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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10608| Título: | Modelagem termodinâmica do equilíbrio líquido-vapor (ELV) da mistura metano-etanol |
| Título(s) alternativo(s): | Thermodynamic modeling of vapor-liquid equilibrium (VLE) for methane-ethanol mixture |
| Autor(es): | Boccia, Rodrigo de Souza |
| Orientador(es): | Marcelino Neto, Moisés Alves |
| Palavras-chave: | Metano Etanol Poços de petróleo - Gas-lift Inibidores químicos Equilíbrio Methane Ethanol Oil wells - Gas-lift Chemical inhibitors Equilibrium |
| Data do documento: | 28-Jun-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | BOCCIA, Rodrigo de Souza. Modelagem termodinâmica do equilíbrio líquido-vapor (ELV) da mistura metano-etanol. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019. |
| Resumo: | Na indústria do petróleo e gás, é desejável que a extração dos fluidos a partir dos poços produtores possua a maior eficiência possível, visto que esta é uma atividade econômica altamente competitiva e a demanda dos subprodutos do petróleo cresce ano a ano. Desta maneira, são utilizadas inúmeras técnicas de elevação artificial de petróleo (como a de Gas Lift) com a finalidade de aumentar a vazão do fluido e manter os poços sob máxima produtividade. Tais técnicas de elevação podem ser utilizadas em linhas de produção marítimas que muitas vezes apresentam condições adversas de pressão e temperatura (como alta pressão e baixa temperatura). Sob tais condições, pode ocorrer a formação de hidratos (estruturas cristalinas) nessas linhas de produção de petróleo, comprometendo a vazão e a segurança do processo de produção. A técnica mais comum para prevenir este tipo de problema é a injeção de aditivos químicos inibidores de hidratos na cabeça dos poços. No Brasil, o etanol é uma das boas opções de aditivo inibidor, devido à sua eficácia e grande abundância. Em alguns casos práticos, esse inibidor tem sido injetado pela linha de Gas Lift em conjunto com o gás de ascensão, por mais que esta linha não tenha sido projetada para tal finalidade. O presente projeto é motivado pelo estudo da injeção de etanol, a partir de uma linha de Gas Lift, em conjunto com o gás de ascensão (metano). Uma análise termodinâmica do equilíbrio líquido-vapor (ELV) da mistura metano-etanol foi realizada através da equação de estado cúbica Soave-Redlich-Kwong e, da implementação de algoritmos presentes na literatura, para a obtenção das curvas de Ponto de Bolha e Orvalho, envolvendo temperaturas entre 277 e 313K e pressões de 100 a 250 bar. Com tais curvas, foi possível determinar que, para tais condições, a mistura metano-etanol apresentará caráter bifásico, ou seja, além da fase gasosa, a fase líquida também estará presente. Esse resultado pode ser prejudicial à operação das válvulas do sistema de Gas Lift, visto que elas foram projetadas para operar apenas sob a fases gasosa. |
| Abstract: | The oil and gas industry desires the extraction of fluids through the production wells to have the best efficiency possible, since this industry has a high degree of competition and the demand of oil byproducts rises year by year. Thus, many artificial elevation methods are used (as the Gas Lift method) to increase the oil and gas flow in the pipeline, in order to keep the wells under maximum possible production. Such elevation techniques are used in offshore applications that commonly work under critical temperature and pressure conditions (such as low temperature and high pressure). Over these conditions, hydrates (crystal structures) can be formed inside the oil and gas extraction pipeline, jeopardizing the optimum flow and the safety of the production process. The most common method to prevent this kind of issue is to inject hydrate inhibitors additives inside the extraction pipeline. In Brazil, ethanol is one of the great options of inhibitor additive, due its efficiency and the abundance in the country. In some cases, the inhibitor has been injected through the Gas Lift line, together with the ascending gas (methane), although this line has not been designed for this function. A thermodynamic analysis of the liquid-vapor equilibrium (LVE) for methane-ethanol mixture was performed through the Soave-Redlich-Kwong (SRK) equation of state (EoS), together with the implementation of algorithms available in the literature, to make it possible to obtain Drew and Bubble points curves, under temperatures between 277 and 313K and pressures from 100 to 250 bar. With such curves, it was possible to determine that, for these conditions, methane-ethanol mixture will be under biphasic state, what means that besides the gas phase, liquid phase will also be present. This result can be harmful for the valves of the Gas Lift system, since they were designed to operate under the gas phase, only. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10608 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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