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Título: Emprego de espectrometria no infravermelho e métodos quimiométricos para a identificação e quantificação de petróleos a partir de misturas de frações de diesel
Autor(es): Rocha, Júlia Tristão do Carmo
Orientador: Santos, Reginaldo Bezerra dos
Coorientador: Castro, Eustáquio Vinicius Ribeiro de
Data do documento: 25-Set-2009
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O conhecimento da composição do petróleo e de seus produtos é uma necessidade imprescindível numa refinaria para o ajuste das condições do processo. A espectrometria no infravermelho associada a ferramentas quimiométricas tem se apresentado como uma ferramenta útil para atender esta necessidade, por sua grande potencialidade e aplicações. Desta forma, devido à aplicabilidade das ferramentas quimiométricas, neste trabalho são propostas a discriminação por PCA (análise por componentes principais) e a quantificação por mínimos quadrados parciais por intervalos (iPLS) e por sinergismo de intervalos (siPLS) e regressão por componentes principais (PCR) de três frações de destilação, provenientes de 3 petróleos diferentes (A, B e C), na faixa de obtenção do diesel (210ºC a 260º C aproximadamente) a partir da absorção no infravermelho médio (MIR). Para isso, foram produzidas 150 misturas das 3 frações, variando-se o entre 0 e 1,33% v/v entre uma amostra e outra. Posteriormente, foram obtidos espectros, na região do MIR, de todas as misturas produzidas e em seguida os dados foram submetidos às análises quimiométricas. Foram utilizadas 100 amostras para a calibração do modelo e 50 para a sua validação. Primeiramente foi realizada a análise por componentes principais (PCA) e a partir dela foi possível discriminar as amostras de acordo com a fração predominante em cada uma delas. xiiiApós a identificação das amostras prosseguiu-se na tentativa de se quantificar as 3 frações, individualmente e simultaneamente, em cada uma delas através da aplicação dos métodos iPLS, siPLS e PCR. Os modelos obtidos foram, então, avaliados quanto ao R2, ao RMSEP (raiz quadrada do erro quadrático médio de previsão) e ao número de variáveis latentes (VL) ou componentes principais (PC) utilizados. Foram desenvolvidos, também, modelos por iPLS, siPLS e PCR para a determinação da densidade e viscosidade das amostras, os quais foram avaliados da mesma maneira. Todos os modelos gerados obtiveram resultados bastante satisfatórios. Entretanto comparando-se os modelos siPLS e iPLS, verificou-se que não havia diferença significativa entre eles não justificando, portanto, o uso dos modelos siPLS. Quanto aos modelos gerados por PCR, os mesmos também obtiveram resultados bastante próximos aos fornecidos pelo método iPLS não havendo uma preferência justificável na escolha entre um método e outro. Com isso demonstra-se, portanto, que é possível discriminar e quantificar de petróleos de origens distintas a partir de suas frações, utilizando espectrometria na região do MIR e técnicas quimiométricas
The knowledge of the petroleum`s composition and its products is an essential necessity in a refinery for the adjustment of the process conditions. The infrared spectrometry, associated to chemometrics tools, has been presented as a useful tool to take care of this necessity for its great potentiality and applications. In such a way, due to applicability of the chemometrics tools, in this work the discrimination for PCA (principal components analysis) and the quantification for intervals partial least square (iPLS), for sinergism of intervals (siPLS) and for principal components regression (PCR) of three fractions of destillation are proposals, proceeding from three different petroleums (A, B and C), in the band of diesel attainment (210ºC 260º C approximately) from the absorption in the medium infrared (MIR). For that, 150 mixtures of the 3 fractions were produced, varying it enters 0 and 1,33% between a sample and another one. Later, specters were gotten, in the region of the MIR, of all the produced mixtures and after that the data were submitted to the chemometrics analyses. 100 samples were used for the calibration of model and 50 for its validation. First it was carried through the analysis for principal components and from it it was possible to discriminate the samples in accordance with its predominant fraction. xiAfter the identification of the samples, it was continued in the attempt of if quantifying the 3 fractions, individually and simultaneously, in each one of them through the application of the methods iPLS, siPLS and PCR. The gotten models had been, then, evaluated for its the R2, the RMSEP and the number of latent variable (VL) or principal components (PC) used. iPLS, siPLS and PCR models were also developed for the determination of the samples density and viscosity, which were evaluated in the same way. All the generated models had gotten resulted sufficiently satisfactory. However comparing the models siPLS and iPLS, it was verified that it did not have significant difference between them not justifying, therefore, the use of the models siPLS. About the models generated for PCR, the same ones had also gotten resulted sufficiently next to supplied for the method iPLS not having a justifiable preference in the choice between a method and another one. With this, it demonstrates, therefore, that it is possible to discriminate and to quantify petroleums of distinct origins from its fractions using spectrometry in the region of the MIR and chemometrics techniques
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4651
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