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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Franco, Camila Manara
Título: Determinação de Hidrocarbonetos Majoritários Presentes no Gás Natural Utilizando Espectroscopia no Infravermelho Próximo e Calibração Multivariada
Ano: 2008
Orientador: Prof. Dr. Jarbas José Rodrigues Rohwedder
Departamento: Química Analítica
Palavras-chave: Espectroscopia NIR, Gás natural, Seleção de variáveis, PLS
Resumo: Através da Espectroscopia de Infravermelho Próximo (NIR), auxiliada por quimiometria, foram desenvolvidos modelos de calibração para determinar a concentração de hidrocarbonetos majoritários em misturas gasosas cujas concentrações são semelhantes a aquelas observadas em gás natural. Os espectros foram obtidos em dois diferentes espectrofotômetros NIR construídos no próprio laboratório, os quais empregavam células de caminho óptico fixo e variável. Diferentes conjuntos de amostras foram preparados de forma a reproduzir a variabilidade de concentração de metano, etano, propano e butano encontrada nas diversas fontes de gás natural. A análise de amostras certificadas, através dos modelos de calibração, apresentou valores para a raiz do erro médio quadrático de previsão (RMSEP) iguais a 1,07, 0,21, 0,22 e 0,14 % (v/v) na determinação de metano, etano, propano e butano, respectivamente. A previsão do gás metano apresentou melhor repetibilidade quanto realizada pela espectroscopia NIR do que com a técnica padrão, cromatografia gasosa. Visando a possibilidade da construção de um espectrofotômetro NIR dedicado à análise de gás natural foi realizado um estudo de seleção de variáveis, cujo resultado indicou que, utilizando até 13% do número inicial de variáveis (280) é possível realizar a previsão dos hidrocarbonetos gasosos sem perda da qualidade analítica quando comparado à análise que utiliza a faixa espectral completa. Por meio dos comprimentos de onda selecionados, pode-se prever a concentração de metano, etano, propano e butano com valores de RMSEP iguais a 1,32, 0,41, 0,22 e 0,14 % (v/v), respectivamente.
Abstract: Near Infrared (NIR) Spectroscopy and Chemometrics were used to construct calibration models to determine the concentration of major hydrocarbons in gas mixtures in concentrations similar to those observed in natural gas. The spectra were obtained by two different NIR spectrophotometers made in the laboratory, one employing a cell of fixed and other with variable optical path. Different sample sets were prepared in order to mimic the variability of methane, ethane, propane and butane concentration found in natural gas obtained from various sources. The analysis of certified samples made by using the calibration models showed Root-Mean-Square Errors of Prediction (RMSEP) equal to 1.07, 0.21, 0.22 and 0.14% (v/v) for methane, ethane, propane and butane determination, respectively. The prediction of methane gas content showed better repeatability compared to the standard technique based on gas chromatography. To investigate the possibility of constructing an NIR spectrometer dedicated to the analysis of natural gas, the selection of variables was evaluated. The results indicated that, by using up to 13% of the initial variables, the prediction of hydrocarbon gases is achieved with the same quality when compared to the results obtained using the full spectral range. Employing the selected wavelengths, it is possible to predict the concentration of methane, ethane, propane and butane with values of RMSEP equal to 1.32, 0.41, 0.22 and 0.14% (v / v), respectively.
Arquivo (Texto Completo): 000435866.pdf ( tamanho: 1,84MB )

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