Submitted by Lorena Soares (loreleal@msn.com) on 2017-06-06T18:25:01Z No. of bitstreams: 1 22. Dissertação - Lorena Leal de Oliveira Soares.pdf: 3922649 bytes, checksum: c3a999c3cf135d5b1309ec483e511eac (MD5) / Approved for entry into archive by Flávia Sousa (flaviabs@ufba.br) on 2017-06-08T12:59:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 22. Dissertação - Lorena Leal de Oliveira Soares.pdf: 3922649 bytes, checksum: c3a999c3cf135d5b1309ec483e511eac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-08T12:59:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 22. Dissertação - Lorena Leal de Oliveira Soares.pdf: 3922649 bytes, checksum: c3a999c3cf135d5b1309ec483e511eac (MD5) / Capes / Na indústria de petróleo a ocorrência da parafinação em dutos persiste como um problema a ser solucionado. Este fenômeno promove a diminuição da vazão e danos a equipamentos, determinando um consequente aumento nos custos de produção de petróleo. Baixas temperaturas no ambiente externo ao duto são os principais fatores causadores da deposição de parafina, a exemplo de águas profundas onde temperaturas reduzidas tem sido verificadas. Através do gradiente formado pela diferença de temperatura entre o centro e a superfície da tubulação por onde o petróleo flui, é possível prever o início da deposição de parafina. Para tal, foi projetado, desenvolvido e montado um sensor multipontos composto por 6 sensores RTD’s (Resistance temperature detector) do tipo PT-100. Os testes necessários para o desenvolvimento do trabalho foram feitos numa planta de parafinação do tipo flow-loop, desenvolvida pelo Laboratório de Propriedades Óticas – LaPO da UFBA. O sensor multipontos, após os testes, mostrou ser capaz de determinar o início da deposição da parafina, através da análise do perfil de gradiente de temperatura aferidos por seus PT-100, da diferença de temperatura entre um sensor referência e os demais PT-100 e da derivada dessa diferença. / In petroleum industry occurrence of paraffin deposition in pipe persists as a problem to be solved. The wax deposition in pipelines causes decrease of flow rate and equipment damage, determining a consequent increase in the costs of oil production. Low temperatures in the duct external environment are the main factors causing paraffin deposition, such as in deep waters, where reduced temperatures are verified. Through the gradient formed by the temperature difference between the center and the surface of the pipe through which the oil flows, it is possible to predict the beginning of paraffin deposition. In order to acomplish this objective a multipoint sensor, composed by six RTD sensors kind of PT-100 was designed, developed and assembled. The tests required for the development of the work were done in a flowloop paraffin plant, developed by the Laboratory of Optical Properties - LaPO of UFBA. The multipoint temperature sensor, after tests, showed to be able to determine the beginning of paraffin deposition, by the analysis of the temperature gradient profile measured by its PT-100.

[pt] Deposição de parafinas de alto peso molecular nas paredes internas de linhas submarinas de produção e transporte é um dos problemas críticos encontrados pela indústria de petróleo. O acúmulo de material depositado pode ocasionar um aumento na potência de bombeamento requerida, diminuição da vazão ou mesmo o bloqueio completo da linha com conseqüente perda de produção e de investimentos. O presente trabalho realizou uma análise detalhada da literatura sobre deposição de parafina onde concluiu-se que não existe evidência experimental suficiente para definir qual o mecanismo básico responsável pela deposição dos cristais de parafina. Baseado no resultado da revisão bibliográfica foram realizados estudos experimentais e simulações numéricas sobre a deposição de parafina no interior de dutos. O trabalho foi direcionado para a condução de estudos de caráter fundamental onde buscou-se, através de experimentos simples, tentar contribuir para o melhor entendimento dos mecanismos de deposição de parafina. Experimentos com deposição em cavidades contendo fluido estagnado e em escoamento laminar produziram resultados para a evolução temporal e espacial da frente de deposição ainda não disponíveis na literatura. O modelo numérico puramente difusivo proposto no presente trabalho para deposição em cavidades com fluido estagnado, subestima os valores de espessura de depósito quando comparados com os valores experimentais observados. As observações realizadas não foram suficientes para corroborar a hipótese que a deposição de parafina é devida somente ao mecanismo de difusão molecular. / [en] Deposition of high molecular weight paraffin on the inner wall of subsea production and transportation pipelines continues to be a critical operational problems faced by the petroleum industry. The accumulation of the deposited material on the inner wall of the lines may lead to increased pumping power, decreased flow rate or even to the total blockage of the line, with loss of production and capital investment. In the present work a critical review of the literature on wax deposition was conducted leading to the conclusion that there is not enough experimental evidence to determine which are the relevant mechanisms responsible for wax deposition. Based on the conclusions of the literature search, experimental studies and numerical simulations were conducted. The focus of the work was on simple, basic studies that were able to contribute to the understanding of the relative importance of the deposition mechanisms. The experiments on deposition cavities containing stagnant fluids and in laminar flow through channels yielded temporal and spatial distributions of paraffin deposits not yet available. A molecular-diffusion-based model developed underestimated the deposit thickness for the stagnant cavity. The results obtained were not sufficient to corroborate the hyphotesis that the wax deposition process is controlled by molecular diffusion.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-11-24 / Tecidos fixados em formalina e incluídos em parafina permitem investigações retrospectivas valiosas para estudos moleculares, especialmente em estudos genéticos, nos casos em que o DNA não se encontra disponível em amostras congeladas e/ou frescas. Entretanto, de acordo com alguns autores, é difícil obter um DNA de boa qualidade, uma vez que o processo de fixação resulta na fragmentação dos ácidos nucleicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o DNA extraído de tecidos parafinados, após 1 e 5 anos de armazenamento, através de 3 métodos de extração. Para isso, foram utilizados o gene da β-actina (136pb), a fim de detectar a viabilidade e fragmentação do DNA extraído, e da amelogenina (X: 212pb e Y: 218pb) para diferenciação do sexo do indivíduo e viabilidade na utilização de primers com comprimento maior. O estudo envolveu 12 casos de autópsia recentes, onde amostras normais de fígado (n=10), baço (n=10) e cérebro (n=10) foram coletadas em duplicata, de modo que um grupo seguiu para o processo de fixação e inclusão em parafina, e outro grupo seguiu para o congelamento. Além disso, foram utilizados os mesmos tipos de tecidos, normais (n=10 cada), oriundos de 13 casos de autópsia armazenados por 1 ano e 15 casos armazenados por 5 anos. Após a remoção da parafina, as amostras foram submetidas às extrações com kit comercial (QIAGEN QIAamp Mini), Salting-Out e fenol-clorofórmio. O DNA extraído foi quantificado no aparelho Nanodrop® e ajustado para PCR (10ng/μl). Os produtos de PCR foram visualizados em gel de agarose a 1%. As amostras de baço e fígado apresentaram maior rendimento em relação à extração de DNA quando comparado ao cérebro, em todos os tempos. Todas as amostras arquivadas apresentaram boas condições de extração de DNA, porém deve-se levar em consideração o processo de fixação e inclusão dos tecidos, que podem comprometer a qualidade do DNA. A extração pelo fenol rendeu maior quantidade de DNA e grau de pureza em relação aos outros métodos estudados, porém o kit comercial mostrou melhores resultados quanto à amplificação do DNA obtido. Houve amplificação do gene da amelogenina em todas as amostras utilizadas, porém recomenda-se a utilização de primers menores para uma completa análise do fragmento a ser estudado. / Formalin fixed and paraffin embedded tissues provide valuable retrospective investigations for molecular studies, especially for genetic studies, when the DNA is not available in fresh and/or frozen samples. However, according to some authors, is difficult to obtain a DNA of good quality, since the fixation process results in nucleic acids fragmentation. The aim of this study was to evaluate the DNA extracted from paraffin embedded tissues, after 1 and 5 years of storage, by 3 methods of extraction. For this, the gene of β-actin (136pb) were used, to detect the viability and DNA fragmentation, and the gene of amelogenin (X: 212pb e Y: 218pb) for sexual differentiation and viability in primers with greater length. The study involved 12 recent autopsy cases, where samples of liver (n=10), spleen (n=10) and brain (n=10) were collected in duplicate, which one group followed to the process of fixation and inclusion and the other group followed to freezing. Moreover, the same kind of tissues, normal (n=10 each), from 13 autopsy cases archived for 1 year and 15 cases archived for 5 years were used. After paraffin remove, the samples were submitted to DNA extraction with commercial kit (QIAGEN QIAamp Mini), Salting-Out and phenol-chlorophorm. The DNA extracted was quantified in Nanodrop® and adjusted for PCR (10ng/μl). The PCR products were visualized in agarose gel 1%. The samples of spleen and liver showed more yield in DNA extraction than the brain samples, in all the times. All the samples archived showed good extraction conditions, however should take in consideration the fixation and embedded process, which could compromise the DNA quality. The extraction by phenol-chloroform yielded more DNA quantity and purity than the other methods. However, the commercial kit extraction showed better results in DNA amplification. The primer of the gene of amelogenin was amplified in all utilized samples, however recommends the utilization of smaller primers for a complete analyze of the fragment studied. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8110_Doc1.pdf: 79742 bytes, checksum: 0c4e53a6c7cbf29a5bdfe5427333dcb5 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / Diversos problemas são encontrados durante as fases de produção e refino de petróleo. Devido à grande diversidade de condições de temperatura e pressão sob as quais os óleos crus são submetidos, não é incomum que alterações na solubilidade das substâncias ali presentes causem a precipitação de compostos orgânicos, em especial parafinas de alto peso molecular. Dentre as principais técnicas de remedição frente a precipitação encontra-se o uso de inibidores químicos. Estes apresentam a vantagem de serem facilmente aplicados nas linhas, acrescidos ao baixo custo. No presente trabalho foram sintetizados dez novos inibidores químicos de deposição de parafinas derivados da juglona (5-hidroxi-1,4-naftquinona) e da lausona (2-hidroxi-1,4-naftoquinona) funcionalizados como ésteres de ácidos graxos. Foi realizado um estudo metodológico para obtenção de três ésteres diretos da juglona (32a-c). Esses ésteres foram preparados segundo metodologia de Steglich modificada com rendimentos de 50 a 54 %, resultados significativamente maiores ao reportados anteriormente na literatura. Os ésteres derivados da lausona (33a-e, 56 e 60) foram obtidos após adição de uma cadeia lateral espaçadora com excelentes rendimentos, maiores que 90% para a etapa de esterificação. Posteriormente, os produtos foram avaliados como inibidores de precipitação pela alteração da TIAC via ensaios calorimétricos e por Ponto de Fluidez segundo a ASTM D5853. Foi realizado o estudo de concentração ótima que evidenciou 200 ppm como a mais eficiente. Os inibidores derivados da lausona foram testados quanto a redução da TIAC e do ponto de fluidez em dois óleos crus onde os produtos 33c e 33d, derivados dos ácidos palmítico e esteárico, destacaram-se com os melhores resultados nas duas propriedades, superando também um inibidor comercial aplicado nas mesmas condições (controle positivo). Avaliou-se o tamanho da cadeia lateral na redução do ponto de fluidez e foi observado que o aumento de 2 para 5 carbonos diminui a eficiência do inibidor no óleo testado. Foi também estudado o tipo do heteroátomo na união da cadeia lateral com o anel naftoquinônicos e concluiu-se que o composto com nitrogênio é mais eficiente do que o que contém enxofre.

[pt] A deposição de parafinas em dutos de produção e coleta é um dos principais problemas de garantia de escoamento na indústria do petróleo. Além das técnicas de prevenção e mitigação tradicionais, o uso de revestimentos internos antiaderentes é uma alternativa ainda em desenvolvimento. Uma extensiva revisão bibliográfica mostrou que muitas das informações disponíveis sobre este assunto baseiam-se em conhecimento de campo e os experimentos desenvolvidos em laboratório apresentam resultados contraditórios. A contribuição deste trabalho foi desenvolver um experimento em laboratório para avaliar a eficiência de superfícies revestidas com relação à prevenção da deposição de parafinas, eliminando o efeito de isolante térmico do mesmo e buscando correlacionar os resultados com as características da superfície como rugosidade, energia crítica e de superfície. O experimento desenvolvido consistia de um loop fechado contendo uma seção de teste em acrílico, com controle de temperatura dos fluidos, medição contínua de fluxo de calor e medição da espessura de depósito através de visualização com câmera. Neste trabalho foram avaliadas as superfícies de aço inox 316L (rugosa e polida), Teflon, Nylon 11 e carbono amorfo sob a forma de placas retangulares que eram acopladas à seção de teste. Os resultados parecem corroborar as conclusões de alguns estudos da literatura, mostrando que a espessura de depósito de parafina pode ser reduzida pela redução da rugosidade e pela redução da energia crítica e de superfície. A utilização da medida de fluxo de calor como medida indireta da espessura de deposição se mostrou promissora, porém a variação da condutividade térmica do depósito em função do número de Reynolds dificulta sua utilização devido à necessidade de calibração para cada vazão de escoamento. / [en] Wax deposition is a relevant flow assurance issue for the petroleum industry. Besides the well-known prevention and mitigation techniques for wax deposition, non-stick internal coatings have been proposed as an alternative solution to this problem. A literature review has been carried out and revealed that the available results, based on either field experience and laboratory experiments, are often contradictory. The present work aims at developing a laboratory apparatus to evaluate the influence of coated surfaces on wax deposition. The experiments were carried out at constant heat flux conditions to eliminate the insulation effects that are associated with the different coating. The tests conducted were aimed at establishing a relationship between wax deposition thickness,, surface roughness and surface energy. The experiments consisted of a closed loop circuit for the wax solution, employing a transparent test section where plates with different surface coatings were tested. Continuous monitoring of the heat flux removed and fluid and plate temperatures allowed total control of the deposition process. Wax layer thicknesses were measured optically with the aid of a digital camera. Five different surfaces were tested, namely, 316L stainless steel (rough and polished), Teflon, Nylon 11 and amorphous carbon. A key finding of these experiments is that the lower the surface energy or the smoother the surface, the lower the wax deposit thickness. However, the wax deposit reduction was seen to be highly dependent on flow conditions. As a side result of the experiments, the indirect determination of wax thickness based on heat flux measurements was shown to be a viable technique. Although the thermal conductivity of the wax deposit, a necessary information for the implementation of the technique, seemed to depend on the flow Reynolds number.

[pt] A tendência da produção offshore do petróleo é crescente. O transporte do óleo nestes ambientes frios (águas profundas) ocasiona a perda de solubilidade e precipitação das parafinas de alto peso molecular. A deposição de parafinas nas paredes internas das linhas é um problema crítico para o transporte do óleo, causando o bloqueio parcial ou total da linha, um incremento da potência de bombeamento e elevados custos de manutenção que são proporcionais ao aumento da lâmina de água. A pesquisa bibliográfica realizada neste trabalho revela que ainda existem discordâncias entre os pesquisadores sobre a relevância de cada um dos mecanismos de deposição de parafina conhecidos. O melhor entendimento dos mesmos resultaria em previsões mais acuradas das taxas de deposição que seriam muito importantes para orientar programas de manutenção e o projeto de novas linhas. A filosofia do presente trabalho é realizar experimentos simples, com propriedades de fluido conhecidas e condições de contorno bem controladas procurando um melhor entendimento da importância e relevância de cada um dos mecanismos de deposição. Para este fim, foram realizadas experiências de visualização do fenômeno de deposição para uma mistura de óleo-parafina escoando em regime laminar, submetida a diferentes condições de temperatura. Experiências feitas com cristais de parafina precipitados em suspensão mostraram que é necessário um fluxo de calor negativo para produzir deposição. Para fluxos de calor zero e positivo não foi visualizada deposição alguma. Adicionalmente, para condições de fluxo de calor negativo, foram realizadas medições da evolução temporal da espessura da camada depositada tendo como variáveis, diferentes números de Reynolds e gradientes de temperatura. Os perfis de deposição obtidos das experiências realizadas são informação importante e original que podem ser utilizadas para validação de modelos de simulação numérica. / [en] Offshore crude oil production is steadily growing. Oil transport in these cold environments (deep water) causes the precipitation of the heavy organic crude oil components like waxes. Wax deposition at the inner wall of pipelines is a serious problem in crude oil transportation causing the partial or total plugging of pipelines, increase in pumping energy and a high cost of maintenance that is proportionally greater as development depth increases. A literature research conducted in the present work leads to the conclusion that the relative importance of the wax deposition mechanisms is still misunderstood. The importance of this knowledge will result in more accurate prediction of paraffin deposition rates that would be very important to sub sea pipelines maintenance and design. The philosophy of this work is to make simple experiments with known fluid properties and well controllable conditions trying to understand the importance and relevance of each known fouling mechanism. Hence, wax deposition experiments were performed in laminar flow for different temperature conditions with a single-phase paraffin-oil mixture, having the particle migration visualization in mind. Experiments with oil mixture injection temperature below the Wax Appearance Point (with wax crystals flowing) have shown that it is necessary a negative heat flux to produce significant deposition. For positive and zero heat fluxes there was no deposition visualized. Also, the unsteady fouling state for negative heat flux was followed and their temporal deposition profiles measured for different Reynolds and temperature conditions. Those temporal and dimensional deposition profiles are original important information to be compared with numerical simulation.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Este trabalho apresenta uma metodologia quer permite realizar o projeto básico (preliminar) de um míssil tático. Especificamente, o projeto aborda mísseis táticos cujo sistema propulsivo é baseado em estatorreatores a combustível sólido. A parafina sólida tem-se mostrado uma alternativa importante para motores foguete a propelentes híbridos. Os parâmetros relevantes da equação da taxa de regressão da parafina em motores a propelente híbridos foram determinados com diversos tipos de oxidante. Inúmeros estudos indicam que a parafina tem se mostrado um combustível de alto desempenho para motores foguete. Não se tem notícia, contudo, do estudo da parafina como combustível para estatorreatores. Desta forma, neste trabalho, construiu-se uma bancada experimental para avaliar combustíveis sólidos operando com ar viciado (oxidante). Um conjunto de ensaios permitiu definir uma equação para a taxas de regressão da parafina operando com ar viciado que simula um míssil operando a 10000 m de altitude a velocidade de Mach 2,5. Com base nesta equação, projetou-se um míssil da classe ar-ar cujo sistema propulsivo é baseado em estatorretaor a combustível sólido com parafina. Os resultados indicaram que a metodologia proposta permite definir as dimensões preliminares de um míssil tático, propulsado por um estatorreator com combustível totalmente a base de parafina sólida. / This work presents a methodology, which allows conducting preliminary design of tactical missiles. Specifically, the research addresses tactical missiles whose propulsive system was based on solid fuel ramjet. Solid paraffin has been one important alternative for hybrid rocket engines. The relevant parameters of the solid-fuel regression rate had been determined for a diversity of oxidizers. Many studies show that paraffin gives good engine performance in hybrid rocket engines. A literature survey indicated an absence of work on paraffin as an alternative fuel for ramjets. In this work, a test bench was constructed in order to evaluate solid fuels combustion with vitiated air (oxidizer). A set of firings allowed the definition of a regression equation for the paraffin and vitiated air that simulates a missile operating at 10000 m altitude and at Mach 2.5 velocity. Based on the proposed equation for the solid fuel regression rate, it was designed an air to air missile, relying on a solid fuel ramjet operating with paraffin. The results showed that the proposed methodology allows defining the preliminary dimensions of an air to air tactical missile whose propulsive system is entirely based on solid fuel paraffin.

[pt] O presente trabalho visa a obtenção de um melhor conhecimento dos mecanismos de deposição de parafina em linhas de produção de petróleo, a fim de auxiliar nas atividades de manutenção preditiva, e de fornecer subsídios para o estudo da viabilidade econômica da exploração de campos petrolíferos. Os dados experimentais obtidos foram utilizados para calibrar o simulador numérico desenvolvido pela PUC-Rio. Experiências de deposição para várias condições e óleos foram realizados. O regime de escoamento foi sempre monofásico (líquido). Foi realizada uma comparação entre os dados experimentais e resultados numéricos correspondentes, tendo-se observado uma boa concordância entre ambos. / [en] This work aims at a better understanding of the paraffin deposition mechanism in oil production lines. This knowledge can be very helpful in maintenance activities and to perform economical feasibility studies of exploration of oil fields. Experimental results were used to adjust e numerical simulator developed at PUC-Rio to a number of different oils. Deposition experiments for several conditions and oils were performed. The flow regime imposed was a liquid single-phase. Comparisons between experimental results and numerical predictions showed reasonable agreement.

[pt] O presente trabalho estuda o escoamento de uma mistura de óleo e parafina através de um tubo cilíndrico, simulando as condições de extração de petróleo em águas profundas. Uma bancada foi construída possibilitando controlar a pressão e temperatura na entrada da seção de testes. Foram realizados testes mantendo a pressão ou vazão constantes, com o objetivo de entender o fenômeno de obstrução do tubo. A análise dos resultados de perda de carga e testes reológicos do material depositado mostraram que sob certas condições é possível a formação de um material estruturado tenro e de fácil remoção, inclusive pelo próprio escoamento, inibindo desta forma a obstrução das linhas por difusão molecular. / [en] This work studies the flow of an oil-paraffin mixture through a tube, simulating the conditions of petroleum extraction in deep waters.An apparatus was built allowing for pressure and temperature control at the inlet of the test section. Experiments have been performed keeping constant either the pressure or the flow rate, aiming at understanding the phenomenon of tube obstruction. The analysis of results for both pressure drop measurements and rheological measurements of the deposited material showed that, under certain conditions, it is possible the formation of a soft and easy-to-remove structured deposit, which is washed away by the flow itself, inhibiting in this manner deposition by molecular diffusion.