Experimental characterization of inhibited carbon dioxide hydrates above the upper quadruple point Caracterização experimental de hidratos de dióxio de carbono inibidos acima do ponto quádruplo superior

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Cordeiro Junior, José Carlos
• Orientador(a): Marcelino Neto, Moisés Alves
• Banca de defesa: Marcelino Neto, Moisés Alves, Santos, Paulo Henrique Dias dos, Corazza, Marcos Lucio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Hidratos; Dióxido de carbono; Equilíbrio químico; Inibidores químicos; Monoetilenoglicol; Termodinâmica; Sal; Engenharia mecânica; Hydrates; Carbon dioxide; Chemical equilibrium; Chemical inhibitors; Monoethylene glycol; Thermodynamics; Salt; Mechanical engineering
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::TERMODINAMICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4365

Sob condições específicas, moléculas de água podem se combinar com moléculas de gás, formando uma estrutura cristalina sólida chamada de hidratos. A formação dessa fase similar ao gelo pode bloquear tubulações, sendo uma grande preocupação da indústria de petróleo e gás. Dióxido de carbono é um contaminante natural presente no petróleo. Como campos de petróleo estão sendo explorados em regiões com condições mais severas (altas pressões e baixas temperaturas), dióxido de carbono presente pode condensar, causando o aparecimento de um ponto quádruplo superior no equilíbrio de fases de hidratos. Acima deste ponto, dióxido de carbono líquido se combina com água para formar hidratos. Inibidores termodinâmicos, como o MEG, são comumente utilizados pela indústria e agem alterando as condições de formação de hidratos, essencialmente prevenindo-os. Na exploração de petróleo em alto mar, a água que pode potencialmente formar hidratos é naturalmente inibida pela presença de sais. Dessa forma, o uso de inibidores termodinâmicos pode ser otimizado levando-se em conta a presença de sais. Com isso em mente, a influência de MEG e NaCl no equilíbrio de fases de hidratos foi avaliada. Uma célula de equilíbrio conectada diretamente à uma bomba seringa foi utilizada para determinar experimentalmente condições de equilíbrio de hidratos de dióxido de carbono. Visando atingir altas pressões para garantir a condensação do CO2, uma metodologia isobárica foi utilizada. Controlando-se a temperatura da célula, hidratos foram formados. Com isso, CO2 é consumido, o qual é reposto com o uso da bomba seringa afim de se manter a pressão da célula constante. Novos dados experimentais de equilíbrio de hidratos foram obtidos para pressões entre 8.5 e 25 MPa. A consistência termodinâmica dos dados coletados foi avaliada, confirmando sua confiabilidade. Por último, os dados experimentais obtidos neste trabalho foram comparados com predições de programas e de modelos afim de se avaliar a confiabilidade dos mesmos. Os programas comerciais Multiflash e PVTSim deram bons resultados para sistemas inibidos com MEG e NaCl. O programa de código aberto CSMGem foi capaz de prever sistemas com água pura e com misturas de inibidores com bons resultados, exceto em altas concentrações, onde houve uma superestimação da capacidade de inibição. O modelo de Sirino et al. (2018) e a correlação e Hu-Lee-Sum deram resultados conservadores, subestimando o poder de inibição dos componentes analisados.