Estudo do equilíbrio de fases de hidratos de metano e da mistura metano e dióxido de carbono

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Kakitani, Celina
• Orientador(a): Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
• Palavras-chave em Português: Hidratos; Dióxido de carbono; Metano; Equilíbrio químico; Engenharia mecânica; Hydrates; Carbon dioxide; Methane; Chemical equilibrium; Mechanical engineering
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1035

Hidratos são estruturas cristalinas constituídas por moléculas de água e gás ou líquido, sendo que a estabilização dessa estrutura cristalina requer condições de altas pressões e/ou baixas temperaturas. A formação e a aglomeração de hidratos podem causar o bloqueio de linhas de transporte de óleo e/ou gás, reduzindo a eficiência do processo, danificando os equipamentos e comprometendo a segurança da parte operacional. Neste cenário, no presente trabalho é apresentado o estudo numérico-experimental de equilíbrio de fases dos hidratos para identificar as regiões de formação e adequar as condições de operação na indústria petrolífera. Para a predição das condições de formação dos hidratos é desenvolvido um modelo termodinâmico baseado na teoria de sólido ideal de van der Waals e Platteeuw. O modelo é fundamentado na igualdade dos potenciais químicos de todas as espécies em todas as fases (água líquida, hidrato e vapor). Para os cálculos de equilíbrio da fase hidrocarboneto foi utilizada a equação de estado de Soave Redlich-Kwong e o método da secante foi utilizado para solucionar o modelo iterativamente. As medidas experimentais foram realizadas utilizando metano puro e a mistura metano (90 % em mol) e dióxido de carbono e os testes foram realizados em duas bancadas distintas, sendo os procedimentos realizados semelhantes, baseados no método isocórico pela monitoração da resposta da pressão do sistema com a variação da temperatura. Os resultados experimentais e numéricos obtidos foram comparados com dados da literatura com a finalidade de validar o modelo termodinâmico proposto, o aparato experimental e o procedimento adotado. O erro absoluto máximo entre os resultados obtidos experimentalmente e do modelo termodinâmico desenvolvido foi de 0,57%. Desta forma, nota-se os resultados apresentaram boa concordância entre os dados experimentais e os da modelagem numérica.