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Dissertações de Mestrado Defendidas: 2008

Estudo Comparativo do Desempenho das Equações de Estado CPA, SRK e PR na Modelagem de Sistemas de interesse para a Indústria do Gás Natural.

Autor: Vitor Chvidchenko.
Orientadores: Frederico Wanderley Tavares, Marcelo Castier

Resumo

A modelagem termodinâmica do equilíbrio de fases envolvido em sistemas constituídos por metano, água, gás carbônico, ácido sulfídrico e trietilenoglicol (TEG) é de grande importância para a simulação e projeto de processos e equipamentos de separação usados no tratamento do gás natural. Neste trabalho, foi feito um estudo comparativo do desempenho das equações de estado (EdEs) Cubic-Plus-Association (CPA), Soave-Redlich-Kwong (SRK) e Peng-Robinson (PR) na descrição dos sistemas CH4-CO2-H2S, TEG-CO2-H2O e dos binários H2O-CH4 e CH4-TEG. Adicionalmente, foram comparadas duas estratégias distintas para a estimação de parâmetros da EdE CPA de compostos puros, com e sem a inclusão da condição crítica dos compostos, respectivamente.

Os resultados mostraram que as três EdEs apresentam boa capacidade de representar o sistema CH4-CO2-H2S, apresentando resultados praticamente equivalentes, de forma que não se recomenda o uso de modelos de maior complexidade envolvendo efeitos de associação na modelagem deste sistema. No entanto, no caso de sistemas de maior polaridade, tais como TEG-CO2, CO2-H2O e CH4-TEG, a EdE CPA apresentou maior potencial preditivo com relação às cúbicas SRK e PR, ao se usar um único valor do parâmetro de interação binária dentro de uma faixa definida de temperatura.

Com relação à estratégia de estimação de parâmetros de puros para a EdE CPA, os resultados obtidos com o sistema CH4-CO2-H2S mostraram que o uso de parâmetros estimados sem a imposição da condição crítica pode levar a erros substanciais de predição quando se tem em uma mistura um ou mais componentes em estado supercrítico ou próximo do ponto crítico. Portanto, é fundamental para a modelagem correta destes tipos de mistura a fixação do ponto crítico durante a estimação dos parâmetros dos componentes puros com a EdE CPA.