Equilíbrio de fases experimental de hidratos de dióxido de carbono e metano na presença de isopropanol e cloreto de sódio
Ano de defesa: | 2021 |
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Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | , , |
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
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25542 |
Resumo: | Em certas condições termodinâmicas, as moléculas de água podem se combinar com moléculas de baixo peso molecular para formar estruturas cristalinas conhecidas como hidratos. O bloqueio de tubulações devido à formação de hidratos é uma grande preocupação na garantia de escoamento, que pode causar danos e impedir a operação de produção nas indústrias de petróleo e gás. Inibidores termodinâmicos (como MEG, NaCl e isopropanol) atuam alterando a atividade da água, modificando o equilíbrio de fases, na intenção de atingir uma condição operacional segura. Na literatura, o isopropanol é dito como um inibidor termodinâmico para hidratos de dióxido de carbono, apesar disso, alguns relatos o apontam como promotor de hidratos quando submetido a sistemas com gases de ajuda, como o metano ou propano. A água das linhas de produção é naturalmente inibida pela presença de sais, como o NaCl. A precisão dos modelos e softwares de previsão de formação de hidratos (como MultiflashTM, PVTSimTM, CSMGemTM e o NUEMhyd) dependem de dados experimentais para otimização de parâmetros. No presente trabalho, dados experimentais para equilíbrio de fases de hidratos de dióxido de carbono e metano inibidos foram obtidos para pressões entre 20 e 260 bar, sob concentrações variando de 1 a 25%, em massa, de isopropanol e concentrações de 5 e 10%, em massa, de NaCl, em uma célula de pressão, utilizando o método isocórico de caracterização experimental. Sistemas inibidos com misturas de isopropanol e NaCl também foram avaliados experimentalmente. Um modelo termodinâmico, desenvolvido anteriormente, foi aplicado e validado com as condições de equilíbrio de hidrato obtidas. Esse modelo utiliza a equação de estado Cubic Plus Assosiation (CPA) para as fases fluidas e uma abordagem estatística, baseada na teoria de van der Waals-Platteeuw, para a fase hidratada. Os dados experimentais obtidos foram utilizados para realizar otimizações de parâmetros de interações binárias, assim como parâmetros de kihara, dada a escassez de dados na literatura. Concluiu-se que o isoprapanol foi caraterizado como inibidor de hidratos de CO2 e promotor de hidratos de CH4, colaborando na transição estrutural do tipo sI para o tipo sII. |