Trabalho de conclusão de graduação
Cálculo de propriedades de transporte de misturas de hidrocarbonetos e CO2 via simulação molecular
Autor
Santos, Thiago José Pinheiro dos
Institución
Resumen
Nas indústrias química, petroquímica e de exploração de petróleo, as operações de
transferência de massa são bastante recorrentes e desempenham um papel fundamental no
projeto de processos. Em muitos dos casos de interesse, os fenômenos de auto-difusão, difusão
e termodifusão se fazem presentes e precisam ser devidamente modelados, seja em operações
de separação, seja no estudo de gradação composicional em reservatórios de petróleo. Nesse
amplo contexto, a simulação molecular representa uma importante ferramenta para
determinação de propriedades de transporte de diferentes sistemas.
No presente trabalho, a dinâmica molecular foi empregada para a determinação do
coeficiente de auto-difusão de componentes de misturas de hidrocarbonetos e de dióxido de
carbono em altas pressões e temperaturas, cujo principal interesse advém dos campos de
petróleo do pré-sal. Um dos focos do trabalho é a avaliação da metodologia empregada em
dinâmica molecular para o cálculo desses coeficientes.
Nesse sentido, investigou-se o efeito do fator de correção de YEH e HUMMER, que visa
mitigar os efeitos de tamanho finito dos sistemas simulados para o cômputo da autodifusividade.
Além disso, verificou-se também a influência de campos de força all atoms e
coarse-grained usados para a parametrização das interações entre as partículas que
constituem as moléculas.
Os resultados mostram que a correção de YEH e HUMMER produz uma melhora
consistente no cálculo dos coeficientes de auto-difusão, desde que sejam empregados campos
de força apropriados. No geral, foi possível notar que as diferentes condições de composição,
pressão e temperatura testadas (próximas às condições de reservatório) são fatores que
influenciam consideravelmente o processo auto-difusivo e, por conseguinte, o próprio valor
dos coeficientes de auto-difusão das espécies químicas do sistema.
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