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Título: Uma modelagem fundamental para a deposição de parafinas em tubulações
Autor(es): Gaiowski Junior, Antonio Osny Alves de Mattos
Orientador(es): Marcelino Neto, Moisés Alves
Palavras-chave: Cera de parafina
Resíduos industriais
Difusão
Modelos matemáticos
Engenharia mecânica
Paraffin wax
Factory and trade waste
Difusion
Mathematical models
Mechanical engineering
Data do documento: 4-Jul-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: GAIOWSKI JUNIOR, Antonio Osny Alves de Mattos. Uma modelagem fundamental para a deposição de parafinas em tubulações. 2017. 46 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.
Resumo: Operações de produção de petróleo pesado em plataformas off-shore tendem a apresentar problemas de manutenção da produção devido à deposição de parafina nas paredes de oleodutos. Parafina é a denominação de grandes cadeias de hidrocarbonetos que se formam a altas pressões e baixas temperaturas, e que por manterem estáveis equilíbrios entre moléculas de diferentes polaridades são caracterizadas por serem quimicamente estáveis. Assim, uma vez formada, a remoção da parafina é de extrema dificuldade. O tema é comumente tratado como um problema na produção de petróleo pois os diâmetros para o escoamento nas tubulações são reduzidos. Consequentemente, mais energia é requerida para deslocar a mesma quantidade de petróleo através do sistema. Existem diversos mecanismos de deposição de resíduos parafínicos, sendo o mais importante a difusão molecular. O presente trabalho apresenta a elaboração de uma modelagem matemática simplificada unidimensional e transiente para estimar a deposição de parafinas em oleodutos pelo mecanismo de difusão molecular. Os gradientes de concentração mássica são dependentes do gradiente de temperatura. A deposição dos compostos parafínicos em função do tempo foi obtida através da solução de equações diferenciais derivadas dos princípios de conservação das espécies, da energia e da relação constitutiva de difusão mássica. Foram apresentados perfis de concentração mássica de parafina ao longo do raio da tubulação e verificou-se que a presença de parafina se concentra na parede interna da tubulação.
Abstract: Operations of production of crude heavy oil in offshore platforms tend to present problems on maintenance of productive flow due to the deposition of paraffin in the walls of pipelines. Paraffin is the denomination of long chains of hydrocarbons that are formed at high pressures and low temperatures, and that by imprisoning molecules in its interior are characterized by being chemically stable. Therefore, once the paraffin is formed, its removal is extremely difficult. The subject is commonly treated as a problem in the production of petroleum because the diameters of the pipes are reduced. Consequently, more energy is required to move the same amount of oil through the system. There are several deposition mechanisms of paraffinic residues, the most important being molecular diffusion. The present work proposes the elaboration of a mathematical and numerical model to estimate the deposition of paraffin in pipelines by the mechanism of molecular diffusion. The mass concentration gradients are dependent on a temperature gradient. The deposition as function of time was obtained through the solution of differential equations derived from the principles of mass conservation, energy, and the constitutive relation of mass diffusion. profiles of paraffin mass concentration were presented along the pipe radius and the presence of paraffin was found to be concentrated near the pipe.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9369
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