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Title: Estudo de formação de hidratos em unidade de pré-tratamento de gás natural
Authors: Rosa, Louise Ferreira
metadata.dc.contributor.advisor: Santos, Lizandro de Sousa
metadata.dc.contributor.members: Queiroz Neto, João Crisósthomo de
Moreira, Roger Matsumoto
Issue Date: 14-Jul-2017
Abstract: O problema de formação de hidratos em plantas de produção de petróleo e gás pode gerar diversas consequências prejudiciais aos equipamentos e à produção em si. Assim, este trabalho tem como objetivo, por meio de simulações de processo em estado estacionário e do estudo do envelope de fases do reservatório, avaliar em uma planta de pré-tratamento de gás onshore a presença ou não de condições favoráveis para a formação de hidratos. São analisadas as inconsistências de projeto de um caso real e, como consequência, uma nova abordagem foi utilizada nas simulações a partir da inclusão da válvula choke para dois cenários de produção, em que o primeiro considera a produção máxima de gás de um poço igual a 200.000 Nm³/d, e de condensado igual a 15,5 m³/d. O simulador UNISIM DESIGN SUITE® versão R390 foi utilizado para realizar as simulações. Foi observado que o efeito Joule-Thompson acarretaria uma redução de temperatura a jusante da choke, fazendo com que parte das condições operacionais da planta fossem propícias à formação de hidratos. Assim, duas possibilidades para solucionar o problema foram consideradas: a injeção de um inibidor de hidratos próxima à choke ou a correção da pressão a jusante da válvula. A partir da análise de diferentes vazões de inibidor, uma solução de água e trietilenoglicol (50% em peso) de 8.300 kg/d foi definida como valor ótimo. Quanto à alternativa que considera a correção da pressão, observou-se que a mesma deveria aumentar em 350%, decorrendo em perda da capacidade de separação de condensado em 13,46%.
metadata.dc.description.abstractother: The problem of hydrate formation in oil and gas production systems can have several negative consequences for the equipment and for the production itself. Thus, this work aims to evaluate the presence or not of favorable conditions for the formation of hydrates in an onshore gas pre-treatment unit, based on steady-state process simulations and an analysis of the phase envelope for the reservoir fluid. The design inconsistencies of a real project are analyzed, then a new approach is used in the simulations considering the inclusion of the choke valve for two production scenarios. The first scenario considers a maximum production of a well: 200,000 Nm³/d of gas and 15.5 m³/d of condensate. The UNISIM DESIGN SUITE® simulator (version R390) is used to carry out the performance of the unit for each case. It was observed that the Joule-Thompson effect, which causes a reduction of temperature downstream of the choke valve, makes the operational conditions of part of unit favorable to the formation of hydrates. Thus, two possibilities to solve the problem are considered: the injection of a hydrate inhibitor near the choke valve or the correction of the pressure downstream of the valve. From the analysis of different flow rates of inhibitor, a solution of water and 50 wt % triethylene glycol of 8,300 kilograms per day was defined as the best value. The second option resulted in a pressure increase by 350% which causes loss of condensate separation capacity by 13.46%.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/4011
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