Equilíbrio de fases experimental de hidratos de dióxido de carbono e metano na presença de isopropanol e cloreto de sódio

• Autor(a) principal: Vasconcelos, Luiz Fernando Santos de
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25542
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA; Hidratos; Dióxido de carbono; Metano; Cloreto de sódio; Termodinâmica - Inibidores; Métodos de Simulação; Hydrates; Carbon dioxide; Methane; Sodium chloride; Thermodynamics - Inhibitors; Simulation methods; Engenharia Mecânica

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.