Solubilidade de cloreto de cálcio em misturas de água e monoetileno glicol pelo método analítico via densidade

• Autor(a) principal: Silva, Iêda Letícia Mendes
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22403
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Cloreto de cálcio; Solubilidade; MEG; Densidade; Condutividade; Modelagem termodinâmica

Dentro do universo da indústria petrolífera, a formação de hidratos se apresenta como um dos grandes empecilhos atrelados a poços produtores de gás. Uma das técnicas utilizadas para evitar a formação de hidratos, é a utilização de compostos inibidores, destacando-se entre esses o monoetilenoglicol (MEG), sendo este injetado na cabeça dos poços produtores. No entanto, ao retornar à superfície a corrente de MEG carreia tanto sedimentos como água, advindos das formações dos poços. Dessa forma, a regeneração do MEG se faz necessária para a rentabilidade do processo. A regeneração do MEG envolve etapas de pré-tratamento, remoção de sais e remoção de água. A fim de otimizar as condições operacionais, este trabalho se propôs a determinar a solubilidade especificamente do sal cloreto de cálcio em misturas de água e MEG, às temperaturas de 25 e 50°C. A metodologia proposta foi a analítica e teve por intuito obter dados de solubilidade por meio de aferição de grandezas indiretas, sendo elas, densidade e condutividade. Sendo assim, as análises desenvolvidas nesse trabalho foram, principalmente, densimetria, condutimetria, e, além delas, termogravimetria e titulação volumétrica de Karl Fischer, utilizadas para a determinação do teor de água apresentado pelos reagentes. Através das curvas elaboradas de densidade e condutividade versus concentração de cloreto de cálcio, percebeu-se um comportamento monotônico da grandeza densidade em relação à concentração de sal, enquanto a condutividade apresentou comportamento não-monotônico. Nos experimentos de solubilidade foram coletadas amostras que permitiram determinar a concentração a partir dos dados de densidade, grandeza mais adequada para este fim. Foram obtidas isotermas a 25 e 50°C de solubilidade versus concentração de MEG na mistura de solventes. A análise das isotermas permite observar que o efeito salting-out, provocado pela presença do MEG no solvente, é pouco significativo até a concentração média de 33% mássico de MEG livre de sal. No entanto, após esta zona de concentração é perceptível uma significativa alteração na inclinação de ambas as isotermas, e a diminuição da solubilidade passa a ser mais acentuada. Em relação ao aumento de temperatura, a solubilidade do cloreto de cálcio apresenta efeito positivo. A equação de Setchenov e o modelo UNIQUAC+DH, juntamente com os dados termoquímicos, foram aplicados para descrever os dados experimentais. Na abordagem com UNIQUAC+DH não foi considerada a alteração na fase sólida formada com a concentração de MEG através dos dados termoquímicos. Por outro lado, semelhantemente a Setchenov, foram estimados dois conjuntos de parâmetros para cada isoterma, considerado cada fase sólida distinta. A descrição dos dados pela modelo UNIQUAC+DH resultou próxima da incerteza experimental, i.e., em média para a solubilidade do cloreto de cálcio 2,00 %.