Modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Souza, João Paulo
• Orientador(a): Chiavone Filho, Osvaldo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Monoetileno glicol (MEG); Cloreto de sódio; Simulação; Solubilidade; Regeneração do MEG
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31368

A produção de gás natural, em plataformas offshore, deve evitar a ocorrência de hidratos, que são sólidos cristalinos que podem bloquear os dutos de escoamento de gás. A utilização de monoetileno glicol (MEG) tem eficácia já conhecida no meio operacional com relação à prevenção de hidratos. O MEG é injetado na tubulação submersa e atua como inibidor de hidratos, pois reduz o ponto de congelamento do fluido produzido pelo reservatório de gás (água + sais + hidrocarbonetos). Esse fluido chega na plataforma misturado com o MEG injetado, porém esse deve ser regenerado/recuperado para reutilizá-lo. Isso é possível por meio de uma planta de regeneração de MEG instalada na própria plataforma. Entretanto, é nessa fase que podem ocorrer dificuldades técnicas devido à presença do MEG. A água produzida pelo reservatório é salina e, dessa forma, a presença de sais pode provocar incrustações na unidade de regeneração do MEG, visto que essa substância reduz a solubilidade dos sais presentes. O cloreto de sódio (NaCl) é o sal com maior concentração nesse sistema. Caso a concentração de NaCl esteja acima da solubilidade, poderá ocorrer a precipitação indesejada de seus cristais. Essa cristalização e eventual precipitação pode ocasionar problemas como incrustações, que são muito prejudiciais em alguns equipamentos que compõem a planta de regeneração. Dessa forma, é de fundamental importância o conhecimento dos limites de solubilidade do sal (NaCl) nas condições do processo de utilização do MEG. Do ponto de vista operacional, também é importante quantificar, ou estimar, de forma ágil, a precipitação do sal. Isso pode ser realizado através da utilização de um simulador computacional que possa, a partir das condições operacionais da planta e dos dados de laboratório, calcular em tempo hábil as concentrações das espécies e, se necessário, a quantidade de sal precipitado ao longo do processo de regeneração de MEG. Este trabalho teve como objetivo criar um simulador que possa realizar os cálculos de balanço de massa para determinar a concentração de sal e, com base no conhecimento da solubilidade, quantificar a ocorrência de precipitados de sal, apenas fornecendo as variáveis temperatura, concentração de sal na alimentação, fração mássica de MEG em base livre de sal e vazão mássica. O simulador tem uma interface gráfica que permite ao usuário fornecer os dados operacionais necessários e, com base nisso, calcular as concentrações de sal na mistura ternária. O simulador foi criado usando a linguagem de programação Python. Devido à existência de uma cinética para a deposição do sal, dos demais sólidos e das impurezas, o simulador calcula apenas a quantidade de sal cristalizado presente nas correntes do processo, pois a precipitação depende de outros fatores fluidodinâmicos que não fazem parte do escopo deste estudo.