[pt] No âmbito da indústria de petróleo e gás, a interrupção das linhas de produção
e transporte devido à acumulação de compostos orgânicos e inorgânicos representa
um desafio generalizado e significativo, resultando em consideráveis perdas
financeiras e apreensões ambientais. Os hidratos de gás, particularmente
enfatizados entre vários desafios relacionados à deposição inorgânica, apresentam
uma questão complexa caracterizada pela formação de sólidos cristalinos à base de
água, semelhantes ao gelo, ocorrendo sob condições de pressão elevada e baixas
temperaturas que se formam quando moléculas leves de hidrocarbonetos e água se
combinam para formar uma estrutura ordenada específica. A formação de hidrato
começa na interface água-hidrocarboneto, o que destaca o papel crítico que a
reologia interfacial desempenha neste processo. Apesar da importância desta
interface na formação de hidratos, persiste uma lacuna na pesquisa, particularmente
no emprego de abordagens de reologia de cisalhamento. Este estudo ajuda a
preencher essa lacuna investigando as propriedades mecânicas e de fluxo da
interface, utilizando um recurso em um reômetro rotacional, uma célula de anel de
parede dupla, para controle preciso da temperatura. O ciclopentano serve como
formador de hidrato, permitindo a experimentação sob condições atmosféricas.
pressão e temperaturas variadas. Os protocolos exploram a temperatura e as
concentrações de hidrocarbonetos, com ênfase no envolvimento dos cristais de gelo
no início da formação de hidratos. Após a saturação completa da interface
hidrocarboneto/água por hidratos, os módulos elásticos e viscosos interfaciais são
obtidos através de varreduras de deformação para avaliar a fragilidade do filme de
hidrato e resposta mecânica. Além disso, é examinado o impacto do tempo de
envelhecimento e do tipo de cisalhamento (estático ou dinâmico) na rigidez do
hidrato. Testes com inibidores termodinâmicos, como cloreto de sódio e
monoetilenoglicol, demonstram extensão significativa do tempo de indução. Além
disso, mudanças sistemáticas na taxa de cisalhamento são investigadas para
compreender de forma abrangente sua influência nas características e propriedades
do filme hidratado sob diversas condições de histórico de cisalhamento. No geral,
esta pesquisa lança luz sobre as nuances da dinâmica da interface águahidrocarboneto na formação e mitigação de hidratos. / [en] Within the realm of the oil and gas industry, the disruption of production
and transportation lines due to the accumulation of organic and inorganic
compounds poses a widespread and significant challenge, resulting in
considerable financial losses and environmental concerns. Gas hydrates,
particularly emphasized among various challenges related to inorganic
deposition, present a complex issue characterized by the formation of
crystalline water-based solids, akin to ice, occurring under conditions of high
pressure and low temperatures that arise when light hydrocarbon molecules
and water combine to form a specific ordered structure. Hydrate formation
begins at the water-hydrocarbon interface, highlighting the critical role
interfacial rheology plays in this process. Despite the importance of this
interface in hydrate formation, a research gap persists, particularly in the
employment of shear rheology approaches. This study aids in bridging this
gap by investigating the mechanical and flow properties of the interface,
utilizing a resource in a rotational rheometer, a double-wall ring cell, for
precise temperature control. Cyclopentane serves as the hydrate former,
allowing experimentation under atmospheric pressure and varied
temperatures. Protocols explore temperature and hydrocarbon concentrations,
with an emphasis on the involvement of ice crystals in the early stages of
hydrate formation. Following complete saturation of the hydrocarbon/water
interface by hydrates, interfacial elastic and viscous moduli are obtained
through strain sweeps to assess hydrate film fragility and mechanical
response. Additionally, the impact of aging time and shear type (static or
dynamic) on hydrate stiffness is examined. Tests with thermodynamic
inhibitors, such as sodium chloride and monoethylene glycol, demonstrate a
significant extension of the induction time. Furthermore, systematic changes
in shear rate are investigated to comprehensively understand their influence
on the characteristics and properties of the hydrated film under various shear
history conditions. Overall, this research sheds light on the nuances of waterhydrocarbon interface dynamics in hydrate formation and mitigation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:67548 |
| Date | 13 August 2024 |
| Creators | MARINA RIBEIRO BANDEIRA |
| Contributors | MONICA FEIJO NACCACHE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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