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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78730
Tipo: | Dissertação |
Título: | Estudo termodinâmico da injeção conjunta de surfactante (não-iônico: série de igepal’s) e álcool, com CO 2 como gás carreador: determinação das condições de operação e modelagem dos estados de equilíbrio. |
Autor(es): | Costa, Moacir Frutuoso Leal da |
Orientador: | de Sant’Ana, Hosiberto Batista |
Coorientador: | Feitosa, Filipe Xavier |
Palavras-chave em português: | Recuperação avançada de petróleo;Agentes ativos de superfície;Comportamento de fases;Propriedades volumétricas;Modelagem termodinâmica |
Palavras-chave em inglês: | Enhanced oil recovery;Surface active agents;Phase behavior;Volumetric properties;Thermodynamic modeling |
Data do documento: | 2024 |
Citação: | COSTA, Moacir Frutuoso Leal. Estudo termodinâmico da injeção conjunta de surfactante (não-iônico: série de igepal's) e álcool, com CO2 como gás carreador: determinação das condições de operação e modelagem dos estados de equilíbrio. 2024. 115 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
Resumo: | Apesar da importância das propriedades termodinâmicas para a produção e o projeto de equipamentos e operações na indústria de petróleo e gás, ainda existe uma lacuna, principalmente devido às condições extremas de pressão e temperatura em que os fluidos são submetidos. Os surfactantes são compostos com um vasto leque de aplicações, sendo o foco na indústria do petróleo a melhoria da quantidade de óleo recuperado. O uso de co-surfactantes (álcoois de cadeia curta) em aplicações relacionadas as altas temperaturas sendo necessários para melhorar a estabilidade em sistemas com surfactantes. Tendo isso em mente, este trabalho teve como objetivo determinar as propriedades volumétricas de três surfactantes etoxilados não iônicos (IGEPAL CO-720, CO-630 e CO-520) puros e em sistemas binários com metanol. A solubilidade do dióxido de carbono nos surfactantes puros (IGEPAL CO-720 e CO-630) e na mistura binária IGEPAL CO-720 + metanol, bem como a modelagem termodinâmica através da equação de estado PC-SAFT também foram estudadas. As medições de densidade foram efetuadas a temperaturas de 313,15 K a 413,15 K e a pressões de até 100,0 MPa em todo o intervalo de frações molares de metanol. A solubilidade do dióxido de carbono foi avaliada em composições molares de até 99,9 % em CO2, no mesmo intervalo de temperatura. Os dados de densidade indicaram um comportamento de líquido regular para os compostos puros (surfactantes e metanol) e em misturas binárias (surfactante + metanol), com predominância de forças atrativas evidenciadas pela contração de volume para os sistemas binários. A partir dos dados volumétricos, os parâmetros da equação de estado PC-SAFT foram regredidos para os três surfactantes não iónicos. A interação binária entre os sistemas de surfactante + CO2 foram obtidos a partir dos dados de equilíbrio, e o cálculo da pressão de saturação foi efetuado com um %AARD máximo de 15,01% para os sistemas binários. Parâmetros de interação binária dependentes da temperatura foram utilizados para a estimativa do ponto de bolha para a mistura ternária IGEPAL CO-720 + metanol + CO2 com um %AARD de 12,60 %. Os sistemas em questão têm grande interesse industrial, bem como o conjunto de parâmetros disponibilizados possibilitam a predição de propriedades. |
Abstract: | Although thermodynamic properties are essential for production and equipment design in oil and gas industries, there is still a lack of experimental data, mainly because of hazardous conditions. Surfactants are compounds with an enormous scope of applications, with the focus in the oil and gas industry being the improvement of the recovered oil from the reservoir. The use of short chain alcohols to increase stability at high temperatures is necessary for such purpose. Keeping that in mind, this work aims to determine the volumetric properties of three nonionic alkyl ethoxylated surfactants (IGEPAL CO-720, CO-630, and CO-520) + methanol binary systems. The carbon dioxide (CO2) solubility on pure surfactants (IGEPAL CO-720 and CO-630) and on the binary mixture IGEPAL CO-720 + methanol was measured. and the thermodynamic modeling through the PC-SAFT equation of state were also provided. Density measurements were carried out in temperatures from 313.15 K to 413.15 K and pressures up to 100.0 MPa. Carbon dioxide (CO2) solubility was evaluated in molar compositions up to 99.9 % of CO2 in the same temperature range. Density data showed regular liquid behavior for pure compounds (surfactant and methanol) and their binary mixtures, with a volume contraction for the surfactants + methanol systems. From the volumetric data, the PC-SAFT equation of state parameters was regressed for the three nonionic surfactants. Surfactant + CO2 equilibrium data parameters were obtained from the density data and provided a maximum %AARD of 15.01 % for the bubble point prediction. Temperature dependent binary interaction parameters were used to implement the bubble point estimation for the ternary mixture IGEPAL CO-720 + methanol + CO2 with an %AARD of 12.60 %. The systems disposed in this work have great industrial interest and a wide range of applications, as well the new set of parameters obtained allow for the prediction of several properties that could be of interest. |
Descrição: | Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78730 |
Currículo Lattes do(s) Autor(es): | https://lattes.cnpq.br/5147738945256583 |
Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/2092735974889850 |
ORCID do Coorientador: | https://orcid.org/0000-0001-9934-1259 |
Currículo Lattes do Coorientador: | http://lattes.cnpq.br/7891947785454785 |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
Aparece nas coleções: | DEQ - Dissertações defendidas na UFC |
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