Modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol

The production of natural gas, on offshore platforms, should avoid the occurrence of hydrates, which are crystalline solids that can block the gas flow ducts. The use of monoethylene glycol (MEG) has efficacy already known in the operational environment in relation to the prevention of hydrates. T...

Descripción completa

Guardado en:
Detalles Bibliográficos
Autor principal: Souza, João Paulo
Otros Autores: Chiavone Filho, Osvaldo
Formato: Dissertação
Lenguaje:pt_BR
Publicado: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Materias:
Monoetileno glicol (MEG)
Cloreto de sódio
Simulação
Solubilidade
Regeneração do MEG
Acceso en línea:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31368
Etiquetas: Agregar Etiqueta
Sin Etiquetas, Sea el primero en etiquetar este registro!
id ri-123456789-31368
record_format dspace
institution Repositório Institucional
collection RI - UFRN
language pt_BR
topic Monoetileno glicol (MEG)
Cloreto de sódio
Simulação
Solubilidade
Regeneração do MEG
spellingShingle Monoetileno glicol (MEG)
Cloreto de sódio
Simulação
Solubilidade
Regeneração do MEG
Souza, João Paulo
Modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol
description The production of natural gas, on offshore platforms, should avoid the occurrence of hydrates, which are crystalline solids that can block the gas flow ducts. The use of monoethylene glycol (MEG) has efficacy already known in the operational environment in relation to the prevention of hydrates. The MEG is injected into the submerged pipeline and acts as a hydrate inhibitor, as it reduces the freezing point of the fluid produced by the gas reservoir (water + salts + hydrocarbons). This fluid arrives at the platform mixed with the injected MEG, but this must be regenerated/recovered to reuse it. This is possible through an MEG regeneration plant installed on the platform itself. However, it is at this stage that technical difficulties may occur due to the presence of MEG. The water produced by the reservoir is saline and, therefore, the presence of salts can cause incrustations in the MEG regeneration unit, since this substance reduces the solubility of the present salts. The Sodium chloride (NaCl) is the salt with the highest concentration in this system. If the NaCl concentration is above solubility, unwanted precipitation of its crystals may occur. This crystallization and eventual precipitation can cause problems such as incrustations, which are very harmful in some equipment that make up the regeneration plant. This can be accomplished through the use of a computer simulator that can, from the operational conditions of the plant and laboratory data, calculate the concentrations of the species in a timely manner and, if necessary, the amount of salt precipitated during the MEG regeneration process. This work aimed to create a simulator that can perform mass balance calculations to determine the salt concentration and, based on the knowledge of solubility, quantify the occurrence of salt precipitates, only providing the variables temperature, salt concentration in the food, mass fraction of MEG on a salt-free basis and mass flow. The simulator has a graphical interface that allows the user to provide the necessary operational data and, based on that, calculate the salt concentrations in the ternary mixture. The simulator was created using the Python programming language. Due to the existence of a kinetics for the deposition of salt, other solids and impurities, the simulator calculates only the amount of crystallized salt present in the process currents, since precipitation depends on other fluid dynamic factors that are not part of the scope of this study.
author2 Chiavone Filho, Osvaldo
author_facet Chiavone Filho, Osvaldo
Souza, João Paulo
format masterThesis
author Souza, João Paulo
author_sort Souza, João Paulo
title Modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol
title_short Modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol
title_full Modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol
title_fullStr Modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol
title_full_unstemmed Modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol
title_sort modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol
publisher Universidade Federal do Rio Grande do Norte
publishDate 2021
url https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31368
work_keys_str_mv AT souzajoaopaulo modelagemesimulacaodacristalizacaodocloretodesodioemmisturascomaguaemonoetilenoglicol
AT souzajoaopaulo modelingandsimulationofsodiumchloridescrystallizationinmixtureswithwaterandmonoethyleneglycol
_version_ 1773964266727014400
spelling ri-123456789-313682021-02-07T08:26:31Z Modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol Modeling and simulation of sodium chloride’s crystallization in mixtures with water and monoethylene glycol Souza, João Paulo Chiavone Filho, Osvaldo http://lattes.cnpq.br/2621516646153655 Silva, Dannielle Janainne da http://lattes.cnpq.br/3744730955893225 Oliveira, Humberto Neves Maia de http://lattes.cnpq.br/7302633941782540 Oliveira, José Augusto Furtado de http://lattes.cnpq.br/4612288068735578 Monoetileno glicol (MEG) Cloreto de sódio Simulação Solubilidade Regeneração do MEG The production of natural gas, on offshore platforms, should avoid the occurrence of hydrates, which are crystalline solids that can block the gas flow ducts. The use of monoethylene glycol (MEG) has efficacy already known in the operational environment in relation to the prevention of hydrates. The MEG is injected into the submerged pipeline and acts as a hydrate inhibitor, as it reduces the freezing point of the fluid produced by the gas reservoir (water + salts + hydrocarbons). This fluid arrives at the platform mixed with the injected MEG, but this must be regenerated/recovered to reuse it. This is possible through an MEG regeneration plant installed on the platform itself. However, it is at this stage that technical difficulties may occur due to the presence of MEG. The water produced by the reservoir is saline and, therefore, the presence of salts can cause incrustations in the MEG regeneration unit, since this substance reduces the solubility of the present salts. The Sodium chloride (NaCl) is the salt with the highest concentration in this system. If the NaCl concentration is above solubility, unwanted precipitation of its crystals may occur. This crystallization and eventual precipitation can cause problems such as incrustations, which are very harmful in some equipment that make up the regeneration plant. This can be accomplished through the use of a computer simulator that can, from the operational conditions of the plant and laboratory data, calculate the concentrations of the species in a timely manner and, if necessary, the amount of salt precipitated during the MEG regeneration process. This work aimed to create a simulator that can perform mass balance calculations to determine the salt concentration and, based on the knowledge of solubility, quantify the occurrence of salt precipitates, only providing the variables temperature, salt concentration in the food, mass fraction of MEG on a salt-free basis and mass flow. The simulator has a graphical interface that allows the user to provide the necessary operational data and, based on that, calculate the salt concentrations in the ternary mixture. The simulator was created using the Python programming language. Due to the existence of a kinetics for the deposition of salt, other solids and impurities, the simulator calculates only the amount of crystallized salt present in the process currents, since precipitation depends on other fluid dynamic factors that are not part of the scope of this study. A produção de gás natural, em plataformas offshore, deve evitar a ocorrência de hidratos, que são sólidos cristalinos que podem bloquear os dutos de escoamento de gás. A utilização de monoetileno glicol (MEG) tem eficácia já conhecida no meio operacional com relação à prevenção de hidratos. O MEG é injetado na tubulação submersa e atua como inibidor de hidratos, pois reduz o ponto de congelamento do fluido produzido pelo reservatório de gás (água + sais + hidrocarbonetos). Esse fluido chega na plataforma misturado com o MEG injetado, porém esse deve ser regenerado/recuperado para reutilizá-lo. Isso é possível por meio de uma planta de regeneração de MEG instalada na própria plataforma. Entretanto, é nessa fase que podem ocorrer dificuldades técnicas devido à presença do MEG. A água produzida pelo reservatório é salina e, dessa forma, a presença de sais pode provocar incrustações na unidade de regeneração do MEG, visto que essa substância reduz a solubilidade dos sais presentes. O cloreto de sódio (NaCl) é o sal com maior concentração nesse sistema. Caso a concentração de NaCl esteja acima da solubilidade, poderá ocorrer a precipitação indesejada de seus cristais. Essa cristalização e eventual precipitação pode ocasionar problemas como incrustações, que são muito prejudiciais em alguns equipamentos que compõem a planta de regeneração. Dessa forma, é de fundamental importância o conhecimento dos limites de solubilidade do sal (NaCl) nas condições do processo de utilização do MEG. Do ponto de vista operacional, também é importante quantificar, ou estimar, de forma ágil, a precipitação do sal. Isso pode ser realizado através da utilização de um simulador computacional que possa, a partir das condições operacionais da planta e dos dados de laboratório, calcular em tempo hábil as concentrações das espécies e, se necessário, a quantidade de sal precipitado ao longo do processo de regeneração de MEG. Este trabalho teve como objetivo criar um simulador que possa realizar os cálculos de balanço de massa para determinar a concentração de sal e, com base no conhecimento da solubilidade, quantificar a ocorrência de precipitados de sal, apenas fornecendo as variáveis temperatura, concentração de sal na alimentação, fração mássica de MEG em base livre de sal e vazão mássica. O simulador tem uma interface gráfica que permite ao usuário fornecer os dados operacionais necessários e, com base nisso, calcular as concentrações de sal na mistura ternária. O simulador foi criado usando a linguagem de programação Python. Devido à existência de uma cinética para a deposição do sal, dos demais sólidos e das impurezas, o simulador calcula apenas a quantidade de sal cristalizado presente nas correntes do processo, pois a precipitação depende de outros fatores fluidodinâmicos que não fazem parte do escopo deste estudo. 2021-02-03T17:55:09Z 2021-02-03T17:55:09Z 2019-07-26 masterThesis SOUZA, João Paulo. Modelagem e simulação da cristalização do cloreto de sódio em misturas com água e monoetileno glicol. 2019. 48f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31368 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

Ejemplares similares