Simulação numérica da separação óleo-água em hidrociclones para baixas frações de óleo

Almeida, Lucilla Coelho de

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/17683

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Simulação numérica da separação óleo-água em hidrociclones para baixas frações de óleo
Author(s)/Inventor(s):	Almeida, Lucilla Coelho de
Advisor:	Oliveira Júnior, João Américo Aguirre
Co-advisor:	Medronho, Ricardo de Andrade
Abstract:	O uso de hidrociclones para separação líquido/líquido, embora objeto de pesquisas há muitas décadas, somente nas últimas três décadas tem sido objeto de aplicação industrial. Uma das principais aplicações de hidrociclones líquido/líquido é na indústria do petróleo. A remoção de pequenas gotículas de óleo dispersas na água salgada, que é produzida juntamente com os hidrocarbonetos provenientes de um poço petrolífero, é tradicionalmente uma empreitada difícil. Esta dificuldade é devida ao pequeno diâmetro dessas gotículas e à reduzida diferença de massa específica entre o óleo e a água. Ambos os fatores implicam numa velocidade terminal, sob ação do campo gravitacional, muito reduzida; o que inviabiliza a utilização de separadores gravitacionais convencionais, uma vez que o tempo de residência necessário para promover a separação torna a operação impraticável. A corrente de água oleosa normalmente dispõe de pressão suficiente para tornar atrativa a utilização de hidrociclones. Assim, vários desses equipamentos têm sido instalados em plataformas de produção de petróleo ao redor do mundo nos últimos 30 anos. A grande vantagem da utilização de hidrociclones está nas pequenas dimensões do equipamento, ocupando uma menor área de convés e sem o peso de um separador gravitacional. Além disso, esse tipo de equipamento apresenta, em geral, uma maior eficiência e um baixo custo de instalação e de manutenção. O principal objetivo do presente trabalho foi obter uma metodologia eficiente para modelagem de escoamentos multifásicos em hidrociclones que forneça uma concordância adequada entre dados simulados e experimentais (perfis de velocidade e eficiência de separação). Realizou-se um estudo de validação da modelagem detalhada (tridimensional e transiente) de hidrociclones. Esta validação foi feita a partir da comparação de resultados obtidos via CFD com dados experimentais disponíveis na literatura. Alguns modelos de turbulência adequados à simulação numérica de escoamentos rotacionais foram testados e diferentes abordagens para modelagem do arrasto entre as fases foram comparadas. Simulações numéricas foram feitas utilizando como base o clássico hidrociclone de Thew para a separação óleo/água. A fase óleo foi tratada como uma fase discreta (lagrangeana) e simulada com um acoplamento tipo “uma-via”. A curva de eficiência de separação por tamanho foi obtida e comparada com os dados experimentais publicados. Em linhas gerais os resultados se mostraram bastante satisfatórios, com um custo computacional razoável para a solução do escoamento da fase contínua e um custo bastante reduzido para o cálculo da fase dispersa.
Keywords:	Hidrociclones Água Óleo Separação Indústria Petróleo Simulações
Subject CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
Production unit:	Escola de Química
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	Nov-2009
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Citation:	ALMEIDA, Lucilla Coelho de. Simulação numérica da separação óleo-água em hidrociclones para baixas frações de óleo. 2009. 75 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009.
Appears in Collections:	Engenharia Química

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