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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/65243| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Estudo do Equilíbrio Multifásico de Misturas de Petróleo e Dióxido de Carbono em Condições de Alta Pressão e Alta Temperatura |
| Autor(es): | Medeiros, Hugo Andersson Dantas |
| Orientador: | Feitosa, Filipe Xavier |
| Coorientador: | Sant'Ana, Hosiberto Batista de |
| Palavras-chave: | Comportamento de fases;Petróleo;Dióxido de carbono;SWIR;Equilíbrio líquido-líquido |
| Data do documento: | 2022 |
| Citação: | MEDEIROS, Hugo Andersson Dantas. Estudo do equilíbrio multifásico de misturas de petróleo e dióxido de carbono em condições de alta pressão e alta temperatura. 2022.103f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Fortaleza, 2022. |
| Resumo: | Nessa dissertação, novos dados de transição de fase para uma amostra de petróleo do pré-sal brasileiro recombinado com CO2 são apresentados por intermédio de diferentes técnicas experimentais diretas e indiretas como difração do laser, curva pressão-volume relativo (curva PV), método visual e microscopia em alta pressão, para pressões até 90,00 MPa e temperaturas de 40,0 a 140,0 °C. Método da curva pressão-volume relativo, junto com sinal de transmitância de laser NIR (do acrônimo inglês, near infrared) foram utilizados como métodos indiretos, bem como a observação direta da amostra foi utilizada como método direto para identificação da ocorrência de uma fase vapor e/ou sólida. Além disso, uma configuração experimental adicional foi proposta como técnica direta, de modo que, um microscópio de alta pressão (HPM) é utilizado em conjunto com um arranjo SWIR (do acrônimo inglês, short-wave infrared) para uma melhor observação de transições de fases complexas como líquido → líquido, líquido-fluido e sólido-líquido-fluido. A partir desse método, é possível determinar a ocorrência de uma nova fase com maior acurácia, bem como observar o comportamento de redissolução dessas frente variações nas condições de pressão e temperatura. Apenas o equilíbrio líquido-vapor (ELV) foi observado para os sistemas petróleo + CO2 com baixo teor de gás (37,9 e 50,0 mol % CO2) em todo o domínio de temperatura investigado. No entanto, para os sistemas com alto teor de gás (76,6, 80,6 e 84,2 mol % CO2) um equilíbrio líquido-líquido foi detectado a uma temperatura acima da temperatura crítica do CO2, apresentando um comportamento de expansão à medida que a pressão do sistema diminuiu, demonstrando um aumento no tamanho das gotas de líquido, se assemelhando a uma transição líquido-vapor. Foi observado uma fase sólida sem redissolução com o aumento da pressão, a qual pode ser associada a asfalteno para os sistemas petróleo + CO2 com alto teor de gás. Outra fase sólida foi detectada com difícil redissolução por aumento da temperatura, apresentando-se como uma fina dispersão sólida, a qual pode ser associada a parafina. Após todos os experimentos PVT, pode-se apontar que a utilização da curva PV concomitantemente a técnica de espalhamento de luz e observação direta do fluido foi suficiente para estudos do equilíbrio líquido-vapor. Contudo, a utilização do HPM-SWIR mostrou-se como uma técnica indispensável para estudos de equilíbrio líquido-líquido em alta pressão. Além disso, comportamentos de fases envolvendo fase sólida, a observação direta por intermédio do HPM-SWIR demonstrou-se satisfatório. |
| Abstract: | In this work, a new phase transition data set for high opacity Brazilian pre-salt crude oil recombined with CO2 are presented by the intermediate of two different experimental techniques, i.e., indirect and direct, for pressure up to 90.00 MPa and temperature from 40.0 to 140.0 °C. The pressure-relative volume curve (PV curve) and NIR (near-infrared) transmittance signal were used as indirect methods. Moreover, direct observation was used as a direct method to identify a vapor or solid phase. Furthermore, an additional configuration for direct experimental has been proposed by using a high-pressure microscope (HPM) coupled with a SWIR (short-wave infrared) arrangement (camera and light source) to better observe complex phase transitions as either liquid-liquid, liquid-fluid, or solid-liquid-fluid. For crude oil + CO2 systems with lower gas content (37.9 and 50.0 mol % CO2) only vapor-liquid equilibria (VLE) were observed for all temperature domains investigated. However, for high gas content (76.6, 80.6, and 84.2 mol % CO2) and liquid-liquid equilibria (LLE) were detected above CO2 critical temperature. Nevertheless, a liquid-liquid expansion was observed with a pressure decrease, marked by a liquid drop size increase, resembling a vapor-liquid transition. A solid-phase was observed, and it could be related to asphaltene for crude oil + CO2 at high gas content with no redissolution by increasing pressure. Another solid phase was detected and was associated with wax, as fine solid dispersion morphology with slow redissolution kinetic against temperature. Firstly, after all the PVT experiments, the use PV curve along with light scattering and direct observation for vapor-liquid equilibrium. Secondly, HPM-SWIR as the visual technique was indispensable for high-pressure liquid-liquid equilibrium. Thirdly, HPM-SWIR along with light scattering technique for asphaltene precipitation above saturation pressure. Finally, HPM-SWIR as a visual technique is recommended to determine wax appearance temperature. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/65243 |
| Aparece nas coleções: | DEQ - Dissertações defendidas na UFC |
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