Análise do impacto da variação da composição do gás natural no processo Single Mixed Refrigerant

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Velhos, João Vitor
• Orientador(a): Soares, Rafael de Pelegrini
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Gás natural; Liquefação
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/182368

O gás natural é visto atualmente por muitos países como o combustível de transição para uma matriz energética renovável. A sua forma liquefeita, o GNL, permite a redução do seu volume em cerca de 600 vezes, viabilizando a sua comercialização até mesmo para distâncias transoceânicas. O processo Single Mixed Refrigerant (SMR) é largamente empregado para a liquefação do gás natural, principalmente em plantas de pequeno a médio porte. Devido à alta carga energética envolvida nesse processo, é constante a busca por soluções para torná-lo mais eficiente, incluindo a obtenção de composições ótimas da mistura refrigerante (MR) e das condições de operação. A concentração ótima da MR está fortemente ligada à composição do gás natural a ser liquefeito. Este trabalho então tem por objetivo analisar o impacto da variação da composição do gás natural no trabalho total de compressão se for mantida a mesma mistura refrigerante. Para tanto, inicialmente é realizada a otimização do processo SMR para três composições típicas de gás natural (pobre, rico e metano puro), tendo em vista obter o menor trabalho específico de compressão possível. Em seguida, os cenários gerados são otimizados considerando a sua aplicação com as demais composições de gás natural. Por fim, foi proposta uma otimização integrada de forma a otimizar a mistura refrigerante para operar simultaneamente com os três tipos de gás natural. Cada rotina de otimização inclui primeiramente um algoritmo global (DiRect), e após um algoritmo local (MMA). Foi descoberto que a mistura refrigerante 1 (MR1), resultante da otimização do gás pobre, gerou a menor perda de energia quando utilizada com outros gases, economizando 156,2 kW e 175,3 kW quando comparado à MR2 e MR3, respectivamente.