"Caracterização de amostras de petróleo: uma abordagem computacional e modelagem termodinâmica"
Caracterização; Pseudocomponentes; Equação de Estado; Célula de equilíbrio; Pressão de Bolha.
Sabe-se que para as substâncias puras os parâmetros críticos podem ser encontrados na literatura, porém no caso de sistemas multicomponentes os dados experimentais são escassos. A falta dessas informações é devido à dificuldade existente na determinação experimental, uma vez que no equilíbrio de fases de misturas envolvendo CO2 e petróleo ou seus resíduos não é simples. Em virtude disso, a presente dissertação teve como objetivo fazer a caracterização analítica de propriedades termodinâmicas de amostras de derivados do petróleo, afim de se desenvolver uma metodologia computacional com o intuito de determinar a composição e as propriedades críticas dos pseudocomponentes presentes nas frações das amostras estudadas, sendo esse procedimento validado pela obtenção de dados experimentais da pressão de bolha dos diferentes sistemas estudados, comparando estes com os dados de simulação. As amostras analisadas foram retiradas do campo de produção de uma empresa atuante na região oeste do estado do Rio Grande do Norte, denominadas de condensado de gás (CG) e fração de petróleo leve (FPL). De modo a mensurar a densidade da amostra, foi utilizado um picnômetro previamente calibrado, ou seja, com seu volume conhecido, no qual por diferença de massa entre a pesagem do picnômetro seco e com a amostra, foi possível calcular a densidade das mesmas, sendo esse procedimento feito em triplicata. Posteriormente, foi realizada a destilação atmosférica da amostra, aonde foi pesada uma quantidade equivalente a 100 ml do destilado, sendo este submetido a um aumento de temperatura a partir da ambiente. Para tanto foi utilizado uma manta termostática para o aquecimento (temperatura máxima de 300°C) e um termômetro para o acompanhamento da temperatura. As frações destiladas foram recolhidas após passarem por um condensador (20°C), sendo registrado a temperatura de ebulição e a densidade também por picnometria. Com base nesses dois parâmetros, foi possível calcular a massa molecular (MM), utilizando a correlação de Riazi-Daubert, bem como a temperatura (Tc) e a pressão (Pc) crítica usando as correlações de Lee-Kesler e o fator acêntrico (ω) a partir da correlação de Edmister, de cada fração recolhida. Para a validação da caracterização, foram realizados experimentos de pressão de bolha com a amostra em uma célula de equilíbrio na qual é permitido visualizar a mudança de fase, ou seja, através do método visual, para diferentes condições de operação. A composição das amostras variaram em um range de 20 a 60% enquanto que a temperatura de 30 a 120°C. Os resultados obtidos foram comparados com os simulados pelo software SPECS v5.63. Foi possível perceber que a caracterização realizada conseguiu se ajustar aos dados experimentais, uma vez que para os sistemas envolvendo CO2-CG os erros calculados foram, em média, de 4,46%, 4,84% e 3,71%, respectivamente para as equações de estado SRK, PR e ALS, enquanto que para os sistemas CO2-FPL esses valores foram, em média, de 7,48%, 4,65% e 2,65%, respectivamente para as mesmas equações de estado. Podemos concluir, que a presente dissertação teve os objetivos atingidos e que a metodologia empregada teve um desempenho satisfatório para descrever a amostra estudada, podendo ser aplicada a diferentes amostras de petróleo. A principal contribuição desse procedimento é a sua praticidade na utilização de pseudo-componentes para representar o fluido em simuladores, facilitando assim as decisões a serem tomadas dentro do processo.