Made available in DSpace on 2014-12-17T14:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseMAJ.pdf: 711051 bytes, checksum: 6bfbf1b93a8a49314295062e59672543 (MD5) Previous issue date: 2007-11-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Artificial Intelligence techniques are applied to improve performance of a simulated oil distillation system. The chosen system was a debutanizer column. At this process, the feed, which comes to the column, is segmented by heating. The lightest components become steams, by forming the LPG (Liquefied Petroleum Gas). The others components, C5+, continue liquid. In the composition of the LPG, ideally, we have only propane and butanes, but, in practice, there are contaminants, for example, pentanes. The objective of this work is to control pentane amount in LPG, by means of intelligent set points (SP s) determination for PID controllers that are present in original instrumentation (regulatory control) of the column. A fuzzy system will be responsible for adjusting the SP's, driven by the comparison between the molar fraction of the pentane present in the output of the plant (LPG) and the desired amount. However, the molar fraction of pentane is difficult to measure on-line, due to constraints such as: long intervals of measurement, high reliability and low cost. Therefore, an inference system was used, based on a multilayer neural network, to infer the pentane molar fraction through secondary variables of the column. Finally, the results shown that the proposed control system were able to control the value of pentane molar fraction under different operational situations / No presente trabalho, aplicamos t?cnicas de intelig?ncia artificial em um sistema simulado de destila??o de petr?leo, mais especificamente em uma coluna debutanizadora. Nesse processo, o produto que chega ? coluna, conhecido como LGN, ? fracionado por meio de aquecimento. Os componentes mais leves s?o transformados em vapor, que v?o constituir o GLP (G?s Liquefeito de Petr?leo), enquanto as fra??es mais pesadas continuam l?quidas, sendo, comumente, chamadas de C5+. Na composi??o do GLP, idealmente, temos apenas propanos e butanos, por?m, na pr?tica, temos a presen?a de contaminantes, como, por exemplo, pentanos (ipentanos e n-pentanos). O objetivo do trabalho ? regular ? quantidade de pentano presente no GLP, por meio da determina??o inteligente dos sets points (SP) de controladores presentes na instrumenta??o original da coluna. Para isso ? utilizado um sistema fuzzy, que ser? respons?vel por ajustar os valores desses SP s, a partir da compara??o entre a fra??o molar do pentano na sa?da da planta (GLP) e a quantidade desejada. Optou-se por controlar apenas a fra??o molar de i-pentano, por esta ser, normalmente, maior que a fra??o molar do n-pentano, e ainda, devido ao fato de que ambas apresentam din?micas extremamente semelhantes em fun??o das condi??es de opera??o da coluna. Por?m, a fra??o molar de pentano, seja do i-pentano ou n-pentano, ? de dif?cil medi??o on-line devido a limita??es, como: longos intervalos de medi??o, pouca confiabilidade e alto custo. Por essa raz?o, foi utilizado um sistema de infer?ncia, constru?do a partir de uma rede neural de m?ltiplas camadas para inferir o percentual de i-pentano a partir de vari?veis secund?rias da coluna. Os resultados obtidos mostram que o sistema fuzzy conseguiu controlar o valor da fra??o molar do i-pentano para diversas situa??es, mostrando ser um sistema de controle avan?ado vi?vel e com um n?vel satisfat?rio de confiabilidade

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EloiCJ.pdf: 4045636 bytes, checksum: e880bc5df766f908db7bff364ffa3574 (MD5) Previous issue date: 2007-02-15 / This study developed software rotines, in a system made basically from a processor board producer of signs and supervisory, wich main function was correcting the information measured by a turbine gas meter. This correction is based on the use of an intelligent algorithm formed by an artificial neural net. The rotines were implemented in the habitat of the supervisory as well as in the habitat of the DSP and have three main itens: processing, communication and supervision / Este trabalho desenvolveu rotinas de software, em um sistema composto basicamente de placa processadora de sinais (DSP) e supervis?rio, cuja finalidade principal foi corrigir a informa??o medida por um medidor de vaz?o do tipo turbina. Essa corre??o se baseia na utiliza??o de um algoritmo inteligente formado por uma rede neural artificial. As rotinas foram implementadas tanto no ambiente do supervis?rio quanto do DSP e tratam de tr?s ?tens principais: processamento, comunica??o e supervis?o

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GilCL_DISSERT.pdf: 1771464 bytes, checksum: 92ddc93639f74d5c2bbc96617815f7ed (MD5) Previous issue date: 2010-12-18 / Flex-fuel vehicles are equipped with Otto Cycle internal combustion engines and have the capability of functioning with more than one type of fuel, mixed at the same tank and burned in the combustion chamber simultaneously. This sort of motorization is a world pattern due to the scarcity of petroleum, the trade of several types of fuels, technology advances and the restriction imposed to gas emissions to the atmosphere. In Brazil, the Flexfuel vehicles are a reality, specially the ones using fuel with 20 to 25% anhydrous alcohol mixed with gasoline and those that use natural gas or original liquid fuel (gasoline or hydrated ethanol). The Brazilian model Fiat Siena, the object of this present scientific investigation, is equipped with a unique electronic central capable of managing the liquid or gaseous fuels. The purpose of this research was to perform a comparative analysis in terms of performance (in terms of both potency and consumption) of a tetra-fuel vehicle - using a chassis dynamometer, operating with different fuels: common gasoline, premium gasoline, Podium gasoline, ethanol or natural gas. It became necessary to develop a bench of tests and trials procedures, as well as to know the functioning of the electronic management of the vehicle under analysis. The experiments were performed at the automotive laboratory in CTGAS-ER (Center of Gas Technologies and Renewable energies) at the light of Brazilian standard ABNT, NBR 7024: Light on-road vehicles - measurement of fuel consumption. The essay results on specific fuel consumption using common gasoline, premium gasoline and Podium gasoline have shown similar results, both for urban and road driving cycles / Os ve?culos flex s?o equipados com um motor de combust?o interna do ciclo Otto e t?m como caracter?stica a capacidade de funcionar com mais de um tipo de combust?vel, misturados no mesmo tanque e queimados na c?mara de combust?o simultaneamente. Este tipo de motoriza??o ? uma tend?ncia mundial devido ? escassez do petr?leo, a comercializa??o de v?rios tipos de combust?veis, aos avan?os tecnol?gicos dos sistemas de gerenciamento eletr?nico de combust?vel e ?s restri??es as emiss?es de gases poluentes na atmosfera. No Brasil, os ve?culos flex s?o uma realidade, com destaque para os ve?culos alimentados com 20 a 25% do ?lcool anidro misturado com gasolina e os que utilizam g?s natural ou o combust?vel l?quido original (gasolina ou etanol hidratado). O FIAT SIENA TETRAFUEL, objeto da presente investiga??o, ? equipado com uma ?nica central eletr?nica capaz de gerenciar os combust?veis l?quidos ou gasoso. A pesquisa em tela teve como prop?sito a an?lise comparativa de desempenho (pot?ncia e consumo) de um ve?culo tetracombust?vel simulando ciclos de condu??o urbano e de estrada em um dinam?metro de chassi, operando com os combust?veis: gasolina comum (tipo C), gasolina aditivada (tipo C), gasolina Podium (Premium), etanol (AEHC) ou g?s natural (GNV). Foi necess?rio desenvolver bancada de testes e procedimentos de ensaios, como tamb?m conhecer o funcionamento do gerenciamento eletr?nico do ve?culo em quest?o. Os ensaios foram realizados no Laborat?rio do Centro de Tecnologias do G?s e Energias Renov?veis de acordo com a norma ABNT NBR 7024 - Ve?culos rodovi?rios leves Medi??o do consumo de combust?vel. Os resultados dos ensaios de consumo espec?fico com as gasolinas comum, aditivada e Podium resultaram em valores pr?ximos, tanto no ciclo de condu??o urbano como tamb?m no ciclo de condu??o de estrada

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuizFSF.pdf: 1747527 bytes, checksum: e75c5e8a2575620cc3a29490253bcad6 (MD5) Previous issue date: 2009-03-05 / Natural gas, although basically composed by light hydrocarbons, also presents in its composition gaseous contaminants such as CO2 (carbon dioxide) and H2S (hydrogen sulfide). Hydrogen sulfide, which commonly occurs in oil and gas exploration and production activities, besides being among the gases that are responsible by the acid rain and greenhouse effect, can also cause serious harm to health, leading even to death, and damages to oil and natural gas pipelines. Therefore, the removal of hydrogen sulfide will significantly reduce operational costs and will result in oil with best quality to be sent to refinery, thereby resulting in economical, environmental, and social benefits. These factors highlight the need for the development and improvement of hydrogen sulfide sequestrating agents to be used in the oil industry. Nowadays there are several procedures for hydrogen sulfide removal from natural gas used by the petroleum industry. However, they produce derivatives of amines that are harmful to the distillation towers, form insoluble precipitates that cause pipe clogging and produce wastes of high environmental impact. Therefore, the obtaining of a stable system, in inorganic or organic reaction media, that is able to remove hydrogen sulfide without forming by-products that affect the quality and costs of natural gas processing, transport and distribution is of great importance. In this context, the evaluation of the kinetics of H2S removal is a valuable procedure for the treatment of natural gas and disposal of the byproducts generated by the process. This evaluation was made in an absorption column packed with Raschig ring, where natural gas with H2S passes through a stagnant solution, being the contaminant absorbed by it. The content of H2S in natural gas in column output was monitored by an H2S analyzer. The comparison between the obtained curves and the study of the involved reactions have not only allowed to determine the efficiency and mass transfer controlling step of the involved processes but also make possible to effect a more detailed kinetic study and evaluate the commercial potential of each reagent / O g?s natural, embora seja composto basicamente de hidrocarbonetos leves, apresenta tamb?m em sua composi??o gases contaminantes como o CO2 (Di?xido de carbono) e o H2S (Sulfeto de hidrog?nio). O H2S, que comumente ocorre nas atividades de explora??o e produ??o de ?leo e g?s, al?m de estar entre os respons?veis pela chuva ?cida e pelo efeitoestufa, causa s?rios danos ? sa?de, levando inclusive ? morte, e danifica as tubula??es de transporte do petr?leo e do g?s natural. Por isso, eliminando-se o g?s sulf?drico haver? significativa redu??o dos custos de opera??o e uma melhor qualidade do ?leo destinado ? refinaria, resultando assim num beneficio econ?mico, ambiental e social. Tudo isso demonstra a necessidade do desenvolvimento e aprimoramento de seq?estrantes que removam o sulfeto de hidrog?nio da ind?stria de petr?leo. Atualmente existem v?rios processos para o tratamento do g?s natural utilizados pela ind?stria petrol?fera para remo??o do H2S, no entanto eles produzem derivados de aminas prejudiciais ?s torres de destila??o, precipitados insol?veis que provocam entupimento dos dutos e originam res?duos de grande impacto ambiental. Por isso, a obten??o de um sistema est?vel em meio reacional inorg?nico ou org?nico capaz de remover o g?s sulf?drico sem formar subprodutos que afetem a qualidade e o custo do processamento, transporte e distribui??o do g?s natural ? de grande import?ncia. Nesse contexto a avalia??o da cin?tica de remo??o do H2S surge como um procedimento valioso para o tratamento do g?s natural e destino dos subprodutos do processo. Esta avalia??o foi feita numa coluna de absor??o recheada com an?is de Raschig, por onde o g?s natural contaminado com H2S atravessava uma solu??o estagnada, sendo por esta absorvida. Na sa?da da coluna o teor de H2S no g?s era monitorado por um analisador de H2S. A compara??o das curvas obtidas e o estudo das rea??es permitiram n?o somente determinar a efici?ncia e a etapa controladora da transfer?ncia de massa dos processos envolvidos como tamb?m efetuar um estudo cin?tico mais aprofundado e avaliar o potencial comercial de cada reagente

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GeraldineASN.pdf: 1064448 bytes, checksum: e84e59e89db44381c1e32c94012cfe01 (MD5) Previous issue date: 2007-10-11 / During natural gas processing, water removal is considered as a fundamental step in that combination of hydrocarbons and water favors the formation of hydrates. The gas produced in the Potiguar Basin (Brazil) presents high water content (approximately 15000 ppm) and its dehydration is achieved via absorption and adsorption operations. This process is carried out at the Gas Treatment Unit (GTU) in Guamar? (GMR), in the State of Rio Grande do Norte. However, it is a costly process, which does not provide satisfactory results when water contents as low as 0.5 ppm are required as the exit of the GTU. In view of this, microemulsions research is regarded as an alternative to natural gas dehydration activities. Microemulsions can be used as desiccant fluids because of their unique proprieties, namely solubilization enhancement, reduction in interfacial tensions and large interfacial area between continuous and dispersed phases. These are actually important parameters to ensure the efficiency of an absorption column. In this work, the formulation of the desiccant fluid was determined via phases diagram construction, employing there nonionic surfactants (RDG 60, UNTL L60 and AMD 60) and a nonpolar fluid provided by Petrobras GMR (Brazil) typically comprising low-molecular weight liquid hydrocarbons ( a solvent commonly know as aguarr?s ). From the array of phases diagrams built, four representative formulations have been selected for providing better results: 30% RDG 60-70% aguarr?s; 15% RDG 60-15% AMD 60-70% aguarr?s, 30% UNTL L60-70% aguarr?s, 15% UNTL L60-15% AMD 60-70% aguarr?s. Since commercial natural gas is already processed, and therefore dehydrated, it was necessary to moister some sample prior to all assays. It was then allowed to cool down to 13?C and interacted with wet 8-12 mesh 4A molecular sieve, thus enabling the generation of gas samples with water content (approximately 15000 ppm). The determination of the equilibrium curves was performed based on the dynamic method, which stagnated liquid phase and gas phase at a flow rate of 200 mL min-1. The hydrodynamic study was done with the aim of established the pressure drop and dynamic liquid hold-up. This investigation allowed are to set the working flow rates at 840 mL min-1 for the gas phase and 600 mLmin-1 for the liquid phase. The mass transfer study indicated that the system formed by UNTL L60- turpentine-natural gas the highest value of NUT / No processamento do g?s natural, a remo??o da ?gua representa uma etapa fundamental, pois a combina??o de hidrocarboneto e ?gua propicia a forma??o de hidratos. O g?s produzido na Bacia Potiguar apresenta altos teores de ?gua (aproximadamente de 15000 ppmv) e para sua desidrata??o s?o utilizados processos de absor??o e adsor??o. Estes processos s?o utilizados na Unidade de Tratamento de G?s (UTG) em Guamar? (GMR), RN. S?o considerados onerosos e n?o oferecem bons resultados quando se deseja obter um teor m?ximo de 0,5 ppm de ?gua na jusante da UTG. Dentro deste contexto, a pesquisa na ?rea das microemuls?es surge como alternativa para que sua utiliza??o como l?quido dessecante em um processo de absor??o desidrate o g?s natural. As microemuls?es foram escolhidas por possu?rem alta capacidade de solubiliza??o, redu??o da tens?o interfacial e grande ?rea interfacial entre as fases cont?nua e dispersa, par?metros importantes para garantir a efici?ncia de uma coluna de absor??o. Para a formula??o do l?quido dessecante foram constru?dos diagramas de fases com tr?s tensoativos n?o-i?nicos (RDG 60, UNTL L60 e AMD 60), e aguarr?s (Petrobras-GMR). Diante dos diagramas constru?dos foram utilizados quatro formula??es sendo elas: 30% RDG 60-70% aguarr?s; 15%RDG 60-15%AMD 60-70% aguarr?s; 30% UNTL L60-70% aguarr?s; 15%UNTL L60-15%AMD 60-70% aguarr?s. Como o g?s natural comercializado ? processado, foi necess?rio umidific?-lo, e para isto ele foi submetido a resfriamento (13?C), utilizando peneira molecular 4A de 8 a 12 mesh ?mida, e assim obter elevada concentra??o de ?gua (aproximadamente 15000 ppm). A determina??o das curvas de equil?brio foi realizada com base no m?todo din?mico, estando a fase l?quida estagnada e fase gasosa com vaz?o de 200mL/min. O estudo hidrodin?mico foi realizado para determinar a queda de press?o e determina??o do hold-up l?quido din?mico, que determinou que as vaz?es de trabalho deveriam ser 840 mL/min para a fase gasosa e 600 mL/min para a fase l?quida. O estudo da transfer?ncia de massa indicou que o sistema formado por UNTL L60-Aguarr?s-G?s Natural apresentou o maior valor de NUT. Com base nos valores calculados para o AUT dos sistemas, foi poss?vel observar que todos precisam da maior altura de coluna. Com rela??o ao coeficiente global de transfer?ncia de massa, todos os sistemas apresentaram valores pr?ximos, com exce??o do sistema UNTL L60-Aguarr?s-G?s Natural que, dentre os sistemas, ? o que necessita de uma altura maior na coluna. Dentre as quatro formula??es, os sistemas com a presen?a de AMD 60 apresentaram os maiores valores de coeficiente global de transfer?ncia e efici?ncia, o que mais uma vez comprova a maior solubiliza??o da ?gua em presen?a da mistura de tensoativos

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuizFSF_TESE.pdf: 2382677 bytes, checksum: 16f0fd92d4efa3b045a66f19b62ab2ea (MD5) Previous issue date: 2013-09-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Natural gas, although basically composed by light hydrocarbons, also presents contaminant gases in its composition, such as CO2 (carbon dioxide) and H2S (hydrogen sulfide). The H2S, which commonly occurs in oil and gas exploration and production activities, causes damages in oil and natural gas pipelines. Consequently, the removal of hydrogen sulfide gas will result in an important reduction in operating costs. Also, it is essential to consider the better quality of the oil to be processed in the refinery, thus resulting in benefits in economic, environmental and social areas. All this facts demonstrate the need for the development and improvement in hydrogen sulfide scavengers. Currently, the oil industry uses several processes for hydrogen sulfide removal from natural gas. However, these processes produce amine derivatives which can cause damage in distillation towers, can cause clogging of pipelines by formation of insoluble precipitates, and also produce residues with great environmental impact. Therefore, it is of great importance the obtaining of a stable system, in inorganic or organic reaction media, able to remove hydrogen sulfide without formation of by-products that can affect the quality and cost of natural gas processing, transport, and distribution steps. Seeking the study, evaluation and modeling of mass transfer and kinetics of hydrogen removal, in this study it was used an absorption column packed with Raschig rings, where the natural gas, with H2S as contaminant, passed through an aqueous solution of inorganic compounds as stagnant liquid, being this contaminant gas absorbed by the liquid phase. This absorption column was coupled with a H2S detection system, with interface with a computer. The data and the model equations were solved by the least squares method, modified by Levemberg-Marquardt. In this study, in addition to the water, it were used the following solutions: sodium hydroxide, potassium permanganate, ferric chloride, copper sulfate, zinc chloride, potassium chromate, and manganese sulfate, all at low concentrations (?10 ppm). These solutions were used looking for the evaluation of the interference between absorption physical and chemical parameters, or even to get a better mass transfer coefficient, as in mixing reactors and absorption columns operating in counterflow. In this context, the evaluation of H2S removal arises as a valuable procedure for the treatment of natural gas and destination of process by-products. The study of the obtained absorption curves makes possible to determine the mass transfer predominant stage in the involved processes, the mass transfer volumetric coefficients, and the equilibrium concentrations. It was also performed a kinetic study. The obtained results showed that the H2S removal kinetics is greater for NaOH. Considering that the study was performed at low concentrations of chemical reagents, it was possible to check the effect of secondary reactions in the other chemicals, especially in the case of KMnO4, which shows that your by-product, MnO2, acts in H2S absorption process. In addition, CuSO4 and FeCl3 also demonstrated to have good efficiency in H2S removal / O g?s natural, embora seja composto basicamente de hidrocarbonetos leves, apresenta tamb?m em sua composi??o gases contaminantes como o CO2 (Di?xido de carbono) e o H2S (Sulfeto de hidrog?nio). O H2S, que comumente ocorre nas atividades de explora??o e produ??o de ?leo e g?s, danifica as tubula??es de transporte do petr?leo e do pr?prio g?s natural. Por isso, a elimina??o do sulfeto de hidrog?nio levar? a significativa redu??o dos custos de opera??o e a uma melhor qualidade do ?leo destinado as refinarias, resultando assim num beneficio econ?mico, ambiental e social. Tudo isso demonstra a necessidade de desenvolvimento e aprimoramento de sequestrantes que removam o sulfeto de hidrog?nio da ind?stria de petr?leo. Atualmente existem v?rios processos para o tratamento do g?s natural, utilizados pela ind?stria petrol?fera para remo??o do H2S, no entanto, eles produzem derivados de aminas que danificam as torres de destila??o, formando precipitados insol?veis que provocam entupimento dos dutos e originam res?duos de grande impacto ambiental. Por isso, a obten??o de um sistema est?vel em meio reacional inorg?nico ou org?nico capaz de remover o sulfeto de hidrog?nio sem formar subprodutos que afetem a qualidade e o custo do processamento, transporte e distribui??o do g?s natural ? de grande import?ncia. Para estudar, avaliar e modelar a transfer?ncia de massa e a cin?tica da remo??o do sulfeto de hidrog?nio (H2S) montou-se uma coluna de absor??o contendo an?is de raschig, por onde o g?s natural contaminado com H2S atravessava uma solu??o aquosa de compostos inorg?nicos estagnada, sendo por esta absorvida. A essa coluna foi acoplado a um sistema de detec??o de H2S com interface com o computador. Os dados e Equa??es do modelo foram resolvidos pelo m?todo de m?nimos quadrados modificado de Levemberg-Marquardt. Neste estudo al?m da ?gua foram utilizadas as solu??es de hidr?xido de s?dio, permanganato de pot?ssio, sulfato de cobre, cloreto f?rrico, cloreto de zinco, cromato de pot?ssio, sulfato de mangan?s, a baixas concentra??es, na ordem de 10 ppm, com o objetivo ? avaliar a interfer?ncia entre par?metros f?sicos e qu?micos da absor??o, ou mesmo buscar um melhor coeficiente de transfer?ncia de massa como ? o caso dos reatores de mistura e colunas de absor??o operando em contra corrente. Nesse contexto a avalia??o da remo??o do H2S surge como um procedimento valioso para o tratamento do g?s natural e destino dos subprodutos do processo. Os estudos das curvas de absor??o obtidos permitiram determinar a etapa controladora da transfer?ncia de massa dos processos envolvidos, os coeficientes volum?tricos de transfer?ncia de massa e as concentra??es de equil?brio, assim como, efetuar um estudo cin?tico. Os resultados mostraram que a cin?tica de remo??o do H2S ? maior para o NaOH, mas como o estudo foi realizado em baixas concentra??es de reagente pode-se verificar o efeito das rea??es secund?rias nos outros reagentes, principalmente no caso do KMnO4, que mostra seu sub produto, MnO2, tamb?m atua na absor??o do H2S. O CuSO4 e o FeCl3 tamb?m apresentaram boa efici?ncia de remo??o

O fator de compressibilidade (Z) de gás natural é utilizado em vários cálculos na engenharia de petróleo (avaliação de formações, perda de carga em tubulações, gradiente de pressão em poços de gás, cálculos de balanço de massa, medição de gás, compressão e processamento de gás). As fontes mais comuns de valores de Z são medições experimentais, caras e demoradas. Essa propriedade também é estimada por correlações empíricas, modelos baseados no princípio dos estados correspondentes ou equações de estado (EOS). Foram avaliadas as capacidades das EOS de Soave-Redlich-Kwong (SRK), Peng-Robinson (PR), Patel-Teja (PT), Patel-Teja-Valderrama (PTV), Schmidt-Wenzel (SW), Lawal-Lake-Silberberg (LLS) e AGA-8 para previsão desta propriedade em aproximadamente 2200 pontos de dados experimentais. Estes pontos foram divididos em quatro grupos: Grupo 1 (Presença de frações C7+, Grupo 2 (temperaturas inferiores a 258,15 K), Grupo 3 (pressões superiores a 10000 kPa) e Grupo 4 (pressões inferiores a 10000 kPa). Os cálculos utilizando as equações de estado sob diferentes esquemas de previsão de coeficientes binários de interação foram cuidadosamente investigados. Os resultados sugerem que a EOS AGA-8 apresenta os menores erros para pressões de até 70000 kPa. Entretanto, observou-se uma tendência de aumento nos desvios médios absolutos em função das concentrações de CO2 e H2S. As EOS PTV e a EOS SW são capazes de predizer o fator de compressibilidade (Z) com desvios médios absolutos entre os valores calculados e experimentais com precisão satisfatória para a maioria das aplicações, para uma variada faixa de temperatura e pressão. Este estudo também apresenta uma avaliação de 224 métodos de cálculo de Z onde foram utilizadas 8 correlações combinadas com 4 regras de mistura para estimativa de temperaturas e pressões pseudorreduzidas das amostras, junto com 7 métodos de caracterização das propriedades críticas da fração C7+, quando presente na composição do gás. Em função dos resultados são sugeridas, para diferentes tipos de sistemas, as melhores combinações de correlações com regras de mistura capazes de predizer fatores de compressibilidade (Z) com os menores erros absolutos médios relativos / The compressibility factor (Z-factor) of natural gases is necessary in many petroleum engineering calculations (evaluation of formation, pressure drop through a pipe, pressure gradient in gas wells, material balance calculations, gas metering, gas compression and processing). The most common sources of Z-factor values are experimental measurements, which are expensive and time consuming. This property is also estimated from empirical correlations, corresponding state models or equations of state (EOS) when experimental data is unavailable. Capabilities of Soave-Redlich-Kwong (SRK), Peng-Robinson (PR), Patel-Teja (PT), Patel-Teja-Valderrama (PTV), Schmidt-Wenzel (SW), Lawal-Lake-Silberberg (LLS) and AGA-8 to predict this property of 2200 data points under various schemes of binary interaction numbers are thoroughly investigated. This database was split on four groups: Group 1 (presence of hydrocarbon plus fraction - C7+), Group 2 (temperatures lower than 258.15 K), Group 3 (pressures higher than 10000 kPa) e Group 4 (pressures lower than 10000 kPa). The best results were obtained from EOS AGA-8 for pressures up to 70000 kPa. However, an increasing trend in average absolute deviations was observed as a function of CO2 e H2S concentrations. EOS PTV and EOS SW are capable to predict the compressibility factor (Z) with average absolute deviation between calculated and experimental values with satisfactory accuracy for most applications for a wide range of temperature and pressure. This study also presents an evaluation of 224 possible methods of calculating the gas compressibility factor, based on 8 correlations and corresponding state models, combined with 4 mixing rule that predict the pseudo-reduced pressure and temperatures of the mixture, that were combined with 7 methods of characterizing the plus fraction critical properties when present in the gas composition. Results suggest for different systems conditions, the best correlation and mixing rule combination capable of predicting Z-factor with the least average absolute relative error

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6846990 bytes, checksum: aec1aa41c1eb06b9173fca41e6af79b0 (MD5) Previous issue date: 2014-06-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Concern about environmental problems triggered the search for new sources of energy and consequently caused an increase in the use of gaseous fuels such as natural gas (NG) and liquefied petroleum gas (LPG). Given this reality, there is growing demand for quality monitoring and supervision of this type of fuel. This paper proposes a flow system for the screening of samples of LPG and NG by near infrared spectrometry (NIR) analysis in order to verify the quality of these fuels in relation to its major concentration of hydrocarbons, propane and methane, respectively. For this, one spectrophotometric flow cell for gas, seven NG containers collectors and one flow system for injection and mixture of gases, as well as its automation (SAIMG) and building management software (GasMixer) were developed. The gas handling equipment and systems for flow enabled the development of SPA-LDA and SIMCA models for screening analysis of samples of LPG and NG. The classification models were constructed and tested with commercial samples that have been previously grouped and analyzed by gas chromatography. Adulterated NG mixtures with nitrogen, compressed air, ethane and lighter fluid were also created. LPG samples were grouped into two different classes depending on the concentration of propane, which have been termed "rich LPG" and "poor LPG" The NG samples were analyzed according to the specified limit for the concentration of methane, which resulted in negative cases ( NG -) and positive (NG +) when they are considered respectively higher or lower than the limits set limit. The results showed that the screening analysis was efficient and robust, reaching 100% accuracy compared samples of LPG and NG test. In addition, the automation of the flow system optimizes all stages of the analysis and enhances their use in future applications / A preocupação com os problemas ambientais impulsionaram a busca por novas fontes de energia e consequentemente provocaram um aumento no uso de combustíveis gasosos como o gás natural veicular (GNV) e gás liquefeito de petróleo (GLP). Diante dessa realidade, cresce também a demanda pelo monitoramento da qualidade e fiscalização desse tipo de combustível. Esse trabalho propõe um sistema em fluxo para a análise screening de amostras de GLP e GNV através da espectrometria no infravermelho próximo (NIR), a fim de verificar a qualidade desses combustíveis em relação a concentração de seus hidrocarbonetos majoritários, o propano e o metano, respectivamente. Para tanto, foram desenvolvidos uma célula espectrofotométrica de fluxo para gás, sete recipientes coletores de GNV e um sistema em fluxo para introdução e mistura de gases, bem como sua automação (SAIMG) e criação de um software de gerenciamento (GasMixer). Os equipamentos de manipulação gasosa e o sistemas em fluxo possibilitaram o desenvolvimento dos modelos SIMCA e SPA-LDA para análise screening de amostras de GLP e GNV. Os modelos de classificação foram construidos e testados com amostras comerciais que foram agrupadas e analisadas previamente por cromatografia gasosa. Também foram criadas misturas adulteradas de GNV com nitrogênio, ar comprimido, etano e fluido de isqueiro. As amostras de GLP foram agrupadas em duas classes distintas em função da concentração de propano, as quais foram denominadas GLP rico e GLP pobre . As amostras de GNV foram analisadas de acordo com o limite especificado para a concentração de metano, o que resultou em casos negativos (GNV !) e positivos (GNV +) quando são considerados respectivamente superiores ou inferiores aos limites estabelecidos. Os resultados demonstraram que a análise screening foi eficaz e robusta, alcançando 100% de acerto em relação as amostras de teste de GLP e GNV. Além disso, a automação do sistema em fluxo otimiza todas as etapas da análise e potencializa seu uso em aplicações futuras.

Este trabalho tem como objetivo a identificação da melhor rota para a produção de combustíveis e derivados sintéticos através do desenvolvimento e aplicação de uma ferramenta metodológica desenvolvida tendo como base ferramentas da qualidade: diagrama de afinidade, diagrama de relações e matriz causa-efeito. Estes diagramas foram adaptados para a análise e discussão dos fatores positivos e negativos de cada item da tríade considerada: insumo-processo-produto. A partir desta análise foram criadas as matrizes de causa-efeito, também separadas em fatores positivos e negativos para os insumos: gás natural (GN), biomassa e carvão mineral; para os processos: produção de gás de síntese (syngas) a partir do GN, gaseificação do carvão e a gaseificação da biomassa; e para os produtos: óleo lubrificante, óleo diesel, nafta, metanol e amônia. A análise destas matrizes causa-efeito gerou a matriz final, denominada matriz saldo, que permitiu a seleção da rota mais adequada para a produção de combustíveis e derivados sintéticos. Dentre os insumos estudados, o gás natural apresentou evidentes vantagens e, consequentemente, o processo a ser utilizado deve ser a produção do syngas a partir do GN, e dentre os produtos o metanol apresentou maiores benefícios para ser produzido. / This paper aims to present to identify of the best route for the production of fuels and synthetic derivatives through the development and application of a methodological tool based on quality tools: affinity diagram, relations diagram and matrices cause-effect. The diagrams have been adapted for the analysis and discussion of positive and negative factors of each item of the triad considered: feedstock-process-product. From the analysis, matrices of cause and effect were created and also, separated into positive and negative factors for the inputs: natural gas (NG), biomass and coal; for the processes: production of synthesis gas (syngas) from GN, coal gasification and biomass gasification; and for the products: lubricating oil, diesel fuel, naphtha, methanol and ammonia. The analysis of cause-effect matrices generated the final matrix, named balance matrix, which allowed the selection of the most suitable route for the production of fuels and synthetic derivatives. Among the input studied, NG presented remarkable advantages among the others. Therefore, the process to be used should be the production of syngas from NG. Among the products considered, methanol showed the best benefits to be produced.

O setor residencial reflete a cultura do uso excessivo da eletricidade para aquecimento de água. Para este uso final, a inclusão de gás e complementação com energia termo-solar pode apresentar vantagem por se tratar de energia final mais compatível com os processos de transformação em energia útil na forma de calor. A inclusão destas fontes pode propiciar uma diminuição de sobrecarga no sistema elétrico e da eletrotermia no setor residencial. Este trabalho faz uma avaliação econômica dos sistemas de aquecimento de água elétrico, a gás e solar. Os sistemas são analisados considerando custos de infra-estrutura, com diferentes disponibilidades de uso, custos de equipamentos e de operação para vários níveis de consumo. A avaliação é aplicada a 3 tipologias de edificações verticais representativas no mercado da construção civil da Região Metropolitana de São Paulo. Os custos de serviço de aquecimento de água quente estão apresentados em função do volume de água consumido. / The residential sector reflects the culture of the indiscriminate use of electricity water heating. Inclusion of gas and thermosolar energy to the electrical supply system may present advantages as they are more compatible to consumer\"s heat transformation processes. In addition these new sources of energy may decrease the electrical and electrothermal system overload in the residential sector. This study is an economic evaluation of the electric, gas and solar water heating systems. The heating systems are analyzed taking in consideration infrastructure costs, and equipment and operation costs for different levels of consumption. The evaluation is applied to three typologies of vertical residential edifications that represent the civil construction market of the São Paulo metropolitan area. The costs of water heating service are presented in function of the consumed volume of water.