BASTOS NETO, M. Estudos de ciclos de carga e descarga de reservatórios para armazenamento de gás natural adsorvido. 135 f. 2005. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-30T12:31:28Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_mbastosneto.pdf: 1963746 bytes, checksum: 6e0171d8c95029b957fc4545a2cbde19 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-31T13:32:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_mbastosneto.pdf: 1963746 bytes, checksum: 6e0171d8c95029b957fc4545a2cbde19 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T13:32:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_mbastosneto.pdf: 1963746 bytes, checksum: 6e0171d8c95029b957fc4545a2cbde19 (MD5) Previous issue date: 2005-10-21 / This study presents experimental data analyses of charge and discharge cycles in a prototype vessel of adsorbed natural gas (ANG) storage in a bed of activated carbon, compared with simulations obtained with a mathematical model proposed to foresee the behavior of pressure, average temperature and stored mass and delivery of natural gas in a given reservoir. To validate the model, each input parameter was independently calculated through analyses of the used carbon sample’s textural characteristics and the acquirement of adsorption equilibrium isotherms of methane in the same carbon sample. It was also obtained the adsorption isotherms of ethane, propane and butane, constituent of the natural gas (NG) in smaller proportions, for evaluation of the composition influence in the storage process efficiency. The textural characteristics analyses were run in a volumetric apparatus through the obtaining of nitrogen isotherms at 77 K. The adsorption equilibrium data of the NG components were acquired with the support of a magnetic suspension balance. In an initial stage, it was used experiments with natural gas and simulations with pure methane. The results showed discrepancies in the model prediction, leading to the conclusion that it is inadequate to assume that the natural gas presents behavior similar to the one of its larger proportion component, methane, for this case. Consequently, in another stage, simulations were compared with experiments using pure methane and a good agreement was observed in the results comparisons. Histories of pressure and stored mass were satisfactorily well predicted and, despite heat effects, not precisely taken into account in the model, there was a reasonably good agreement between simulation and experiment for the average temperature inside the vessel. Conclusively, the model was suitable for the prediction of the phenomena involved in an ANG storage process. / Este estudo apresenta análises de dados experimentais de ciclos de carga e descarga em um vaso protótipo de armazenamento de gás natural adsorvido (GNA) em um leito de carvão ativado, comparados com simulações obtidas com um modelo matemático proposto para prever o comportamento da pressão, temperatura média e massa armazenada e disponibilizada de gás natural num dado recipiente. Para validar o modelo, cada parâmetro de entrada foi calculado independentemente através de análises das características texturais da amostra de carvão utilizada e do levantamento de isotermas de equilíbrio de adsorção de metano no mesmo carvão. Também foram determinadas as isotermas de adsorção de etano, propano e butano, constituintes do gás natural (GN) em menores proporções, para avaliação da influência da composição na eficiência do processo de armazenamento. As análises das características texturais foram conduzidas num aparato volumétrico através da obtenção de isotermas de nitrogênio a 77 K. Os dados de equilíbrio de adsorção dos componentes do GN foram adquiridos com auxílio de uma balança de suspensão magnética. Numa etapa inicial foram utilizados experimentos com gás natural e simulações com metano puro. Os resultados mostraram discrepâncias nas previsões do modelo, conduzindo-nos à conclusão de que é inadequado assumir que o gás natural apresenta comportamento semelhante ao de seu componente em maior proporção, o metano, para este caso. A partir deste fato, as simulações foram comparadas com experimentos usando metano puro e uma boa concordância foi observada nas comparações dos resultados. A pressão e a massa armazenada foram preditas satisfatoriamente bem e, apesar dos efeitos térmicos não precisamente levados em conta no modelo, foi observada uma concordância razoavelmente boa entre simulação e experimento para a temperatura média dentro do recipiente. Conclusivamente, o modelo foi satisfatório para a previsão dos fenômenos envolvidos num processo de armazenamento de GNA.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-10-10T04:09:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348412.pdf: 1522637 bytes, checksum: bfc8477785a30cc5de8726097fb056f2 (MD5) Previous issue date: 2016 / Uma plataforma off-shore normalmente produz petróleo bruto e gás natural. O gás é tratado para a remoção da humidade e sua pressão e sua temperatura são modificadas de acordo com sua aplicação final. Parte do gás é direcionado para a linha de exportação de gás para ser comercializado. Muitas vezes o gás é utilizado por poços que operam com elevação por gaslift. O gás natural também é usado em turbinas para gerar eletricidade. Um sistema de compressão de gás é uma parte importante de uma unidade de produção off-shore de petróleo. O tipo de compressor mais usado em um sistema de compressão de gás é o compressor centrífugo. Uma falha do compressor pode fazer com que uma unidade de produção completa seja desligada. Os compressores centrífugos têm limites operacionais muito restritos e são muito sensíveis a mudanças na vazão de entrada de gás ou nas propriedades do mesmo. O compressor pode entrar em surge, que é uma condição operacional instável caracterizada pelo fluxo reverso de gás dentro do compressor e que pode acontecer quando a vazão de entrada de gás é muito baixa. Um compressor centrífugo que opera em surge não comprimirá o gás corretamente, causando danos permanentes à máquina. O procedimento normal utilizado quando se detecta a ocorrência de surge é parar o compressor. Geralmente, os compressores centrífugos são instalados com um controle regulatório que inclui a prevenção de surge. No entanto, mudanças bruscas na vazão de entrada de gás e na composição do gás são conhecidas por fazer com que o compressor centrífugo pare com frequência. Esta dissertação propõe um controlador MPC que reduz o consumo de energia do sistema de compressão e melhora sua proteção contra surge. Este trabalho também apresenta a modelagem de uma estação de compressão real composta de dois compressores de três estágios. Com base na análise do comportamento do sistema e da relação dinâmica entre as entradas e saídas do sistema, são propostas e testadas duas formulações de MPC diferentes. Para ajustar o controlador MPC foi aplicada a técnica de ajuste satisfatório, melhorando o desempenho do controlador.<br> / Abstract : An offshore oil production unit normally produces crude oil and natural gas. The gas is treated for removal of moisture and its pressure and temperature are conditioned to its target application. Part of the gas is directed to the gas export line for sales. Often it is used by wells operating with gas lift. Natural gas is also used in turbines to generate electricity. A gas compression system is an important part of an offshore oil production unit. The most important type of equipment used in a gas compression system is the centrifugal compressor. A compressor failure may cause a complete production unit shut down. Centrifugal compressors have a limited operational range and are very sensitive to changes in the gas flow rate or in its properties. Compressor surge is an unstable operational condition characterized by reverse flow inside the compressor and it can happen when the gas flow rate is too low. A centrifugal compressor operating in surge mode will not compress the gas as required and the machine could be damaged permanently. The normal procedure used when surge is detected is to stop the compressor. Usually centrifugal compressors are installed with a regulatory control that includes the avoidance of surge. But abrupt changes in gas flowrate and gas composition are known to cause centrifugal compressor to stop the production operations too often. This dissertation proposes a MPC controller that reduces the energy consumption of the compression system and improves its protection against surge. This work also presents the modeling of a real compression station composed of two three-stage compressors. Based on the analysis of the system?s behavior and the dynamic relation between inputs and outputs, two different MPC formulations are proposed and tested. To tune the MPC controller the satisficing tuning technique is applied, improving the controller?s performance.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-11T15:25:27Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Carolina_Amaro_versão_final_completa.pdf: 22606495 bytes, checksum: d95f3635a05bf79208ea78cae19faa3b (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-02-11T15:25:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Carolina_Amaro_versão_final_completa.pdf: 22606495 bytes, checksum: d95f3635a05bf79208ea78cae19faa3b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-11T15:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Carolina_Amaro_versão_final_completa.pdf: 22606495 bytes, checksum: d95f3635a05bf79208ea78cae19faa3b (MD5) / Sistemas de Detecção, Diagnóstico e Correção de Falhas (FDDC, Fault, Detection, Diagnosisand Correction) aplicados a sistemas industriais são cada vez mais importantes devido à crescente demanda por processos confiáveis, eficientes e automatizados. Dentro do setor industrial, o processamento de gás natural tem ganhado destaque em virtude do aumento de sua importância no setor energético brasileiro e mundial. Assim, garantir a especificação dos produtos e aumentar a segurança e a confiabilidade da planta, além de reduzir os custos envolvidos no processo, são alguns dos principais benefícios almejados pelas indústrias com a implementação de sistemas de FDDC. Portanto, o principal objetivo desta dissertação é desenvolver um sistema de FDDC para uma coluna desetanizadora de uma unidade de processamento de gás natural capaz de monitorar a planta em tempo real e, além das etapas de detecção e diagnóstico, realizar a etapa de correção de forma automática. Um modelo matemático da coluna foi construído no simulador de processos EMSO e utilizado na geração de dados de falha. O sistema FDDC foi construído no MATLAB/Simulink para falhas no sensor de temperatura da malha de controle do refervedor. Primeiramente o sistema foi desenvolvido com um algoritmo simples com estruturas de decisão e, em seguida, foi utilizado um algoritmo com redes neuronais treinadas a partir os dados fornecidos pelo modelo dinâmico da coluna. A interligação do sistema FDDC (MATLAB/Simulink) com a coluna (EMSO) foi realizada através da interface de comunicação EMSO/Simulink disponível no EMSO. Em ambos os casos o sistema desenvolvido foi capaz de detectar todas as falhas e realizar uma ação de correção eficiente, capaz de evitar perda de desempenho da unidade, demonstrando como um sistema de FDDC adequado pode promover os benefícios elencados anteriormente.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-01-16T12:34:45Z No. of bitstreams: 1 2016_EmmanuelCarlosGuimarãesMoreira.pdf: 3814802 bytes, checksum: 1af3527b0beede21c5b65b253066933b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-14T20:32:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_EmmanuelCarlosGuimarãesMoreira.pdf: 3814802 bytes, checksum: 1af3527b0beede21c5b65b253066933b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-14T20:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_EmmanuelCarlosGuimarãesMoreira.pdf: 3814802 bytes, checksum: 1af3527b0beede21c5b65b253066933b (MD5) / A produção de petróleo e gás natural tem uma demanda crescente na região amazônica e conta com importantes infraestruturas de escoamento (oleoduto e gasoduto) interligados na Base de Operações da Petrobras no Amazonas. O crescimento da exploração de petróleo e gás natural no Estado do Amazonas aumenta o desmatamento da floresta sob agravantes circunstâncias, pois os Programas de Recuperação das Áreas Degradadas (PRAD) perdem sua eficácia, devido à falta de gestão, à remoção do horizonte superficial do solo, aos aterramentos e a alta compactação aplicada para suportar maquinários de extremo peso, vinculados, ainda, às condições climáticas, geomorfológicas e ao difícil acesso às clareiras remotas. Este estudo utilizou o Modelo Linear de Mistura Espectral – MLME, para a identificação das áreas de exploração mineral da Petrobras/BR e análise do desenvolvimento de recuperação das clareiras. Assim, foi realizado o processamento digital da imagem com a remoção dos ruídos (MNF), a identificação dos endmembers (PPI), a visualização das classes por meio do n-d visualizer e a classificação da imagem com os algoritmos SAM e SFF. Logo após foi realizada a identificação das classes, divididas em: vegetação, solo exposto, asfalto e água. Os resultados foram exportados para o software ArcGis 10.2, no qual houve a espacialização das áreas desmatadas para a verificação do aumento do número de clareiras e análise da eficácia dos PRADs. A qualidade dos dados foi verificada com a aplicação de uma Matriz de Confusão e do Índice Kappa. Os resultados do algoritmo SFF foram insatisfatórios, o que motivou a redução das categorias visando diminuir a mistura espectral para melhorar os resultados. O algoritmo SAM foi efetuado com um número inicial de 06 classes (vegetação, corte raso, solo exposto, asfalto, rio Urucu e rio Tefé), o qual foi reduzido para um total de 04 classes (vegetação, solo exposto, asfalto, corpos d’água). E, assim, demonstrou um resultado satisfatório no delineamento das feições, apontando o aumento do número de clareiras decorrentes de novas frentes de exploração (de 65 para 123) e, também, o resultado diminuto da revegetação alcançada pelos PRADs. Portanto, concluiu-se com este estudo que nos últimos 15 anos houve um aumento expressivo no número de clareiras; as condições físicas e as alterações provocadas pelo desmatamento impedem a recuperação das áreas degradas e a classificação das clareiras a partir do Spectral Angle Mapper (SAM) alcançou um bom delineamento das áreas de solo exposto, quantificando uma área degradada total de 224,55ha. / The oil and natural gas have a growing demand in the Amazon region and has significant infrastructure flow (Pipeline and Gas Pipeline) interconnected in Petrobras Operations Base – Geologist Pedro de Moura (BOGPM). The growth of oil and natural gas exploration in Amazonas state increase forest clearing under aggravating circumstances. The Degraded Areas Recovery Program (DARP) lose their effectiveness due to lack of management and also because of the high compaction process applied in the soil to support machinery extremely heavy, added to this the climate and geomorphological conditions, as well the difficult access to remote clearings. This study used the Linear Spectral Mixture Model - LSMM, to identify the areas of mineral exploration of Petrobras/BR and analysis of the clearings recovery development. It was carried out the digital processing of the image by removing noise (MNF), the identification of endmembers (PPI), the display of classes by n-d visualizer and a image classification with algorithms SAM and SFF. Soon after it was carried out the identification of classes, divided into: vegetation, bare soil, asphalt and water. The results were exported to ArcGis 10.2 software, in which there was a spatial distribution of deforested areas to check the increase number of clearings and the efficacy of analysis of DARP. The quality of data was verified with the application of a confusion matrix and Kappa Index. The results of SFF algorithm were unsatisfactory, which led to the reduction of categories in order to decrease the spectral mixture to improve results. The SAM algorithm was performed with an initial number of 06 classes (vegetation, clear-cut, exposed soil, asphalt, river Urucu and river Tefé, which was reduced to a total of 04 classes (vegetation, exposed soil, asphalt and bodies of water). Thus it was demonstrated a satisfactory result in the delineation of the features, pointing to the increased number of clearings from new exploration fronts (65 to 123) and also the tiny result of revegetation achieved by DARP. Therefore, this study concluded that over the past 15 years there has been a significant increase in the number of clearings; physical conditions and the alterations caused by deforestation hinder the recovery of degraded areas, and the classification of clearings from the Spectral Angle Mapper (SAM) achieved a good design of exposed soil areas, quantifying a degraded area total of 224,55ha.

Esta dissertação tem como objetivo estimar a renda de informação apropriada pelos vencedores dos leilões para exploração e produção de petróleo e gás natural no Brasil. Assume-se um modelo estrutural de leilão de valor privado independente. Foram estimadas as distribuições dos lances e dos valores privados dos lançadores de forma não-paramétrica, assumindo assimetria entre os participantes (Petrobras+OGX versus outros). Para isso, explorou-se um banco de dados construído a partir de informações de todos os leilões realizados entre 1999 e 2008. Tal estudo é relevante por tentar avaliar o sucesso do governo brasileiro e das empresas licitantes nestes leilões, principalmente diante da discussão do novo marco regulatório do pré-sal. Os resultados sugerem que a Petrobras e a OGX obtiveram rendas de informação significativamente maiores que as demais concorrentes. Tais rendas variam entre 14% e 63%, dependendo do número de competidores e de seu tipo. De maneira geral, o governo tende a extrair maior parte do preço de reserva do vencedor do leilão quando este não é a Petrobras ou a OGX e quanto maior for o número de concorrentes. / This dissertation aims to estimate the information rent grabbed by the winners of auctions for exploration and production of oil and natural gas in Brazil. It assumes a structural model of independent private values for the auctions. We estimated non-parametrically both the distributions of bids and the distribution of private values from bidders, assuming asymmetry between the participants (Petrobras + OGX versus others). For this, we explored a database with information about all the auctions held between 1999 and 2008. This study is relevant since it tries to assess the success of the Brazilian government and bidders in these auctions, especially before the discussion on the new regulatory framework of pre-salt. Results suggest that Petrobras and OGX obtained information rents significantly higher than other competitors. These rents vary between 14% and 63%, depending on the number of competitors and on their types. In general, the government tends to capture most of the reserve price of the winning bidder when it is not Petrobras or OGX and the greater the number of competitors.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3705.pdf: 9069339 bytes, checksum: 287407cc7b8046716dd3084a53840f13 (MD5) Previous issue date: 2011-09-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / The presence of residue in the transport of natural gas in pipelines may result in numerous losses for the gas companies, such as obstruction of measuring equipment, decrease in product quality, and reduction in the lifetime of equipment. A very efficient and inexpensive way for removal of particles is the use of gas filtration. Despite the wide applicability of filters, there are very few studies on natural gas filtration, due to their operating conditions, because they work at high pressures. Thus, research in this area is extremely important to obtain more information about this subject. Therefore, this study aimed to examine the behavior of different filter media used in gas filtration at high pressures. The particulate matter used was the phosphate concentrate and the filter media were polyester, polypropylene, cellulose and metal. The absolute pressure of the system varied from 93 kPa to 693 kPa and the volumetric flow from 14 l/min to 74 l/min in the permeability trials and the fluid used was compressed air. The system pressures of 193, 393 and 693 kPa were used in the filtration trials and the superficial gas velocity was kept constant at 0.05 m/s. The results showed that the permeability constants, k1 and k2, did not present significant variations with the increase in the system pressure, that is, the values tended to a constant value. Simulations to determine pressure drop using natural gas as fluid were performed considering that the permeability constants did not present large variations. The results indicated that the increase in system pressure resulted in greater filtering capacities for a given pressure drop. It was observed that the highest absolute pressure applied to the system (693 kPa) provided the lowest pressure drop at the filter for the same powder mass collected in the filtration trials. An analysis of the dust cakes porosity revealed that the increase in pressure resulted in more porous cakes which were less resistant to gas flow. Also, it was verified that the increase in the system pressure provided an increase in the fractional efficiency of the filters for particles smaller than 5 &#956;m. / A presença de resíduos em gasodutos no transporte do gás natural pode acarretar para as companhias de gás inúmeros prejuízos, dentre os quais se destacam: obstrução de equipamentos de medidas, diminuição da qualidade do produto e redução no tempo de vida útil de equipamentos. Uma maneira bastante eficiente e barata para remoção das partículas é a utilização da filtração de gases. Apesar da grande aplicabilidade dos filtros, ainda são poucos os estudos de filtração de gás natural, devido às suas condições operacionais, porque trabalham a elevadas pressões. Desta forma, pesquisas nessa área são extremamente importantes para se obter maiores informações a respeito desse assunto. Neste contexto, o presente trabalho teve por finalidade analisar o comportamento de diferentes meios filtrantes na filtração de gases as altas pressões. O material particulado utilizado foi a rocha fosfática e os meios filtrantes foram o poliéster, o polipropileno, a celulose e o metálico. Para os ensaios de permeabilidade, variou-se a pressão absoluta do sistema de 93 kPa a 693 kPa e as vazões volumétricas de 14 l/min a 74 l/min, sendo o fluido utilizado o ar comprimido. Nos ensaios de filtração avaliaram-se as pressões do sistema de 193, 393 e 693 kPa, mantendo-se constante a velocidade superficial do gás em 0,05 m/s. Os resultados mostraram que as constantes de permeabilidades (k1 e k2) não apresentaram variações significativas com o aumento da pressão do sistema, no qual k1 e k2 tenderam a um valor constante. Considerando-se que as constantes de permeabilidade não apresentaram grandes variações com o aumento da pressão, foram realizadas simulações para determinar a perda de carga utilizando o gás natural como fluido. Os resultados indicaram que, para uma mesma perda de carga no elemento filtrante, o aumento da pressão do sistema resultou em maiores capacidades de filtração. Nos ensaios de filtração, observou-se que, para uma mesma massa de pó coletada, a maior pressão absoluta aplicada no sistema (693 kPa) proporcionou a menor perda de carga no filtro. Uma análise na porosidade das tortas mostrou que o aumento da pressão resultou em tortas mais porosas e menos resistentes ao escoamento do gás. Verificou-se também que o aumento da pressão do sistema proporcionou um aumento na eficiência fracionária dos filtros para as partículas menores que 5 &#956;m

Made available in DSpace on 2015-06-26T02:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000471127-Texto+Completo-0.pdf: 569 bytes, checksum: 1c36e5643bff44899e41efe94ab43a6b (MD5) Previous issue date: 2014 / The search for the exploration and production of gas in unconventional reservoirs such as shale gas (shale gas) means a possibility of better use of energy resources in Brazil. While the global energy dynamics, through natural resources, technological advances, markets and institutions that shape today, determine the energy of tomorrow. However, shale gas production has a shorter life cycle, so it can be stated that provides a rapid return on investment, unlike the production of conventional reservoirs with return medium to long term. From this perspective, an analysis of geochemical and mineralogical parameters of shales of the Irati and Palermo formations for hydrocarbons research (oil and gas) will be held in the areas studied, estimating the geochemical and mineralogical potential of these targets for oil reservoirs and unconventional gas. The geochemical and mineralogical parameters to be analyzed and studied for the evaluation are: mineral matter by gravimetric analysis measuring the remaining mineral content after combustion, elemental composition (by total organic carbon analysis (TOC), total carbon (TC), hydrogen (H) and total sulfur (TS)) and clay (by infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), moreover, the methane adsorption capacity of will be assessed in shales).Through the study of the elemental analysis in Irati shale formations and Palermo, it was found that the potential for hydrocarbon generation is found medium and medium to high, respectively. In addition, the main clay minerals present in the reservoirs in Irati formations and Palermo are: illite, kaolinite, smectite and chlorite, but also observed the presence of minerals such as quartz and pyrite Formation for Palermo, as well as quartz and analcime to Irati Formation. Thus, the results obtained for sample adsorption formation Palermo (238. 50 m depth) was 13. 72 cm³/g, for the samples of Irati (m depths of 95. 30, 107. 50 and 218. 45) were 6. 17 cm³/g, 4. 61 cm³/g and 11. 73 cm³/g. / A pesquisa para a exploração e produção de gás em reservatórios não-convencionais, como o gás de folhelho (shale gas), significa uma possibilidade de maior aproveitamento dos recursos energéticos do Brasil. Ao passo que a dinâmica energética mundial, através dos recursos naturais, avanços tecnológicos, mercados e instituições que se configuram hoje, determinam a energia de amanhã. Contudo, a produção de shale gas apresenta um ciclo de vida mais curto, por isso pode-se afirmar que apresenta um retorno rápido do investimento, diferentemente da produção dos reservatórios convencionais com retorno de médio à longo prazo. Nessa perspectiva, será realizada uma análise de parâmetros geoquímicos e mineralógicos dos folhelhos das formações Irati e Palermo para a investigação de hidrocarbonetos (óleo e gás) nas áreas estudadas, estimando o potencial geoquímico e mineralógico destes alvos para reservatórios de óleo e gás não-convencional. Os parâmetros geoquímicos e mineralógicos a serem analisados e estudados para a avaliação serão: matéria mineral através da análise gravimétrica mensurando o conteúdo mineral remanescente após a sua combustão, composição elementar (através da análise de carbono orgânico total (COT), carbono total (CT), hidrogênio (H) e enxofre total (ST)) e argilominerais (através da espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difratometria de raios-X (DRX), além disto, será avaliada a capacidade de adsorção de metano dos folhelhos).Através das análises elementares dos folhelhos estudados nas formações Irati e Palermo, constatou-se que o potencial de geração de hidrocarbonetos encontrado é médio e médio à alto, respectivamente. Além disso, os principais argilominerais presentes nos reservatórios nas Formações Irati e Palermo são: ilita, caulinita, esmectita e clorita, mas observa-se também a presença de minerais como quartzo e pirita para Formação Palermo, bem como, quartzo e analcima para 13 Formação Irati. Assim sendo, os resultados obtidos de adsorção para a amostra da Formação Palermo (profundidade 238,50 m) foi 13,72 cm³/g e para as amostras das Formações Irati (profundidades de 95,30 m, 107,50 m e 218,45 m) foram 6,17 cm³/g e 4,61 cm³/g e 11,73 cm³/g.

Orientador: José Antonio Perrella Balestieri / Resumo: Neste trabalho é definido um cenário de transição entre o uso da energia proveniente de combustíveis fósseis e a utilização ainda restrita de certas fontes renováveis, como as biomassas, em especial, uma vez que o emprego de recursos hídricos e eólicos é dependente da sua disponibilidade, e tecnologias de aproveitamento da energia solar ainda demandam aperfeiçoamentos tecnológicos. Durante essa transição cabe otimizar os ciclos tradicionais que consomem óleo diesel e gás natural, visando diminuir o impacto nas reservas e no meio ambiente, aumentando o tempo disponível para a mudança, caso seja necessário. Após uma descrição dos ciclos avançados mais conhecidos é analisado de forma mais detalhada a utilização do ciclo com injeção de vapor (STIG) utilizando gás natural, em duas plantas processadoras de gás natural, incluindo uma comparação com o ciclo Rankine e Brayton convencionais. Esta análise é principalmente focado em Unidades de Compressão de gás natural, visto a grande ênfase que vêm sendo dada à sua utilização, trazendo como conseqüência a necessidade da extensão das redes de gasodutos. Os ciclos são analisados operando nas condições de projeto e com carga parcial ou sobrecarga, motivo pelo qual são formulados modelos termodinâmicos que são apresentados integrados a programas computacionais, considerando a maior quantidade de informações que permitam uma simulação próxima da realidade. Na simulação são considerados os custos de combustíveis e equipamentos, manutenção e, de forma simplificada, os ganhos potenciais provenientes da venda de créditos de carbono. Os objetivos propostos neste trabalho incluem a criação de modelos termodinâmicos para os ciclos estudados e sua simulação, considerando a operação com carga parcial, disponibilizando os dados utilizados de forma organizada... (Resumo completo, clicar acesso completo). / Abstract: This work considers a transition scenario from fossil combustible energy and the restrict usage of renewable sources, specially biomass, just because water and eolic sources depend on their availability, and solar energy usage depends on technological improvements . During this transition, it is important to optimize traditional cycles that use diesel oil and natural gas, for minimizing the impact on natural reserves and environment, increasing the existing time schedule for changes, if necessary. After describing some advanced cycles, this study evaluates in more detail the usage of steam injection cycle (STIG) burning natural gas, applicable to two natural gas production plant, considering the comparison between Rankine and Brayton conventional cycles. This analysis is focused mainly in natural gas Compression Units due to the great emphasis that it has nowadays, with the necessity of increasing the gas pipeline. In this thesis, the cycles are analyzed considering the project part-load and over-load conditions, explaining why there are thermodynamic modeling to be integrated to computer programs to generate informations for a simulation closer to the real operational condition. In the simulation fuel and equipment prices, maintenance costs and, in a simple way, the potential return of investments coming from carbon dioxide credits sales were considered. Proposal goals from this study include new thermodynamic modelling applicable to the studied cycles and its simulation, considering partial load operation, offering the sparse technical and economic data in an organized way. After ending the study it was possible to conclude that the part load operation must be considered and that the oil and gas installation have a potential in energy savings. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-02-28T02:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000453973-Texto+Completo-0.pdf: 2336011 bytes, checksum: e45d181e32c66485902e3a8c18713209 (MD5) Previous issue date: 2013 / Due to the growing concerns with the environmental problems caused by the use of heavy fuel oil, is increasingly the incentive to clean fuels, mainly in the field of transport. In this study, emissions of a truck of garbage collection in route in the city of Porto Alegre fuelled with CNG and biogas were monitored. A truck from the ELCD® database moved by diesel was used for comparison of this fuel. Life Cycle Assessment (LCA) methodology was used to assess the environmental impacts of CNG and biogas in phase of use in this vehicle. For the majority analyzed situations for the CNG, the global warming potential was approximately 10 kg CO2-Eq. /km rotated, the acidification potential and terrestrial eutrophication were 0. 5 and 0. 04 m² /km rotated, respectively. The database truck moved by diesel had less potential for global warming and acidification and greater potential for eutrophication terrestrial, when compared to CNG; and better performance in all categories front to biogas. The study enabled to identify the main responsible for impacts, and observe the emissions profile in different traffic conditions. / Devido às crescentes preocupações com os problemas ambientais causados pelo uso de combustíveis pesados, é cada vez maior o incentivo aos combustíveis limpos, principalmente no setor de transportes. Nesse trabalho, foram monitoradas as emissões de um caminhão de coleta de lixo em rota na cidade de Porto Alegre abastecido com GNV e biogás. Um caminhão da base de dados ELCD® movido a diesel foi utilizado para comparação desse combustível. A metodologia da Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) foi utilizada para avaliar os impactos ambientais do GNV e do biogás na fase de uso nesse veículo. Para a maior parte das situações analisadas para o GNV, o potencial de aquecimento global foi de aproximadamente 10 kg CO2-Eq. /km rodado, os potenciais de acidificação e eutrofização terrestre foram de 0,5 e 0,04 m²/km rodado, respectivamente. O caminhão da base de dados movido a diesel teve menor potencial de aquecimento global e acidificação e maior potencial de eutrofização terrestre, quando comparado ao GNV; e melhor desempenho em todas as categorias frente ao biogás. O estudo possibilitou identificar os principais responsáveis pelos impactos, e observar o perfil das emissões em diferentes condições de tráfego.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000449831-Texto+Completo-0.pdf: 4411444 bytes, checksum: ebf58e9f56db71109fbe172787c5d050 (MD5) Previous issue date: 2012 / Coal is one of the most abundant energy resources. The Rio Grande do Sul State has about 90% of all coal in Brazil. This energy source is used in small proportion compared to hydropower plants, for example. But coal is also a strategic resource, it is a complementary source to those used on a larger scale. It is a resource that doesn´t depend on seasonality, and therefore constitutes an important energy security backup. The quest for a greater knowledge and understanding of Brazilian coals situation and its exploitation or in situ use possibilities can contribute to provide an energy resource that today is not considered accessible, especially for the southern region of Brazil. This thesis is focused on the Charqueadas Reservoir, its petrographic characterization, comparison of its theoretical and measured storage capacity for CO2, through sorption tests at the Department of Energy (DOE) laboratories (USA), compared with structural changes in the rock through imaging acquired through computed tomography (CT). These tests will also determine the viability of coalbed production (CBM) and carbon sequestration (CCS). The studied coal has, when taken into account CBM, ECBM and CCS activities, porosities considered normal (in the range of 1 to 5%). As for the permeability for the same activities, it´s considered very low (within the range of hundreds of nanoDarcys).The results of the pre-scans imaging indicate the existence of a high density material in the fractures (cleats), which explains the results of low permeabilities measured on the samples. Imaging using microtomography also showed this feature, indicating high density material filling the microfractures, which consequently reduces the permeability and gas adsorption. The adsorption isotherms indicated a significant amount of CO2 adsorption into the Charqueadas coal micro-structure is possible, but the larger scale results of the core permeability, microtomography, and pre-injection scans (which indicated the existence of a high density material filling fractures) revealed fluid motion within the coal would be difficult. This result was confirmed by the core-scale sorption tests in the coal samples, which indicated that sorption of CO2 in the Charqueadas Deposit would not be easily carried out. / O carvão é um dos recursos energéticos mais abundantes da humanidade. O Rio Grande do Sul contém cerca de 32 bilhões de toneladas de recursos, que representam 90% de todo carvão de nosso País. Esta fonte de energia é utilizada em pequena proporção quando comparada à energia gerada em hidrelétricas, por exemplo. Porém o carvão é um recurso estratégico do qual não se pode abrir mão, por ser uma fonte complementar às utilizadas em maior escala. É o recurso que completa a demanda energética em épocas de sazonalidade dos outros recursos, e por não depender do clima para ser utilizado, constitui-se de um importante fator na segurança energética do País. A busca por um maior conhecimento e entendimento de como os carvões brasileiros se encontram e suas possibilidades de exploração ou utilização in situ e ambientalmente sustentáveis pode contribuir para uma provisão de um recurso energético que hoje não é considerado acessível, principalmente para a Região sul do País. Esta foi focada na Jazida de Charqueadas, sua caracterização petrográfica, comparação entre as capacidades teórica e medida em laboratório de armazenagem de CO2, através de testes de sorção, e comparação de mudanças estruturais na rocha através de imageamento em tomógrafo computadorizado. Através destas análises foi avaliada viabilidade do carvão para produção de gás natural e armazenamento de carbono (CCS). O carvão estudado possui, quando levadas em conta atividades de CBM, ECBM e CCS, porosidades consideradas normais (da ordem de 1 a 5%). Já em relação à permeabilidade, quanto às mesmas atividades mencionadas, esta é considerada muito baixa (centenas de nanoDarcys), principalmente em relação à permeabilidade considerada ideal ou mínima para estas atividades (da ordem de miliDarcys).Os resultados do imageamento prévio ao experimento de sorção de CO2 apontam para a existência de um material de alta densidade nas fraturas (cleats) do carvão, o que explica os resultados de baixas permeabilidades medidos nas amostras. O imageamento através de microtomografia também evidenciou este comportamento, apontando material de alta densidade preenchendo as microfraturas do carvão estudado, o que por consequência diminui a permeabilidade e adsorção de gases. As isotermas de adsorção indicaram uma significativa quantidade de CO2 como possível de ser adsorvida nas amostras estudadas, porém os resultados das análises de permeabilidade, imageamento prévio e microtomografia (que apontaram a existência de um material de alta densidade preenchendo as fraturas) e principalmente os testes de sorção realizados nas amostras indicam ser difícil o fluxo de fluídos, e por consequência a sorção de CO2 nos carvões da Jazida de Charqueadas.