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Type: Dissertação
Title: Algoritmo para cálculo de equilíbrio de fases com precipitação de parafinas
Author(s)/Inventor(s): Carmo, Rafael Pereira do
Advisor: Tavares, Frederico Wanderley
Abstract: A precipitação de parafinas é responsável por diversos problemas na indústria, sendo normalmente remediada mecanicamente ou mitigada com inibidores químicos, o que eleva o custo dos processos de produção. Frente a este cenário, uma abordagem mais econômica e de maior eficiência consiste em prever a formação de ceras utilizando-se simuladores, os quais ainda mostram-se limitados pela baixa capacidade preditiva e elevado custo computacional. Neste trabalho, o algoritmo para cálculo de envelopes de fases, conhecido como método de Michelsen, é melhorado computacionalmente por meio do acoplamento da análise de estabilidade via distância ao plano tangente (𝑇𝑃𝐷) e da seleção adequada das funções resíduo e das variáveis independentes. Isso possibilita o cálculo de flash e de curvas de equilíbrio multifásico com inclusão de fases sólidas e de óleos com altos teores de CO2. Para melhorar a descrição do óleo, principalmente em termos de componentes mais pesados, foi implementada uma etapa de caracterização, utilizada para calcular propriedades necessárias à equação de estado e ao modelo multisólido. Assim, foi possível gerar, de forma automatizada, envelopes de fases de equilíbrio contendo diferentes tipos de transições de fases. Por meio desses cálculos, observou-se que o fator de Poynting apresenta influência considerável nas condições de precipitação de sólidos, principalmente a pressões acima de 100 bar. Nota-se também que a adição de CO2 ao óleo é capaz de aumentar a solubilidade do sólido, reduzindo a 𝑊𝐴𝑇 em até 6K.
Abstract: Paraffin precipitation is responsible for several problems in industry, being usually mecanically remedied or mitigated by chemical inhibitors, what increases the costs of the production processes. Against such a background, a more economic and efficient approach consists in predicting the wax formation conditions by using simulators, which are still limited by low predictability and high computational cost. In this work, the algorithm for phase envelopes, known as Michelsen method, is adapted and computationally improved by coupling the 𝑇𝑃𝐷 stability analysis method and augmented by the proper selection of residual functions and independent variables. This enables the computation of flash calculations and multiphase equilibria saturation curves for systems with several solid phases and high CO2 content. Aiming a better oil description, especially for large chain compounds, it has been implemented a characterization routine, used to calculate necessary physical properties to the equation of state and the multisolid model. Therefore, it was possible to generate, in an automated form, phase envelopes containing diferent kinds of phase-transition equilibria. Using this algorithm, it was noticed that the Poynting factor presents important influence on solid precipitation conditions at pressures above 100 bar. Also, the addition of CO2 to the oil can increase the wax solubility, reducing the 𝑊𝐴𝑇 by up to 6K.
Keywords: Equilíbrio de fases
Algoritmo
Parafinas
Estabilidade
Caracterização
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Feb-2016
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Química

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