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dc.creatorCordeiro Junior, José Carlos-
dc.date.accessioned2019-09-02T20:24:20Z-
dc.date.available2019-09-02T20:24:20Z-
dc.date.issued2019-07-17-
dc.identifier.citationCORDEIRO JUNIOR, José Carlos. Experimental characterization of inhibited carbon dioxide hydrates above the upper quadruple point. 2019. 116 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4365-
dc.description.abstractUnder specific conditions, water molecules can combine with gas molecules forming a solid crystalline structure called hydrates. The formation of this ice-like phase can block pipelines and is a major flow assurance concern in oil and gas industries. Carbon dioxide is a natural contaminant present in petroleum. As oilfields are being explored in regions with more severe conditions, it can condensate and thus an upper quadruple point appears in the hydrate phase equilibrium. Above this point, hydrate forms from liquid carbon dioxide and water. Thermodynamic inhibitors, such as MEG, are commonly used in petroleum industry and act by changing the conditions at which hydrates can form, essentially preventing their appearance. In offshore oil and gas production, water that can potentially form hydrates is naturally inhibited with salts. This way, the use of thermodynamic inhibitors can be optimized with the presence of salts. With this in mind, the influence of NaCl and MEG in the phase equilibrium of carbon dioxide hydrates was evaluated. An equilibrium cell connected to a syringe pump was used to determine experimental phase equilibrium points of inhibited carbon dioxide hydrates. In order to achieve high pressures to ensure the condensation of the gas phase, an isobaric procedure was used. By changing the temperature of the cell, hydrates form, consuming CO2, which is replaced by the syringe pump in order to keep a constant pressure. New equilibrium experimental data for pressures varying from 8.5 to 25 MPa were determined. The consistency of the data collected was evaluated with good results, confirming its reliability. Lastly, the experimental data collected were compared with prediction software products and models in order to evaluate their accuracy. Commercial software Multiflash and PVTSim offered good results for systems inhibited with MEG and NaCl, while the open source CSMGem software was able to give decent results in pure water system and with mixture of inhibitors, except in high concentrations, where it greatly super-estimated the inhibition effect. Sirino et al. (2018) and the Hu-Lee-Sum correlation were conservative on its results, generally sub-estimating the inhibition effect of inhibitors.pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectHidratospt_BR
dc.subjectDióxido de carbonopt_BR
dc.subjectEquilíbrio químicopt_BR
dc.subjectInibidores químicospt_BR
dc.subjectMonoetilenoglicolpt_BR
dc.subjectTermodinâmicapt_BR
dc.subjectSalpt_BR
dc.subjectEngenharia mecânicapt_BR
dc.subjectHydratespt_BR
dc.subjectCarbon dioxidept_BR
dc.subjectChemical equilibriumpt_BR
dc.subjectChemical inhibitorspt_BR
dc.subjectMonoethylene glycolpt_BR
dc.subjectThermodynamicspt_BR
dc.subjectSaltpt_BR
dc.subjectMechanical engineeringpt_BR
dc.titleExperimental characterization of inhibited carbon dioxide hydrates above the upper quadruple point Caracterização experimental de hidratos de dióxio de carbono inibidos acima do ponto quádruplo superiorpt_BR
dc.title.alternativeCaracterização experimental de hidratos de dióxio de carbono inibidos acima do ponto quádruplo superiorpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoSob condições específicas, moléculas de água podem se combinar com moléculas de gás, formando uma estrutura cristalina sólida chamada de hidratos. A formação dessa fase similar ao gelo pode bloquear tubulações, sendo uma grande preocupação da indústria de petróleo e gás. Dióxido de carbono é um contaminante natural presente no petróleo. Como campos de petróleo estão sendo explorados em regiões com condições mais severas (altas pressões e baixas temperaturas), dióxido de carbono presente pode condensar, causando o aparecimento de um ponto quádruplo superior no equilíbrio de fases de hidratos. Acima deste ponto, dióxido de carbono líquido se combina com água para formar hidratos. Inibidores termodinâmicos, como o MEG, são comumente utilizados pela indústria e agem alterando as condições de formação de hidratos, essencialmente prevenindo-os. Na exploração de petróleo em alto mar, a água que pode potencialmente formar hidratos é naturalmente inibida pela presença de sais. Dessa forma, o uso de inibidores termodinâmicos pode ser otimizado levando-se em conta a presença de sais. Com isso em mente, a influência de MEG e NaCl no equilíbrio de fases de hidratos foi avaliada. Uma célula de equilíbrio conectada diretamente à uma bomba seringa foi utilizada para determinar experimentalmente condições de equilíbrio de hidratos de dióxido de carbono. Visando atingir altas pressões para garantir a condensação do CO2, uma metodologia isobárica foi utilizada. Controlando-se a temperatura da célula, hidratos foram formados. Com isso, CO2 é consumido, o qual é reposto com o uso da bomba seringa afim de se manter a pressão da célula constante. Novos dados experimentais de equilíbrio de hidratos foram obtidos para pressões entre 8.5 e 25 MPa. A consistência termodinâmica dos dados coletados foi avaliada, confirmando sua confiabilidade. Por último, os dados experimentais obtidos neste trabalho foram comparados com predições de programas e de modelos afim de se avaliar a confiabilidade dos mesmos. Os programas comerciais Multiflash e PVTSim deram bons resultados para sistemas inibidos com MEG e NaCl. O programa de código aberto CSMGem foi capaz de prever sistemas com água pura e com misturas de inibidores com bons resultados, exceto em altas concentrações, onde houve uma superestimação da capacidade de inibição. O modelo de Sirino et al. (2018) e a correlação e Hu-Lee-Sum deram resultados conservadores, subestimando o poder de inibição dos componentes analisados.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8807301645668435pt_BR
dc.contributor.advisor1Marcelino Neto, Moisés Alves-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2071333457212415pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5156573817670917pt_BR
dc.contributor.referee1Marcelino Neto, Moisés Alves-
dc.contributor.referee2Santos, Paulo Henrique Dias dos-
dc.contributor.referee3Corazza, Marcos Lucio-
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::TERMODINAMICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Mecânicapt_BR
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