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Título: Modelagem de dados de equilíbrio para misturas de CO2 e hidrocarbonetos leves sob altas pressões
Autor(es): Nunes, Hugo de Paiva
Palavras-chave: Equilíbrio líquido-vapor;Equação cúbica PR-78;Hidrocarbonetos;Dióxido de carbono
Data do documento: 29-Jul-2016
Referência: NUNES, Hugo de Paiva. Modelagem de dados de equilíbrio para misturas de CO2 e hidrocarbonetos leves sob altas pressões. 2016. 91f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo: Devido à grande quantidade de compostos presentes no petróleo bruto, por exemplo, hidrocarbonetos e o dióxido de carbono, faz-se necessário o conhecimento das propriedades termodinâmicas dessas misturas e do Equilíbrio Líquido-Vapor, pois os processos industriais para obtenção de seus derivados: gasolina, diesel, nafta, querosene, entre outros, utilizam essas propriedades para determinação das quantidades de calor e trabalho necessárias à realizar esses processos. Para fluidos, essas propriedades são frequentemente avaliadas a partir de medidas do volume molar como função da temperatura e da pressão, fornecendo relações entre pressão, volume e temperatura (PVT), as quais podem ser expressas como equações de estado. Esta dissertação consiste em elencar e avaliar a consistência termodinâmica de dados experimentais de equilíbrios disponíveis na literatura, para os sistemas binários (CO2 – CH4/C2H6/C3H8/C4H10) e ternários (CO2/CH4/C2H6 e CO2/ CH4/C3H8) com temperaturas variando na faixa de 207 à 419,9 K, e pressões de 0,389 à 84,080 atm. Assim, utilizou-se a equação de estado cúbica de Peng-Robinson e regra de mistura de Van der Waals quadrática para a estimação dos parâmetros (Kij), por meio do simulador SPECS com os dados selecionados, afim de fornecer uma base para a descrição quantitativa do comportamento de fluidos reais e correlações generalizadas que permitam a predição do comportamento PVT de fluidos para os quais não há disponibilidade de dados experimentais. Os erros médios observados para a correlação dos sistemas binários foi de até 5%, já para os ternários a predição apresentou erros ligeiramente maiores de até 7%, sendo a EDEC PR eficiente nos cálculos destes sistemas, pela modelagem simples, porém, com descrições quantitativa e caráter preditivo satisfatório.
Abstract: Due to the large amount of compounds present in the crude oil, for example, hydrocarbons and carbon dioxide, it is necessary knowledge of the thermodynamic properties of these mixtures and the vapor-liquid equilibrium, as industrial processes for obtaining their derivatives gasoline, diesel, naphtha, kerosene, among others, use these properties to determine the quantities of heat and work necessary to carry out these processes. For fluid, these properties are often evaluated from measurements of the molar volume as a function of temperature and pressure, providing relationships between pressure, volume and temperature (PVT), which can be expressed as state equations. This paper consists of listing and evaluating the thermodynamic consistency experimental data balances available in the literature for the binary systems (CO2 - CH4/C2H6/C3H8/C4H10) and ternary (CO2/CH4/C2H6 and CO2/CH4/C3H8) with temperatures in the range of 207 to 419,9 K and pressures of 0,389 up to 84,080 atm. Thus, we used the cubic equation of state Peng-Robinson and Van der Walls quadratic mixing rule for the estimation of parameters (Kij) through SPECS simulator with the data selected in order to provide a basis for the description quantitative real behavior of fluids and generalized correlations which allow the prediction of PVT behavior of fluids for which there is availability of experimental data. The average errors observed for the correlation of binary systems was up 5%, while for the ternary prediction showed slightly larger errors of up to 7%, the cubic equation PR efficient in the calculations of these systems, for the simple modeling, but with quantitative descriptions and satisfactory predictive character.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21979
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