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Tipo: Dissertação
Título: Estudo do efeito da incorporação de parafinas na precipitação de asfaltenos e na estabilidade de emulsões de petróleos brasileiros
Autor(es): Yanes, José Francisco Romero
Orientador: Sant'Ana, Hosiberto Batista de
Coorientador: Carmo, Frederico Ribeiro do
Palavras-chave: Engenharia química;Petróleo - Processamento;Cadeia de produção;Emulsões;Asphaltenes;Paraffins;Precipitation;Flow assurance
Data do documento: 2018
Citação: YANES, J. F. R. Estudo do efeito da incorporação de parafinas na precipitação de asfaltenos e na estabilidade de emulsões de petróleos brasileiros. 2018. 121 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: A precipitação de asfaltenos e formação de emulsões são fenômenos que comprometem a garantia de escoamento na produção petrolífera e em geral afeta todos os estágios da cadeia de produção e processamento de petróleo, com relevante incidência em novos esquemas de exploração e processamento de petróleo. Estes fenômenos dependem de variáveis como temperatura, pressão e composição. Esta última variável foi avaliada neste trabalho, fazendo alterações composicionais em óleos mortos brasileiros pela inclusão de três tipos de parafinas, n-hexadecano, docosano e um pool de parafinas comerciais. Estas parafinas foram testadas em um óleo base P1 (16,5 °API, 6,34 % m/m de asfaltenos), observando o efeito na solvência de asfaltenos presentes no mesmo através de testes de solubilidade em n-heptano. O início de precipitação de asfaltenos foi diminuído em maior proporção pela inclusão de 10 % (m/m) de parafinas, todas afetando na diminuição considerável do onset de precipitação em torno de 4,7 + 0,5 % (m/m) de heptano. Os resultados foram verificados em outros dois óleos P2 (17,7 °API, 6,29 % m/m de asfaltenos) e P3 (16,7 °API, 1,55 % m/m de asfaltenos), este último de menor teor de asfaltenos, obtendo resultados semelhantes. Os sólidos obtidos da precipitação dos diferentes sistemas foram analisados por FT-IR verificando efeito negligenciável no conteúdo alquídico pela inclusão de parafinas pesadas. O comportamento de precipitação foi avaliado através de modelos termodinâmicos, baseados em modificações da Teoria de Soluções Regulares. O modelo consegue descrever de forma qualitativa o comportamento experimental observado, destacando a influência da inclusão de parafinas no meio sobre a solvência geral dos asfaltenos presentes. Os resultados do modelo para o petróleo com menor teor de asfaltenos apresentou o maior desvio em relação ao comportamento experimental. Em outro momento, o petróleo P1 foi emulsionado com uma salmoura sintética, e o comportamento foi comparado com as modificações de P1 com 4, 6 e 10 % (m/m) de n-hexadecano e pool de parafinas pesadas. Os petróleos modificados com parafinas permitiram a inclusão estável de 10 % (v/v) a mais de água emulsionada, com redução da tensão interfacial. Este fenômeno pode estar relacionado à solvência dos asfaltenos, além da presença de cristais de parafina a nível interfacial verificada por microscopia com luz polarizada.
Abstract: Asphaltene precipitation and emulsion formation have been related with flow assurance in all the stages of crude oil production, with special incidence in the news schemes for oil production and processing. These phenomena depend of temperature, pressure and composition variations. This last variable was studied in this work throughout compositional modifications of brazilian dead oils by including three different paraffins (n-hexadecane, docosane and a commercial paraffinic wax pool). The paraffins were tested in a crude oil P1 (16.5 °API, 6.34 wt% asphaltenes), and analyzed in terms of asphaltene solvency, by tests of solubility using n-heptane as precipitant. The asphaltene precipitation onset was affected by the inclusion of all the paraffins in the same extend, with a maximum diminution in the onset of 4.7 + 0.5 n-heptane wt% for the crude oils modified with 10 wt% of paraffins. Similar results were verified in two different oil P2 (17.7 °API, 6.29 wt% asphaltenes) and P3 (16.7 °API, 1.55 wt% asphaltenes), this last with lower asphaltene content. The solids obtained from the different system were analyzed by FT-IR and it was verified that the alkyl content of the aslphaltene was not affected by the inclusion of heavy paraffins. The precipitation behavior was evaluated using reported thermodynamic models based in modification of regular solution model. The modeling reproduced qualitatively the experimental precipitation behavior and showed the relationship between the influences of the paraffin addition with the asphaltene solvency affectation. The results obtained for the model of the crude oil with lower asphaltene contents suggest that better correlations and experimental treatment of this kind of oils should be proposed. Finally, the crude P1 was emulsified using a synthetic brine and then compared with the behavior of emulsions with crudes modified with 4, 6 and 10 wt% of n-hexadecane and paraffins pool. The modified crudes achieve the stable inclusion of 10 % (v/v) more brine in emulsion, with reduction in the interfacial tension at the same time. These phenomena could be related with the asphaltene solvency affectation noted in this work and the presence of interfacial waxy crystals detected by polarized light optical microscopy.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/30659
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