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Título: Investigação teórica da cinética de formação de hidratos de metano e dióxido de carbono
Título(s) alternativo(s): Theoretical investigation of kinects of methane and carbon dioxide hydrate formation
Autor(es): Zanon, Gabriel Nogueira
Ceccatto, Rafael
Orientador(es): Marcelino Neto, Moisés Alves
Palavras-chave: Hidratos
Cinética química
Escoamento
Metano
Dióxido de carbono
Engenharia mecânica
Hydrates
Chemical kinetics
Runoff
Methane
Carbon dioxide
Mechanical engineering
Data do documento: 7-Jul-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: ZANON, Gabriel Nogueira; CECCATTO, Rafael. Investigação teórica da cinética de formação de hidratos de metano e dióxido de carbono. 2017. 78 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: Hidratos são estruturas cristalinas que podem se formar a partir da interação de moléculas de água em conjunto com gases de baixo peso molecular, como metano, etano, propano e dióxido de carbono. Estas estruturas se formam sob condições termodinâmicas características, são elas alta pressão e baixa temperatura. Nos processos de produção de petróleo e gás, um dos maiores desafios enfrentados é a garantia de escoamento, que consiste em um conjunto de atividades a fim de evitar a presença de fatores que possam reduzir ou impedir a continuidade do escoamento. A formação de hidratos nas linhas de escoamento de óleo e gás representa uma objeção à esta garantia, gerando, assim, perda de produtividade e danos aos equipamentos, uma vez que são partículas sólidas. A cinética de formação de hidratos descreve os fenômenos relacionados ao tempo no processo de formação de hidratos. Atualmente o número de estudos dedicados à cinética de formação de hidratos é relativamente limitado, principalmente se confrontado com as pesquisas referentes à termodinâmica de equilíbrio. Nesse contexto, o presente trabalho busca colaborar para um melhor entendimento da cinética de formação de hidratos. Para isso, em um primeiro momento, será apresentado, um embasamento teórico relacionado a hidratos e sua cinética de formação, bem como alguns modelos matemáticos, no intuito de compreender melhor os mecanismos cinéticos da formação. Na sequência o modelo de Skovborg and Rasmussen (1993) será usado na modelagem cinética de hidratos de metano e dióxido de carbono. Para a validação serão utilizados dados experimentais disponíveis na literatura.
Abstract: Hydrates are crystal structures that can be formed from the interaction of water molecules and low molecular weight gases such as methane, ethane, propane and carbon dioxide. These structures are formed under favorable thermodynamic conditions. They are high pressure and low temperature. During the oil and gas production processes, one of the most challenges faced is the flow assurance, consisting of a set of activities in order to avoid a presence of factors that can reduce or prevent the continuous flow. The hydrates formation in the oil and gas lines represents an objection to the flow assurance, resulting in productive losses and equipment damage, since they are solid particles. The kinetics of hydrate formation describes the phenomena related to time in the process of hydrate formation. Currently the number of studies dedicated to the hydrate formation kinetics is relatively limited, especially when confronted with research on equilibrium thermodynamics. In this context this work seeks to collaborate for a better understanding of the hydrate formation kinetics. Therefore, in a first moment it will be presented a theoretical foundation related to the hydrate and its formation kinetics, as well as some mathematical models to improve the formation kinetics mechanism. Afterwards Skovborg and Rasmussen (1993) model will be used in the hydrate kinetic modeling of methane and carbon dioxide. For the validation will be used experimental data available in the literature.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10466
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