Estudo experimental da formação e crescimento de hidratos de tetrahidrofurano em uma célula cilíndrica
Ano de defesa: | 2017 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
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Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba |
Programa de Pós-Graduação: |
Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3306 |
Resumo: | Ao buscar a autossuficiência de petróleo, o Brasil expandiu a sua tecnologia offshore e recentemente começou a explorar a região do pré-sal. Todavia as explorações desses campos apresentam grandes desafios. Nas reservas do pré-sal, assim como em diversos campos de exploração ao redor do mundo, a indústria de óleo e gás deve se preocupar com a formação de hidratos durante o processo de extração e transporte de seu produto. Os problemas de garantia de escoamento relacionados a hidratos têm sido tratados tradicionalmente pela implementação de estratégias de prevenção de hidratos, ou seja, injeção de inibidores, remoção de água do sistema e isolamento térmico de linhas. Porém esses métodos elevam o custo da produção, levando as indústrias a aplicar a gestão de hidratos, onde pode haver a presença de hidratos dispersos no fluido. Contudo a operação de extração apresenta flutuações e, por vezes, paradas inesperadas. Esses fatos podem resultar na deposição de hidratos na parede das tubulações, causando bloqueios parciais ou totais da linha. O presente trabalho estuda experimentalmente o crescimento anular de uma camada de hidrato, desde a parede até o centro, utilizando uma célula cilíndrica estática. O experimento utilizou uma solução de 1:17 mols de tetrahidrofurano (THF) em água, mesma razão molar para o hidrato formado, desta forma, a taxa de crescimento da camada de hidrato é controlada predominantemente pelo fenômeno de transferência de massa. Esta dissertação apresenta a taxa de crescimento da camada de hidrato para diversas taxas de subresfriamento, também apresenta algumas observações referentes à morfologia do hidrato sob influência da temperatura em que o experimento foi exposto. |
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2018-08-02T18:39:49Z2018-08-02T18:39:49Z2017-11-24MÜHLSTEDT, Guilherme. Estudo experimental da formação e crescimento de hidratos de tetrahidrofurano em uma célula cilíndrica. 2017. 112 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3306Ao buscar a autossuficiência de petróleo, o Brasil expandiu a sua tecnologia offshore e recentemente começou a explorar a região do pré-sal. Todavia as explorações desses campos apresentam grandes desafios. Nas reservas do pré-sal, assim como em diversos campos de exploração ao redor do mundo, a indústria de óleo e gás deve se preocupar com a formação de hidratos durante o processo de extração e transporte de seu produto. Os problemas de garantia de escoamento relacionados a hidratos têm sido tratados tradicionalmente pela implementação de estratégias de prevenção de hidratos, ou seja, injeção de inibidores, remoção de água do sistema e isolamento térmico de linhas. Porém esses métodos elevam o custo da produção, levando as indústrias a aplicar a gestão de hidratos, onde pode haver a presença de hidratos dispersos no fluido. Contudo a operação de extração apresenta flutuações e, por vezes, paradas inesperadas. Esses fatos podem resultar na deposição de hidratos na parede das tubulações, causando bloqueios parciais ou totais da linha. O presente trabalho estuda experimentalmente o crescimento anular de uma camada de hidrato, desde a parede até o centro, utilizando uma célula cilíndrica estática. O experimento utilizou uma solução de 1:17 mols de tetrahidrofurano (THF) em água, mesma razão molar para o hidrato formado, desta forma, a taxa de crescimento da camada de hidrato é controlada predominantemente pelo fenômeno de transferência de massa. Esta dissertação apresenta a taxa de crescimento da camada de hidrato para diversas taxas de subresfriamento, também apresenta algumas observações referentes à morfologia do hidrato sob influência da temperatura em que o experimento foi exposto.In the search of becoming self-sufficient in petroleum production, Brazil expanded its offshore technology and recently has began to explore the Pre-salt region. However, the exploration of these fields presents major challenges. In the presalt reserves as well as in diverse fields of exploration around the world, the oil and gas industry must worry about the formation of hydrates during the process of extraction and transportation of its product. The problems in flow assurance related with the hydrates have been addressed by the implementation of hydrate prevention strategies, in other words, by injection of inhibitors, water withdrawal from the system and thermal insulation of lines. However, these methods raise the cost of production, leading industries to apply hydrate management, where there may be hydrate dispersed in the fluid. Nevertheless, the extraction operation has fluctuations and sometimes unexpected stops. These facts can result in the deposition of hydrates in the wall of the pipes, causing partial or total blockages of the line. The present work experimentally studies the annular growth of a hydrate layer, from the wall to the center, using a static cylindrical cell. The experiment used a solution of 1:17 mol of THF in water, the same molar ratio of the formed hydrate, in this way, the growth rate of the hydrate layer is controlled predominantly by the mass transfer phenomenon. This dissertation presents the hydrate layer growth rate for several sub-cooling rates, also presents some observations regarding the morphology of the hydrate under the influence of the temperature in which the experiment was exposed.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaMestrado em Engenharia Mecânica e de MateriaisUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICAEngenharia MecânicaHidratosCompostos complexosIndústria petrolíferaPoços de petróleo - PerfuraçãoEngenharia do petróleoPetróleo - TransporteEngenharia mecânicaHydratesComplex compoundsPetroleum, Industry and tradeOil well drillingPetroleum engineeringPetroleum - TransportationMechanical engineeringEstudo experimental da formação e crescimento de hidratos de tetrahidrofurano em uma célula cilíndricaExperimental study of tetrahydrofuran hydrate formation and growth in a cylindrical cellinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaSantos, Paulo Henrique Dias doshttp://lattes.cnpq.br/5701155189630566Morales, Rigoberto Eleazar Melgarejohttp://lattes.cnpq.br/5156573817670917Santos, Paulo Henrique Dias dosMarcelino Neto, Moisés AlvesLuz Junior, Luiz Fernando de Limahttp://lattes.cnpq.br/7368640529575766Mühlstedt, Guilhermeinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALCT_PPGEM_M_Mühlstedt, Guilherme_2017.pdfCT_PPGEM_M_Mühlstedt, Guilherme_2017.pdfapplication/pdf5547358http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3306/1/CT_PPGEM_M_M%c3%bchlstedt%2c%20Guilherme_2017.pdff4fdafa7678e80edc720025a3ba4f3c0MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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