[pt] PERSPECTIVAS SOBRE COMPORTAMENTO MECÂNICO E EFICIÊNCIA DE INIBIDORES NOS HIDRATOS DE CICLOPENTANO

Autor: MARINA RIBEIRO BANDEIRA
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2024
Předmět:
Druh dokumentu: TEXTO
DOI: 10.17771/PUCRio.acad.67548
Popis: [pt] No âmbito da indústria de petróleo e gás, a interrupção das linhas de produção e transporte devido à acumulação de compostos orgânicos e inorgânicos representa um desafio generalizado e significativo, resultando em consideráveis perdas financeiras e apreensões ambientais. Os hidratos de gás, particularmente enfatizados entre vários desafios relacionados à deposição inorgânica, apresentam uma questão complexa caracterizada pela formação de sólidos cristalinos à base de água, semelhantes ao gelo, ocorrendo sob condições de pressão elevada e baixas temperaturas que se formam quando moléculas leves de hidrocarbonetos e água se combinam para formar uma estrutura ordenada específica. A formação de hidrato começa na interface água-hidrocarboneto, o que destaca o papel crítico que a reologia interfacial desempenha neste processo. Apesar da importância desta interface na formação de hidratos, persiste uma lacuna na pesquisa, particularmente no emprego de abordagens de reologia de cisalhamento. Este estudo ajuda a preencher essa lacuna investigando as propriedades mecânicas e de fluxo da interface, utilizando um recurso em um reômetro rotacional, uma célula de anel de parede dupla, para controle preciso da temperatura. O ciclopentano serve como formador de hidrato, permitindo a experimentação sob condições atmosféricas. pressão e temperaturas variadas. Os protocolos exploram a temperatura e as concentrações de hidrocarbonetos, com ênfase no envolvimento dos cristais de gelo no início da formação de hidratos. Após a saturação completa da interface hidrocarboneto/água por hidratos, os módulos elásticos e viscosos interfaciais são obtidos através de varreduras de deformação para avaliar a fragilidade do filme de hidrato e resposta mecânica. Além disso, é examinado o impacto do tempo de envelhecimento e do tipo de cisalhamento (estático ou dinâmico) na rigidez do hidrato. Testes com inibidores termodinâmicos, como cloreto de sódio e monoetilenoglicol, demonstram extensão significativa do tempo de indução. Além disso, mudanças sistemáticas na taxa de cisalhamento são investigadas para compreender de forma abrangente sua influência nas características e propriedades do filme hidratado sob diversas condições de histórico de cisalhamento. No geral, esta pesquisa lança luz sobre as nuances da dinâmica da interface águahidrocarboneto na formação e mitigação de hidratos.
[en] Within the realm of the oil and gas industry, the disruption of production and transportation lines due to the accumulation of organic and inorganic compounds poses a widespread and significant challenge, resulting in considerable financial losses and environmental concerns. Gas hydrates, particularly emphasized among various challenges related to inorganic deposition, present a complex issue characterized by the formation of crystalline water-based solids, akin to ice, occurring under conditions of high pressure and low temperatures that arise when light hydrocarbon molecules and water combine to form a specific ordered structure. Hydrate formation begins at the water-hydrocarbon interface, highlighting the critical role interfacial rheology plays in this process. Despite the importance of this interface in hydrate formation, a research gap persists, particularly in the employment of shear rheology approaches. This study aids in bridging this gap by investigating the mechanical and flow properties of the interface, utilizing a resource in a rotational rheometer, a double-wall ring cell, for precise temperature control. Cyclopentane serves as the hydrate former, allowing experimentation under atmospheric pressure and varied temperatures. Protocols explore temperature and hydrocarbon concentrations, with an emphasis on the involvement of ice crystals in the early stages of hydrate formation. Following complete saturation of the hydrocarbon/water interface by hydrates, interfacial elastic and viscous moduli are obtained through strain sweeps to assess hydrate film fragility and mechanical response. Additionally, the impact of aging time and shear type (static or dynamic) on hydrate stiffness is examined. Tests with thermodynamic inhibitors, such as sodium chloride and monoethylene glycol, demonstrate a significant extension of the induction time. Furthermore, systematic changes in shear rate are investigated to comprehensively understand their influence on the characteristics and properties of the hydrated film under various shear history conditions. Overall, this research sheds light on the nuances of waterhydrocarbon interface dynamics in hydrate formation and mitigation.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: