Detección de intermediarios en reacciones de oxidación catalizadas por óxidos metálicos en modo operando

Durante el proceso de combustión in situ, en recuperación mejorada de petróleo, se producen oxidaciones parciales de los hidrocarburos del yacimiento a bajas temperaturas (Dabbous & Fulton, 1974), menores a 204°C, que inician la formación del perfil de temperatura necesario (Fassihi et al., 1990...

Full description

Autores:
Tobar Cañas, Tatiana Andrea
Erazo Zuleta, Valentina
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/10202
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/10202
https://noesis.uis.edu.co
Palabra clave:
Combustión in situ
Oxidación
Catalizadores
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in-situ combustion
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Oxidation
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Rights
openAccess
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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description Durante el proceso de combustión in situ, en recuperación mejorada de petróleo, se producen oxidaciones parciales de los hidrocarburos del yacimiento a bajas temperaturas (Dabbous & Fulton, 1974), menores a 204°C, que inician la formación del perfil de temperatura necesario (Fassihi et al., 1990). Las reacciones de oxidación a bajas temperaturas (LTO por sus siglas en inglés) consumen el oxígeno del aire inyectado y producen gas de combustión (que contiene principalmente NOx, CO2 e hidrocarburos ligeros), para desplazar el crudo. El efecto térmico generado por la reacción representa una disminución significativa de la viscosidad del petróleo permitiendo así el desplazamiento a través del medio poroso (Niu et al., 2011). En este proyecto se realizaron las reacciones de oxidación a bajas temperaturas (140°C), de AB representativo de los compuestos oxigenados del crudo, usando catalizadores de óxidos metálicos en modo operando (DRIFTS), para determinar intermediarios a partir de picos de absorción infrarroja en las regiones entre los 1800 cm-1 y 1000 cm-1 mediante la presencia de benzaldehído como producto de la reacción. La temperatura para las oxidaciones del alcohol bencílico (AB) se obtuvieron por medio de análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Adicionalmente se realizaron reacciones en un reactor Batch, evidenciando mediante cromatografía que es posible realizar la oxidación de AB a bajas temperaturas, finalmente se realizó la combustión de AB en modo operando, usando la celda (DRIFTS) a la misma temperatura que se operó el reactor Batch. Con base en los resultados obtenidos se logró identificar que el MnO2 es un catalizador que puede generar reacciones de oxidación a bajas temperaturas, adicionalmente se logran identificar los intermediarios de esta reacción que efectúan un recorrido hacia benzaldehído.
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Las reacciones de oxidación a bajas temperaturas (LTO por sus siglas en inglés) consumen el oxígeno del aire inyectado y producen gas de combustión (que contiene principalmente NOx, CO2 e hidrocarburos ligeros), para desplazar el crudo. El efecto térmico generado por la reacción representa una disminución significativa de la viscosidad del petróleo permitiendo así el desplazamiento a través del medio poroso (Niu et al., 2011). En este proyecto se realizaron las reacciones de oxidación a bajas temperaturas (140°C), de AB representativo de los compuestos oxigenados del crudo, usando catalizadores de óxidos metálicos en modo operando (DRIFTS), para determinar intermediarios a partir de picos de absorción infrarroja en las regiones entre los 1800 cm-1 y 1000 cm-1 mediante la presencia de benzaldehído como producto de la reacción. La temperatura para las oxidaciones del alcohol bencílico (AB) se obtuvieron por medio de análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Adicionalmente se realizaron reacciones en un reactor Batch, evidenciando mediante cromatografía que es posible realizar la oxidación de AB a bajas temperaturas, finalmente se realizó la combustión de AB en modo operando, usando la celda (DRIFTS) a la misma temperatura que se operó el reactor Batch. Con base en los resultados obtenidos se logró identificar que el MnO2 es un catalizador que puede generar reacciones de oxidación a bajas temperaturas, adicionalmente se logran identificar los intermediarios de esta reacción que efectúan un recorrido hacia benzaldehído.PregradoIngeniero QuímicoDuring the in situ combustion process in enhanced oil recovery, partial oxidation of reservoir hydrocarbons occurs at low temperatures (Dabbous & Fulton, 1974), below 204°C, which initiates the formation of the required temperature profile (Fassihi et al., 1990). Low temperature oxidation (LTO) reactions consume oxygen from the injected air and produce flue gas (containing mainly NOx, CO2 and light hydrocarbons) to displace the crude oil. The thermal effect generated by the reaction represents a significant decrease in the viscosity of the oil thus allowing displacement through the porous medium (Niu et al., 2011). In this project, low-temperature (140°C) oxidation reactions of representative AB of oxygenated crude oil compounds were performed using mode-operating metal oxide catalysts (DRIFTS) to determine intermediates from infrared absorption peaks in the regions between 1800 cm-1 and 1000 cm-1 in the presence of benzaldehyde as a reaction product. The temperature for the benzyl alcohol (AB) oxidations were obtained by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Additionally, reactions were carried out in a Batch reactor, demonstrating by chromatography that it is possible to perform the oxidation of AB at low temperatures. Finally, the combustion of AB was carried out in operating mode, using the cell (DRIFTS) at the same temperature as the Batch reactor was operated. Based on the results obtained, it was possible to identify that MnO2 is a catalyst that can generate oxidation reactions at low temperatures; additionally, it was possible to identify the intermediates of this reaction that carry out a path towards benzaldehyde.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicoquímicasIngeniería QuímicaEscuela de Ingeniería QuímicaCombustión in situOxidaciónCatalizadoresCelda DRIFTSin-situ combustionDRIFTS CellOxidationCatalystsDetección de intermediarios en reacciones de oxidación catalizadas por óxidos metálicos en modo operandoDetection of intermediates in oxidation reactions catalyzed by metal oxides in operando modeTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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