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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4365
Registro completo de metadados
Campo DC | Valor | Idioma |
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dc.creator | Cordeiro Junior, José Carlos | - |
dc.date.accessioned | 2019-09-02T20:24:20Z | - |
dc.date.available | 2019-09-02T20:24:20Z | - |
dc.date.issued | 2019-07-17 | - |
dc.identifier.citation | CORDEIRO 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.uri | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4365 | - |
dc.description.abstract | Under 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.language | eng | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | pt_BR |
dc.rights | openAccess | pt_BR |
dc.subject | Hidratos | pt_BR |
dc.subject | Dióxido de carbono | pt_BR |
dc.subject | Equilíbrio químico | pt_BR |
dc.subject | Inibidores químicos | pt_BR |
dc.subject | Monoetilenoglicol | pt_BR |
dc.subject | Termodinâmica | pt_BR |
dc.subject | Sal | pt_BR |
dc.subject | Engenharia mecânica | pt_BR |
dc.subject | Hydrates | pt_BR |
dc.subject | Carbon dioxide | pt_BR |
dc.subject | Chemical equilibrium | pt_BR |
dc.subject | Chemical inhibitors | pt_BR |
dc.subject | Monoethylene glycol | pt_BR |
dc.subject | Thermodynamics | pt_BR |
dc.subject | Salt | pt_BR |
dc.subject | Mechanical engineering | pt_BR |
dc.title | Experimental characterization of inhibited carbon dioxide hydrates above the upper quadruple point Caracterização experimental de hidratos de dióxio de carbono inibidos acima do ponto quádruplo superior | pt_BR |
dc.title.alternative | Caracterização experimental de hidratos de dióxio de carbono inibidos acima do ponto quádruplo superior | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.description.resumo | Sob 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.local | Curitiba | pt_BR |
dc.publisher.local | Curitiba | pt_BR |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/8807301645668435 | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Marcelino Neto, Moisés Alves | - |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2071333457212415 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejo | - |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5156573817670917 | pt_BR |
dc.contributor.referee1 | Marcelino Neto, Moisés Alves | - |
dc.contributor.referee2 | Santos, Paulo Henrique Dias dos | - |
dc.contributor.referee3 | Corazza, Marcos Lucio | - |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais | pt_BR |
dc.publisher.initials | UTFPR | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::TERMODINAMICA | pt_BR |
dc.subject.capes | Engenharia Mecânica | pt_BR |
Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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