculated values, the experimental error obatined for pseudo-experimental data is quite low. Therefore, few models were able to predict data within this precision. |
Palavras-chave: | Fouling Parameter estimation Statistic measures Permutadores térmicos Modelagem de processos Petróleo Refinarias Deposição Estimação de parâmetros Medidas estatísticas |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | eng |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | BAPTISTA, Tuanny Rodrigues Coqui. Analysis of fouling rate of crude oils in the literature: experimental data, models fit and parameter estimation. 2019. 80 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019. |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/19324 |
Data de defesa: | 4-Set-2019 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Química |
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Dissertação - Tuanny Rodrigues Coqui Baptista - 2019 - Completa.pdf | 2,85 MB | Adobe PDF | Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
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