Orientador: Rahoma S. Mohamed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: O aparecimento e o desenvolvimento da fase sólida na solução líquida de uma mistura de petróleo podem ocorrer quando ela é submetida à baixas temperaturas. Essa fase sólida, formada pelos componentes com maior peso molecular, pode causar sérios problemas operacionais, podendo até mesmo...

Resumo: O aparecimento e o desenvolvimento da fase sólida na solução líquida de uma mistura de petróleo podem ocorrer quando ela é submetida à baixas temperaturas. Essa fase sólida, formada pelos componentes com maior peso molecular, pode causar sérios problemas operacionais, podendo até mesmo impedir a produção da mistura. Daí a importância de saber antecipadamente como isso pode ocorrer para uma determinada mistura com composição conhecida. O presente trabalho é estuda esses fenômenos com base numa modelagem termodinâmica, para obter uma forma de calcular as principais propriedades que caracterizam o equilíbrio entre as fases sólida e líquida de uma mistura de petróleo. Essas propriedades correspondem à temperatura de precipitação da fase sólida ¿ denominada parafina (T.P.P.), e à tração mássica de uma mistura que precipita abaixo dessa temperatura. Comparando-se os valores calculados com os reais dessas propriedades, obtidos experimentalmente, pode ser julgada a precisão da modelagem adotada. O emprego de técnicas experimentais precisas possui então importância fundamental em estudos como o que é aqui desenvolvido.Não apenas para obter os dados que serão comparados aos valores que foram calculados dessas propriedades, como também aqueles que serão utilizados na modelagem termodinâmica para seu cálculo. No presente trabalho, são apresentadas as principais técnicas à serem empregadas na obtenção desses dados. Na determinação da T.P.P. de algumas misturas utilizadas nos experimentos realizados para o presente trabalho foram empregadas as técnicas da viscosimetria e da calorimetria de varredura diferencial. Essas misturas foram consideradas por apresentarem sérios problemas operacionais em seus sistemas de produção. Comparando os resultados calculados aos obtidos experimentalmente, ficou demonstrada a superioridade do modelo que supõe possuírem ambas as fases um comportamento não-ideal. A Teoria das Soluções Regulares deve ser utilizada para representar essa não-idealidade, que é expressa em função dos coeficientes de atividade dos componentes em ambas as fases. A capacidade preditiva do modelo pode ser melhorada se forem feitos alguns ajustes à dados precisos da fração sólida que precipita à baixas temperaturas. A técnica experimental com essa finalidade que é apresentada merece uma maior investigação, bem como outras que sejam identificadas para o mesmo fim

Abstract: The appearance and development of a solid-phase in the liquid solution of a petroleum fluid can occur when it is subjected to low temperatures. The solid phase - formed by high molecular wheight components - may cause serious operational problems that can even lead to an interruption of...

Abstract: The appearance and development of a solid-phase in the liquid solution of a petroleum fluid can occur when it is subjected to low temperatures. The solid phase - formed by high molecular wheight components - may cause serious operational problems that can even lead to an interruption of the mixture production. Hence, it is important to predict the way it happens for a mixture with known composition. The objective of the present work is to study these phenomena using a thermodynamic modeling, to provide a way of calculating the main characterizing properties for the equilibrium between the existing solid and liquid phases of a petroleum mixture. The properties of interest are the temperature at whieh the solid-phase ¿ named wax- preeipitates (W.P.T.), and the solid fraction that precipitates below this temperature. Comparing the caleulated values of these properties to the experimentally obtained ones, one can judge the precision of the adopted modeling. The use of accurate experimental techniques is then of fundamental importance in studies like the one developed in this work. Not only for obtaining the data to be compared to the calculated property values, but also the data used by the thermodynamic models. The maio experimental techniques used for obtaining all these data are presented and. discussed. The W.P.T.'s of some mixtures used in this study were determined by viscometry and differential scanning calorimetry techniques. These mixtures are being considered due to operational problem swhich occurred in their production systems. A comparison between the calculated and the experimental results revealed the superiority of the model that assumes non-ideal behavior of both phases. The Regular Solution theory can be considerated useful for representing this non-ideality, which is expressed in terms of the activity coefficients for the components in both phases. The model predictive capacity could be improved by fitting to accurate solid fraction data at low temperatures. The experimental technique regarding this property determination presented in this work deserves coser attention, as much as others that could be identified for the same use