Estudo da absorção das espécies pesadas do gás natural em octanol: efeitos da temperatura e vazão

In the oil industry, natural gas is a vital component of the world energy supply and an important source of hydrocarbons. It is one of the cleanest, safest and most relevant of all energy sources, and helps to meet the world's growing demand for clean energy in the future. With the growing share of natural gas in the Brazil energy matrix, the main purpose of its use has been the supply of electricity by thermal power generation. In the current production process, as in a Natural Gas Processing Unit (NGPU), natural gas undergoes various separation units aimed at producing liquefied natural gas and fuel gas. The latter should be specified to meet the thermal machines specifications. In the case of remote wells, the process of absorption of heavy components aims the match of fuel gas application and thereby is an alternative to increase the energy matrix. Currently, due to the high demand for this raw gas, research and development techniques aimed at adjusting natural gas are studied. Conventional methods employed today, such as physical absorption, show good results. The objective of this dissertation is to evaluate the removal of heavy components of natural gas by absorption. In this research it was used as the absorbent octyl alcohol (1-octanol). The influence of temperature (5 and 40 °C) and flowrate (25 and 50 ml/min) on the absorption process was studied. Absorption capacity expressed by the amount absorbed and kinetic parameters, expressed by the mass transfer coefficient, were evaluated. As expected from the literature, it was observed that the absorption of heavy hydrocarbon fraction is favored by lowering the temperature. Moreover, both temperature and flowrate favors mass transfer (kinetic effect). The absorption kinetics for removal of heavy components was monitored by chromatographic analysis and the experimental results demonstrated a high percentage of recovery of heavy components. Furthermore, it was observed that the use of octyl alcohol as absorbent was feasible for the requested separation process.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Na indústria do petróleo, o gás natural é um componente vital no suprimento de energia do mundo e uma importante fonte de muitos hidrocarbonetos. É uma das mais limpas, mais segura e mais aplicável de todas as fontes de energia, e ajuda a conhecer a crescente demanda mundial por energia limpa no futuro. Com a crescente participação do gás natural na matriz energética no Brasil, o principal objetivo de seu uso tem sido o abastecimento de energia elétrica através da geração de energia térmica. No processo de produção atual, como em uma Unidade de Processamento de Gás Natural (UPGN), o gás natural passa por diversas unidades de separação visando à produção de gás natural liquefeito e gás combustível. Este último deve ser especificado para atender as máquinas térmicas. No caso dos poços remotos, o processo de absorção dos componentes pesados visando o seu ajuste é uma alternativa para de aumentar a malha energética do país e/ou local. Atualmente, devido à elevada demanda por este gás processado, a pesquisa e o desenvolvimento de técnicas que visam o ajuste do gás natural são estudados. Métodos convencionais hoje empregados, como a absorção física, possuem bons resultados. O objetivo do trabalho é avaliar a remoção dos componentes pesados do gás natural. Nesta pesquisa foi utilizado como absorvente físico o álcool octílico. Foi estudada a influência dos parâmetros, como temperatura (5°C e 40°C) e vazão (25 e 50 ml/min) sobre o processo de absorção em termos de capacidade de absorção, expresso pela quantidade absorvida; e em termos cinéticos, expresso pelo coeficiente de transferência de massa. Conforme esperado pela literatura, foi observado que a absorção das frações pesadas de hidrocarbonetos é favorecida em baixas temperaturas. Por outro lado, tanto a temperatura como a vazão favorece a transferência de massa, efeito cinético. A cinética de absorção de remoção dos componentes pesados foi acompanhada através de análise cromatográfica e os resultados experimentais mostraram elevado percentual de recuperação dos componentes pesados. Além disso, foi observado que o emprego de álcool octílico como agente absorvedor demonstrou ser viável o processo de separação.