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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10220| Título: | Estudo teórico e experimental do equilíbrio de fases de hidratos de dióxido de carbono na presença de etanol |
| Autor(es): | Ferrari, Paolo Furlanetto |
| Orientador(es): | Marcelino Neto, Moisés Alves |
| Palavras-chave: | Hidratos Escoamento multifásico Poços de petróleo - Perfuração Hydrates Multiphase flow Oil well drilling |
| Data do documento: | 23-Jun-2015 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | FERRARI, Paolo Furlanetto. Estudo teórico e experimental do equilíbrio de fases de hidratos de dióxido de carbono na presença de etanol. 2015. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015. |
| Resumo: | Hidratos são estruturas cristalinas solidas formadas por água e gás. Algumas das situações praticas que propiciam a formação de hidratos são as operações envolvendo escoamento multifásico de água e gás natural, sob baixas temperaturas e altas pressões. Esse tipo de escoamento e comum na industria de petróleo. Nesse caso, o hidrato e indesejado por causar perdas de eficácia, danos em equipamentos e, eventualmente, bloqueio do fluxo na tubulação. Por isso, prever as faixas de pressão e temperatura que tornam possíveis a formação de hidratos e importantíssimo. Dessa forma, o objetivo geral deste trabalho e a obtenção de curvas pressão-temperatura de equilíbrio de fases entre a fase hidrato com as fases gasosa e liquida para condições com e sem inibidores - substancias adicionadas a fase liquida com a finalidade de dificultar a formação dos hidratos. A curva de equilíbrio divide o plano em duas regiões: onde as condições de pressão e temperatura são favor oveis e onde as condições de pressa o e temperatura são impeditivas a formação de hidratos. Portanto, o seu levantamento e consideração e muito importante em projetos que envolvem escoamento multifásico. A obtenção de pontos das curvas foi feita de duas formas paralelas. Em primeiro lugar, para o sistema dióxido de carbono e água (com e sem etanol), foram levantadas condicies de formação de hidrato no laboratório e alguns pontos da curva de equilíbrio foram coletados. O ensaio foi realizado em uma c ́ lula de equilíbrio de fases, a temperatura constante e com volume e pressões controlados. Em segundo lugar, foi feita a implementação de rotinas de calculo no computador que determinam a curva de equilíbrio para os mesmos componentes usados nos ensaios experimentais. Para isso, o modelo padrão de adsorção de gases pela fase s ́ lida (Van der Waals e Plateeuw) e duas equações de estado para o gás foram usados, a Cubic-Plus-Association (CPA e a Soave-Redlich-Kwong (SRK). Foi realizada uma rotina de cálculos Flash, que permite a caracterização das fases liquida e gasosa. Através da comparação entre três series de dados (experimentais, te ́ ricos e da literatura), foi possível avaliar a qualidade do modelo. |
| Abstract: | Hydrates are solid crystalline structures formed by water and gas. Some of the practical situations that are favorable to the formation of hydrates are the operations that involve multiphase flow, under low temperatures and high pressures. This type of flow is rather common in the oil industry. In this case, hydrates cause loss of efficiency, damage to equipment and, eventually, interruption of flow in a pipe. For that reason, it is important to know a priori what are the temperature and pressure zones that make hydrates nucleate and stabilize. The goal of this work is the study of equilibrium conditions for the hydrate with a gas and a liquid phase. Thus, temperature - pressure equilibrium curves for different compositions of the liquid phase are obtained. Basically, the equilibrium curve divides the plane in two regions: where the conditions of pressure and temperatures are favorable or not to hydrate formation. Consequently, it is a very important consideration in situations where multiphase flow is present. The points of the equilibrium curve will be obtained by two different methods. In the first method, the formation of hydrates will take place in the lab, and the temperature-pressure conditions will be collected. The components of the system are water, carbon dioxide and ethanol. The experiment was performed in equilibrium cell, kept at constant temperature and with controlled pressure and volume variations. In the second method, a computer program was coded in Matlab that is capable of predicting equilibrium curves for the system under study. This is done by combining the standard model of gas adsorption by the solid hydrate phase (Van der Waals and Platteuw) with two equations of state, that accounts for the liquid and vapor phases, the Soave-Redlich - Kwong and Cubic-Plus-Association equations. A Flash calculus routine was implemented to the complete characterization of the liquid and vapor phases. Through the comparison between the three series of data (experimental, predicted and from the literature), it was possible to test the quality of the numerical model. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10220 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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