Caracterização experimental e teórica do ponto de orvalho da mistura metano - etanol

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Lino, Luiz Henrique Meneghel
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Metano
Etanol
Termodinâmica
Diagramas de fase
Equilíbrio
Hidratos - Prevenção
Inibidores químicos
Methane
Ethanol
Thermodynamics
Phase diagrams
Equilibrium
Hydrates - Prevention
Chemical inhibitors
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA
Engenharia Mecânica
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26666
Resumo: The use of gas-lift system for chemical injection is a smart solution in many cases where, operating wells have the system already installed. However, the gas-lift lines were projected to operate with single phase gaseous flow. Consequently, the presence of liquids inside the lines may damage the valves, causing reliability issues to system. Therefore, the phase envelop of the mixture natural gas – inhibitor must be known to ensure the operation at the gaseous phase region of the diagram. Since methane is the main gas in the natural gas, and ethanol is one of the most popular gas hydrates inhibitor, the goal of this work is to experimentally determinate the dew point curve of the system methane – ethanol in pressures up to 9 MPa, temperatures ranging from 313.15 K to 353.15 K in the hydrocarbon rich are of the diagram (molar fraction of methane above 93%). For this purpose, the isothermal synthetic method is applied with phase transition, which is detected with three techniques: visual, graphical and acoustic. The experimental results were modeled with Cubic-Plus-Association (CPA) equation of state. The 2B and 3B association schemes coupled with the CPA and the best temperature dependency of the binary interaction parameter (BIP) were tested. The ultrasonic technique and the visual technique showed results in agreement with the results in the literature. For the thermodynamic model, the 2B association scheme shower a batter predictive performance and the BIP used was temperature independent.
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Since methane is the main gas in the natural gas, and ethanol is one of the most popular gas hydrates inhibitor, the goal of this work is to experimentally determinate the dew point curve of the system methane – ethanol in pressures up to 9 MPa, temperatures ranging from 313.15 K to 353.15 K in the hydrocarbon rich are of the diagram (molar fraction of methane above 93%). For this purpose, the isothermal synthetic method is applied with phase transition, which is detected with three techniques: visual, graphical and acoustic. The experimental results were modeled with Cubic-Plus-Association (CPA) equation of state. The 2B and 3B association schemes coupled with the CPA and the best temperature dependency of the binary interaction parameter (BIP) were tested. The ultrasonic technique and the visual technique showed results in agreement with the results in the literature. For the thermodynamic model, the 2B association scheme shower a batter predictive performance and the BIP used was temperature independent.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)A utilização de linhas de gas-lift para injeção de inibidores termodinâmicos para prevenir a formação de hidratos pode ser uma solução prática para poços que já estão em funcionamento e possuem o sistema de elevação artificial de gas-lift. Entretanto, como essas linhas foram projetadas para o escoamento de gás somente, a presença de frações de líquidos pode danificar algumas válvulas. Dessa maneira, o ponto de orvalho da mistura de gás natural com o inibidor termodinâmico deve ser conhecido para assegurar a operação dessas linhas na região monofásica gasosa. O metano é o principal componente do gás natural e, o etanol está entre os inibidores termodinâmicos de hidratos mais disponíveis no território brasileiro. Entretanto, estudos sobre o ponto de orvalho dessa mistura são escassos na literatura. No presente trabalho, as curvas dos pontos de orvalho para o sistema metano – etanol foram obtidas experimentalmente em pressões de até 9 MPa e temperaturas entre 40֯C e 80֯C (313,15 K – 353,15 K), em composições globais acima de 93% metano. O método sintético isotérmico com mudança de fases foi empregado, e o momento da formação da primeira gota foi detectado por três técnicas diferentes: visual, acústica e gráfica. Os resultados experimentais foram modelados termodinamicamente através da equação de estado Cubic-Plus-Association (CPA). Testou-se os esquemas associativos 2B e 3B acoplados a CPA, bem como diferentes dependências da temperatura dos parâmetros de interação binária, otimizados usando-se dados experimentais. As técnicas experimentais ultrassônica e visual apresentaram bons resultados, concordantes com os dados da literatura. Em relação à modelagem termodinâmica, o esquema 2B obteve melhor desempenho e um parâmetro de interação binária independente da temperatura foi selecionado.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de MateriaisUTFPRMarcelino Neto, Moises Alveshttps://orcid.org/ 0000-0001-5492-6640http://lattes.cnpq.br/2071333457212415Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejohttps://orcid.org/ 0000-0003-3297-7361http://lattes.cnpq.br/5156573817670917Sant'Ana, Hosiberto Batista dehttps://orcid.org/0000-0001-7558-3018http://lattes.cnpq.br/2092735974889850Marcelino Neto, Moises Alveshttps://orcid.org/ 0000-0001-5492-6640http://lattes.cnpq.br/2071333457212415Santos, Paulo Henrique Dias doshttps://orcid.org/ 0000-0002-9130-0257http://lattes.cnpq.br/5701155189630566Lino, Luiz Henrique Meneghel2021-12-10T19:03:19Z2021-12-10T19:03:19Z2021-10-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfLINO, Luiz Henrique Meneghel. Caracterização experimental e teórica do ponto de orvalho da mistura metano - etanol. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26666porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2021-12-11T06:06:13Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/26666Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2021-12-11T06:06:13Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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