Este trabalho tem como objetivo analisar a tecnologia do ciclo refrigerante misto para obtenção de gás natural liquefeito (GNL). Nessa tecnologia, o GNL é obtido por meio do seu resfriamento através de um ciclo de refrigeração, cujo fluido refrigerante é formado por uma mistura de diversos componentes. O ciclo de refrigeração é usado para resfriar a corrente de gás natural até as condições criogênicas por meio de um trocador de calor. A determinação da composição ótima dessa mistura de refrigerantes é de suma importância para a correta e eficiente operação da planta. O modelo termodinâmico para o cálculo de equilíbrio de fases dos componentes da mistura refrigerante é o baseado na Lei de Raoult, válido para misturas e soluções ideais. Inicialmente, revisam-se os conceitos de refrigerantes mistos, curvas compostas e o ponto de pinça (pinch point), utilizados na implementação da solução computacional. A aplicação dos modelos de gás e solução ideal influencia nos resultados, mas, não obstante, produz bons resultados como os obtidos no presente trabalho. A operação eficiente do ciclo depende, sobretudo, de três parâmetros principais, quais sejam: vazão da mistura refrigerante, razão de pressões alta e baixa do ciclo de refrigeração e composição da mistura refrigerante. Da análise dos resultados obtidos conclui-se que a alteração nas proporções da composição do refrigerante muda significativamente a forma das curvas composta quente e composta fria, quando comparados à alteração dos níveis de pressão e da vazão do ciclo refrigerante. Entretanto, a operacionalização do ciclo somente ocorre se um dado conjunto de valores daqueles parâmetros satisfaça uma determinada diferença mínima de temperatura, ou ponto de pinça, entre as curvas composta quente e composta fria dentro do trocador de calor. Assim, a operação eficiente do ciclo de refrigeração requer a otimização daqueles três parâmetros operacionais. / This work has the objective of analyzing the technology of mixed refrigerant cycle for obtaining liquefied natural gas (LNG). In that technology, the liquefied natural gas is obtained by means of cooling through a refrigeration cycle, whose fluid refrigerant is formed by a mixture of various components. The refrigeration cycle is used to cool the natural gas stream to cryogenic condition with the use of a heat exchanger. The determination of the optimal composition of this refrigerant mixture is very important for the correct and efficient operation of the plant. The thermodynamic model for the equilibrium phase calculation of the refrigerant mixture is based on the Law of Raoult, which is valid for ideal mixtures and solutions. Initially, the concepts of refrigerant mixture, composite curves and pinch point used in the implementation of the numerical solution were reviewed. The application of ideal-gas and ideal-solution models has influence on the results. Nevertheless, it produces good results as those obtained in the present work. The efficient operation of the cycle depends essentially of three key parameters, which are: refrigerant flow rate, the ratio of high to low pressures of the refrigerant cycle and the mixed refrigerant composition. The results indicated that the composition variation of the refrigerant changes significantly the shape of hot and cold composite curves in comparison to the modification in the pressure levels and the refrigerant flow rate of the refrigerant cycle. However, the process will operate only if a given set of values of those parameters satisfies a minimum temperature difference, or pinch point, between the hot and cold composite curves within the heat exchanger. Thus, the efficient operation of the refrigerant cycle requires the optimization of those three operational parameters.

O presente trabalho analisa o papel que a avaliação da conformidade de produtos, pessoas, serviços e instalações apresenta dentro do processo da construção de infraestrutura predial para a distribuição e uso dos gases combustíveis. Analisam-se as condições obrigatórias para a garantia de segurança ao consumidor final na expansão desse mercado nos países em desenvolvimento como o Brasil. Discute-se a necessidade do controle de um conjunto de objetos (elementos e agentes) diretamente vinculados a essa infraestrutura e a sua correlação com os aspectos de qualidade e segurança no setor. Parte-se do levantamento dos conceitos de avaliação da conformidade e das metodologias e critérios de seleção, aplicáveis a cenários específicos para determinação dos sistemas ideais a serem utilizados. Esse aparato conceitual é aplicado ao estudo de caso dos sistemas de avaliação da conformidade existentes no segmento do gás em países representantes dos principais blocos econômicos internacionais. Realiza-se uma análise comparativa entre os diversos cenários pesquisados, apresentando um exercício de reflexão a respeito da situação de integração dos sistemas de avaliação da conformidade para o setor do gás. O trabalho desenvolve uma análise crítica do cenário brasileiro, a partir do estabelecimento de um modelo ideal de sistema integrado de avaliação da conformidade, contemplando os principais objetos vinculados à infraestrutura para distribuição e uso do gás no segmento residencial. Avaliam-se detalhes da situação de conformidade de materiais, mão de obra, empresas instaladoras e instalações no Brasil, em contraponto ao modelo ideal e a realidade internacional. A observação da situação dos sistemas de avaliação da conformidade no cenário internacional indica a necessidade de sistemas integrados e aplicáveis aos objetos (materiais, mão de obra, serviços e instalações prediais) vinculados à infraestrutura predial para distribuição e uso residencial de gases combustíveis. Igualmente, relaciona a existência desses sistemas com a diminuição de acidentes e o aumento da segurança no setor. A análise crítica sobre a situação brasileira, em comparação com os sistemas de avaliação da conformidade ideais e a realidade internacional, revela fragilidades e dificuldades nacionais que precisam ser superadas. / This paper examines the role that the conformity assessment of products, persons, services and installations presents within the process of building infrastructure construction for gas distribution and use. Analyze the conditions required for the security guarantee to the consumer in the expansion of this market in developing countries like Brazil. It discusses the need for control of a set of objects (elements and agents) directly linked to this infrastructure and its correlation with quality and safety aspects in the industry. Part of the survey of conformity assessment concepts and methodologies and selection criteria, which apply to specific scenarios for determination of ideal systems to be used. This conceptual framework is applied to the case study of conformity assessment systems existing in the segment of the gas in countries representatives of major international economic blocs. Performs a comparative analysis between the various scenarios surveyed, showing an exercise of reflection on the situation of conformity assessment integrated systems for the gas sector. The work develops a critical analysis of the Brazilian scenario, from the establishment of an ideal model of conformity assessment integrated system, covering key subjects related to the infrastructure for distribution and use of gas in the residential segment. Assesses compliance situation details of materials, labor, installation companies and facilities in Brazil, in contrast to the ideal model and international reality. The observation of the conformity assessment systems situation in the international scenario indicates the need for integrated systems and applicable to objects (material, labor, services and facilities) related to building infrastructure for distribution and residential use of gas. Also, relates the existence of these systems with the decrease of accidents and increased security in the industry. Critical analysis on the situation in Brazil, compared with the ideals conformity assessment systems and international reality, reveals weaknesses and national problems that must to be overcome.

Este trabalho tem como objetivo apresentar, através da modelagem de uma planta gásquímica e da identificação das tecnologias disponíveis, a versatilidade do uso do gás natural como insumo para a indústria química, visando à produção de metanol, amônia e hidrogênio, a partir da fração metano, bem como na indústria petroquímica a obtenção do eteno através da fração etano. Baseado nas pesquisas de mercado, determinou-se que dentre os produtos a serem obtidos a partir do metano, o metanol é o que apresenta o cenário interno mais crítico. Esta situação é refletida através do contínuo aumento da importação, sem que haja nenhuma sinalização deste déficit ser sanado, através da construção de novas unidades industriais. Por outro lado, o cenário da amônia se mostra estável e, ainda que haja um déficit na produção nacional, a situação atual não se mostra tão crítica, mesmo quando realizada a projeção da demanda até 2030. Analisando-se o cenário petroquímico, em poucos anos a produção de eteno atingirá o seu gargalo, e o maior entrave diagnosticado, para a expansão das centrais produtoras, está relacionado à disponibilidade do insumo. Dentro da abordagem técnica proposta, a modelagem da planta gás-química aponta ser viável concentrar a produção de amônia, metanol e hidrogênio no mesmo pólo e que, para estes produtos, a tecnologia atual encontra-se madura e em estágio avançado. Já a produção de eteno, a partir do etano, não deve estar diretamente vinculada, a princípio, à obtenção dos demais produtos, pelo alto volume de gás natural necessário para liberar a fração de etano ideal para a sustentabilidade do projeto. / This work has as objective to present, through the modeling of a gas-chemical plant and also, through the identification of the current available technologies, the versatility of the use of natural gas as a raw material for the chemical industry, aiming the production of methanol, ammonia and hydrogen, from the fraction methane, as well as in the petrochemical industry, the attainment of ethene from the ethane fraction. Based in a market research, it was determined that amongst the products to be obtained from methane, methanol is the product that presents the most critical internal scenario. This situation is reflected through the continuous increase of the importation; without it there is no signaling that this deficit can be overcome, unless new industrials units are constructed. On the other hand, the ammonia scenario is steady and, despite presenting a deficit in the national production, the current situation does not reveal to very so critical, carried through the projection of the demand up to 2030. Analyzing the petrochemical scene, in a few years the ethene production will reach its pass and the biggest diagnosed impediment is related to the availability of the feedstock. Considering the technique proposal, the modeling of the gas-chemical plant shows the viability of concentrating the production of ammonia, methanol and hydrogen in the same site and that, for these products, the current technologies are mature and very well developed. Already the ethene production, from ethane, does not have to be directly entailed, in principle, to the attainment of the other products, considering the high volume of natural gas necessary to liberate the necessary amount of ethane for the sustainable of the project.

Diese Dokumentation beschreibt Daten zum deutschen Strom- Wärme- und Gassektor und ermöglicht eine modellgestützte Abbildung dieser Energiesysteme. Die Aufbereitung der Daten erfolgte im Rahmen des vom BMWi geförderten Forschungsprojekts LKD-EU (Langfristige Planung und kurzfristige Optimierung des Elektrizitätssystems in Deutschland im europäischen Kontext, FKZ 03ET4028C). In Zusammenarbeit mit dem Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW), der Arbeitsgruppe Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) der Technischen Universität Berlin (TUB), dem Lehrstuhl für Energiewirtschaft (EE2), der Technischen Universität Dresden (TUD) und dem House of Energy Markets & Finance der Universität Duisburg-Essen (UDE). Ziel des Dokumentes ist es, Referenzdaten zur Verfügung zu stellen, die den aktuellen Zustand des deutschen Energiesystems repräsentieren. Das Bezugsjahr ist 2015. Diese Dokumentation trägt dazu bei, die Transparenz in der Verfügbarkeit von Daten zum deutschen Energiesystem zu erhöhen. / This data documentation describes a data set of the German electricity, heat, and natural gas sectors compiled within the research project ‘LKD-EU’ (Long-term planning and short-term optimization of the German electricity system within the European framework: Further development of methods and models to analyze the electricity system including the heat and gas sector). The project is a joined effort by the German Institute for Economic Research (DIW Berlin), the Workgroup for Infrastructure Policy (WIP) at Technische Universität Berlin (TUB), the Chair of Energy Economics (EE2) at Technische Universität Dresden (TUD), and the House of Energy Markets & Finance at University of Duisburg-Essen. The project was funded by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy through the grant ‘LKD-EU’, FKZ 03ET4028A. The objective of this paper is to document a reference data set representing the status quo of the German energy sector. We also update and extend parts of the previous DIW Data Documentation 75 (Egerer et al. 2014). While the focus is on the electricity sector, the heat and natural gas sectors are covered as well. With this reference data set, we aim to increase the transparency of energy infrastructure data in Germany. On the one hand, this documentation presents sources of original data and information used for the data set. On the other hand, it elaborates on the methodologies which have been applied to derive the data from respective sources in order to make it useful for modeling purposes and to promote a discussion about the underlying assumptions. Furthermore, we briefly discuss the underlying regulations with regard to data transparency in the energy sector. Where not otherwise stated, the data included in this report is given with reference to the year 2015 for Germany.

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[pt] A adaptação de um simulador numérico para a simulação da operação bicombustível Diesel-gás em motores com ignição por compressão foi realizada. O código-fonte em questão foi desenvolvido ao longo dos últimos anos pelo IFP, e uma modificação ao modelo da auto-ignição nele contido foi concluída neste estudo. As diversas etapas necessárias para a adaptação são apresentadas. Considerações foram feitas em relação à literatura existente para o assunto, e as hipóteses realizadas foram verificadas numericamente sempre que possível. Uma equação que relaciona os números de octanas do Diesel e do gás natural com a qualidade da auto-ignição de sua combinação resultante é proposta. Foi construída uma extensa base de dados necessária ao funcionamento do modelo, contendo as taxas de reação em função dos parâmetros físicos da mistura. Por fim, foi feita uma análise qualitativa de simulações bicombustível para um motor Diesel. / [en] The adaptation of a numerical simulator for the dual fuel Diesel-gas combustion in compression ignition engines was accomplished. The referred source code has been developed for the past years by the IFP, and a modification of its auto-ignition model was concluded during this study. The various steps needed for this adaptation are presented. All hypotheses were numerically verified when possible. A relation between auto-ignition quality and the combination of the octane numbers of Diesel and natural gas is proposed. A comprehensive reaction rates database required by the model was constructed. Finally, a qualitative analysis of dual fuel simulations in a Diesel engine was conducted.

[pt] Gás Natural Liquefeito (GNL) vem sendo transportado desde 1959 em navios metaneiros, elos essenciais na movimentação do GNL entre as locações de produção e consumo. Este trabalho apresenta modelagens para: (i) mecânica do derrame e espalhamento de fluido criogênico no mar, decorrente de punção no casco desses vasos, e (ii) subsequente incêndio de difusão turbulenta. A revisão bibliográfica contempou seis décadas, e não foram encontradas evidências de que os temas, espalhamento criogênico e incêndio da poça com difusão turbulenta, tivessem sido tratados em único trabalho. Essa lacuna foi identificada, e os assuntos foram acoplados de forma inédita e implementados em dois códigos computacionais. O derrame/espalhamento é modelado com formulação integral conservativa, tendo como parâmetros a área do rasgo, área máxima da poça derramada e tempos de descarga e vaporização do criogênico no mar. O escoamento foi modelado com rasgos de 1 a 100 m(2) coerentes com a indústria de GNL, formando poças semicirculares. A modelagem da pluma térmica contempla poças circulares entre 10 e 500 m de diâmetro, bem como zonas de combustão e intermitência da pluma térmica. Provê esquema consistente e robusto para o desenvolvimento de parâmetros adimensionalizados de escala, possibilitando correlacionar e extrapolar o comprimento da pluma visível, com a inclinação e o arrasto da mesma, com o poder emissivo de sua superfície e a vazão mássica de vaporização do combustível criogênico na poça. Avalia também: (i) a variação axial do poder emissivo com a altura da pluma visível, (ii) a queima do combustível ao longo da zona luminosa (base do incêndio), e (iii) o transporte de radiação térmica emitida por gases cinza e partículas de fuligem na zona de combustão, considerando a emissão e absorção nas regiões oticamente fina e espessa da pluma térmica. / [en] Liquefied Natural Gas (LNG) has been carried since 1959 in methane carriers, which are the essential link in the movement of LNG between the locations of production and consumption. This thesis presents modeling to: (i) the fluid mechanics of spills/scattering at sea of a cryogenic fluid, due to puncture the hull of these vessels, and (ii) the subsequent burning of the pool by turbulent diffusion fire. The literature review contemplated six decades, and no evidence was found that the themes such as scattering of cryogenic pool followed by turbulent diffusion fires were treated in a single work. This gap was identified, and the subjects were connected in an unprecedented manner and implemented in two computer codes. The spill/scattering is modeled with conservative integral formulation, having as parameters the area of maximum pool poured on the sea and unloading and vaporization times of cryogenic. The flow was modeled with tears between 10 and 100 m(2), consistent with the LNG industry, forming semicircular pools. The modeling of the fire thermal plumes considers circular pools with diameters varying between 10 and 500 m, and combustion and intermittency zones of the thermal plume. Provides a consistent and robust scheme for the development of dimensionless scale parameters, allowing to correlate and extrapolate the length of the visible plume, with the its tilt and drag, its surface emissive power and with cryogenic fuel vaporization mass flow rate in the pool. It also evaluates: (i) the axial variation of emissive power with height of the visible plume, (ii) the burning of fuel along the luminous zone (the base of the fire), and (iii) the transport of thermal radiation emitted by gray gases and soot particles within the combustion zone, considering the emission and absorption in optically thin and thick regions of the thermal plume.

Due to the shortage of oil and the current environmental pollution problems, there is a growing need for alternative energy sources. Compressed or liquefied natural gas is shown as a prospective fuel. For LNG, consumption of 100 million Nm3/year is predicted by 2030. This work aims to prepare a pre-feasibility study for the production of LNG in the Czech Republic, which would be able to cover this predicted demand. The economic concept of the chemistry-engineering approach provides comprehensive information about the topic. The results show that the planned plant will unfortunately not be profitable, as compared to the current LNG price imported to European seaports, the price of the produced product in the factory considered would be roughly twice as high.

The thesis is concerned with multi-criteria evaluation of alternatives of modernization of compressor station for natural gas. This thesis is divided into practical part and theoretical part. The theoretical part will introduce historical development of the gas industry and the current state of the gas network in our country. The following describes a method for operating a compressor station, its technology units and existing operational processes. The theoretical part is a chapter that describes methods of multi-criteria evaluation of alternatives and a way of specifying the methods suitable for constructing weights of the criteria. The fifth chapter contains an application example, the aim of which is to choose the suitable way of modernization of the compressor station that would meet the requirements of planned projects. Creating recommendations for the management of the company fulfilled the goal of this thesis.

This diploma thesis dissertates about energy security of the European Union and the Czech Republic in the context of the foreign relations with Russia. It is focused on Russia as the biggest supplier of energy resources to the fore mentioned regions. Energy dependence of EU and the Czech Republic on Russia exceeds 50 %. This dependency is inevitable and is caused by the insufficiency of EU's and Czech Republic's own resources and above all it is very dangerous because of Russia's frequent nondemocratic behavior. The gap in demand of energy resources cannot be covered even by alternative energy recourses, which are in this thesis divided into renewable recourses and nuclear energy.