Analysis of the impact of impurities in CO2-RICH mixtures in CCS/CCUS applications - Miotto, Natália Kauana Gesser (2025)
A Captura e Armazenamento de Carbono (CCS) é uma tecnologia promissora na mitigação do aquecimento global, capturando ₂ de fontes industriais e da atmosfera para posterior armazenando geológicas ou reutilização. A eficiência do CCS é influenciada por impurezas que alteram as propriedades do fluido, exigindo uma seleção criteriosa de equações de estado (EoS) para modelar essas misturas com precisão. Dessa forma, este estudo investiga o impacto das impurezas no comportamento de fase e a densidade de misturas ricas em ₂ e avalia os modelos GERG-2008 e EOS-CG 2019 em suas versões originais e ajustadas, na previsão das densidades de misturas binárias (₂ + , ₂ + e ₂ + ₄). A metodologia adotada envolveu refinamento dos parâmetros ajustáveis das equações de estado por meio da ferramenta Thermobuilder, além da determinação das densidades e dos envelopes de fases através de simulações no software Multiflash. A análise dos ajustes revelou que, na maioria dos casos, o ajuste melhorou ligeiramente a capacidade preditiva dos modelos para as densidades. No entanto, para a mistura ₂ + , a versão ajustada da EOS-CG 2019 não trouxe melhorias, e sua versão original teve melhor desempenho em comparação com a GERG-2008 ajustada. Para o sistema ₂ + ₄, a GERG-2008 ajustada apresentou menores valores de ARE em comparação com a EOS-CG 2019 original, porém a versão desta última após o ajuste dos parâmetros teve melhor capacidade preditiva das densidades com base nos dados experimentais utilizados. Já para a mistura contendo como impureza, o refinamento de ambos os modelos trouxe melhorias, mas o ajuste da EOS-CG apresentou o melhor desempenho. Além disso, foi verificado que o aumento da concentração de impurezas amplia a região bifásica no envelope de fases, deslocando os pontos críticos e reduzindo a densidade. Isso implica a necessidade, por exemplo, de maiores pressões operacionais para manter o fluxo monofásico durante o transporte da mistura rica em ₂. Quanto à redução da densidade, o tem menor influência, enquanto que o ₄ exerce maior influência na fase líquida e menor na fase gasosa.