Caracterização de sistemas, simulação e otimização de etapas da planta de processamento de gas natural

Orientador: Maria Regina Wolf MacielTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: O gás natural, assim como o petróleo, é uma fonte de energia não renovável e tem sido usado comercialmente como combustível há mais de cem anos. Não existe uma composição única para o gás natural, ele é uma mistura de hidrocarbonetos leves, principalmente metano, e algumas outras substãncias orgãnicas e inorgánicas em menor quantidade, que em alguns casos precisam ser removidas. Com a ajuda do simulador HYSYS e o software estatístico MINITAB, foram desenvolvidos, neste trabalho, estudos de caracterização, tratamento e otimização de processos de gás natural. A caracterização consiste em determinar as propriedades tanto de componentes puros quanto de uma corrente de gás, elaborar diagramas termodinâmicos e predizer se há formação de hidratos. No tratamento, primeiramente os gases ácidos têm que ser removidos num processo que é conhecido como "adoçamento". Posteriormente, água líquida ou em forma de vapor tem que ser removida, num processo de desidratação. Estes processos são fundamentais para o tratamento de gás natural pois, para sua comercialização, o gás tem que cumprir com rigorosas especificações de conteúdo de H2S e água. Técnicas de Planejamento Fatorial e Análise de Superficie de Respostas foram usadas para a otimização dos processos de tratamento do gás natural. Estas técnicas permitem predizer com um elevado grau de confiança as regiões de operação para cada variável, nas quais se atingem as especificações requeridas para o gásAbstract: Natural gas, like petroleum, is a non-renewable energy resource and has been used commercially for more than a century. Natural gas does not have a unique composition, it is a mixture of light hydrocarbons, mainly methane, and other organic and inorganic substances in smaller quantities, that in some cases need to be removed. With the aid of the HYSYS process simulator and the MINITAB statistical software, it was possible to develop studies for characterization, treatment and optimization of natural gas processes. The characterization consists in determining the properties of both pure components and a natural gas stream, elaborate thermodynamic diagrams and predict if there is hydrate formation or noto For the treatment, first, the acid gases need to be removed in a process known as "sweetening". Next, liquid water, or in the form of steam, has to be removed in a dehydration processo These processes are fundamental for natural gas treatment because, for its commercialization, the gas has to meet rigorous specifications of H2S and water contento Factorial design and Response Surface techniques were used for the optimization of the natural gas treatment processes. These techniques allow one to predict, with a high degree of confidence, the operating regions for each variable, in which the required specifications for the gasDoutoradoDesenvolvimento de Processos QuímicosDoutor em Engenharia Químic