Determinação de Propriedades Físico-Químicas de Gás Natural com Composição Similar ao do Pré-Sal Brasileiro via Simulação Molecular

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Santos, Leandro Maurieli dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Molecular simulation; pre-salt; natural gás; Joule Thomson coeficiente; Simulação molecular; GERG; pré-sal; gás natural; coeficiente de Joule-Thomson; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/15849

As grandes reservas de gás natural presentes nos campos do pré-sal do Brasil apresentam elevadas concentrações de dióxido de carbono, trazendo grandes desafios para o seu processamento. O dimensionamento de equipamentos para esta finalidade requer o conhecimento de algumas propriedades do gás natural como a capacidade calorífica à pressão constante e o coeficiente de Joule-Thomson em condições de alta pressão e alta temperatura, característica desses reservatórios, e que estão além dos limites dos dados experimentais, passando ainda pelas regiões críticas líquido-vapor onde ocorre a divergência dessas propriedades. Além das equações de estado, tendo a GERG como uma referência, a simulação molecular pode ser usada para simular essas propriedades. Neste trabalho foram feitas comparações dos resultados simulados na GERG e na simulação molecular com dados experimentais. A simulação molecular foi realizada no programa MCCCS Towhee modificada na presente dissertação para fornecer as propriedades mencionadas anteriormente. Em geral, as propridades simuladas na GERG e na simulação molecular concordaram dentro do limite de incerteza das simulações, porém, em algumas condições, a GERG apresentou desvios além de 8% em relação aos dados experimentais e a simulação molecular apresentou desvios nessas mesmas condições maiores que 13%. Este trabalho extrapolou a faixa de pressão estudada até 100000MPa. Apesar dessas pressões estarem muito além das recomendadas para a utilização da GERG, os desvios em relação aos resultados da simulação molecular foi de no máximo 7% em densidade. Em relação a outras propriedades, os desvios estão dentro do intervalo de incerteza. Neste trabalho também foi mapeado o ponto crítico líquido-vapor para o dióxido de carbono, o metano e de uma mistura entre essas substâncias através da análise da divergência da compressibilidade isotérmica, da expansividade térmica e da capacidade calorífica a pressão constante. A temperatura crítica simulada para o dióxido de carbono foi de 309K, apenas 5K acima da temperatura crítica experimental. Para o metano a temperatura crítica está acima do valor experimental e para a mistura seriam necessários mais resultados para uma melhor conclusão