WAX DEPOSITION IN LAMINAR FLOW WITH SUSPENDED CRYSTALS
COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === A tendência da produção offshore do petróleo é crescente. O transporte do óleo nestes ambientes frios (águas profundas) ocasiona a perda de solubilidade e precipitação das parafinas de alto peso molecular. A deposição de parafinas n...
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| Language: | Portuguese |
| Published: |
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
2006
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| Online Access: | http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=8715@1 http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=8715@2 |
| Summary: | COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === A tendência da produção offshore do petróleo é crescente.
O transporte
do óleo nestes ambientes frios (águas profundas) ocasiona
a perda de
solubilidade e precipitação das parafinas de alto peso
molecular. A deposição de
parafinas nas paredes internas das linhas é um problema
crítico para o
transporte do óleo, causando o bloqueio parcial ou total
da linha, um incremento
da potência de bombeamento e elevados custos de manutenção
que são
proporcionais ao aumento da lâmina de água. A pesquisa
bibliográfica realizada
neste trabalho revela que ainda existem discordâncias
entre os pesquisadores
sobre a relevância de cada um dos mecanismos de deposição
de parafina
conhecidos. O melhor entendimento dos mesmos resultaria em
previsões mais
acuradas das taxas de deposição que seriam muito
importantes para orientar
programas de manutenção e o projeto de novas linhas. A
filosofia do presente
trabalho é realizar experimentos simples, com propriedades
de fluido conhecidas
e condições de contorno bem controladas procurando um
melhor entendimento
da importância e relevância de cada um dos mecanismos de
deposição. Para
este fim, foram realizadas experiências de visualização do
fenômeno de
deposição para uma mistura de óleo-parafina escoando em
regime laminar,
submetida a diferentes condições de temperatura.
Experiências feitas com
cristais de parafina precipitados em suspensão mostraram
que é necessário um
fluxo de calor negativo para produzir deposição. Para
fluxos de calor zero e
positivo não foi visualizada deposição alguma.
Adicionalmente, para condições
de fluxo de calor negativo, foram realizadas medições da
evolução temporal da
espessura da camada depositada tendo como variáveis,
diferentes números de
Reynolds e gradientes de temperatura. Os perfis de
deposição obtidos das
experiências realizadas são informação importante e
original que podem ser
utilizadas para validação de modelos de simulação numérica. === Offshore crude oil production is steadily growing. Oil
transport in these
cold environments (deep water) causes the precipitation of
the heavy organic
crude oil components like waxes. Wax deposition at the
inner wall of pipelines is
a serious problem in crude oil transportation causing the
partial or total plugging
of pipelines, increase in pumping energy and a high cost
of maintenance that is
proportionally greater as development depth increases. A
literature research
conducted in the present work leads to the conclusion that
the relative
importance of the wax deposition mechanisms is still
misunderstood. The
importance of this knowledge will result in more accurate
prediction of paraffin
deposition rates that would be very important to sub sea
pipelines maintenance
and design. The philosophy of this work is to make simple
experiments with
known fluid properties and well controllable conditions
trying to understand the
importance and relevance of each known fouling mechanism.
Hence, wax
deposition experiments were performed in laminar flow for
different temperature
conditions with a single-phase paraffin-oil mixture,
having the particle migration
visualization in mind. Experiments with oil mixture
injection temperature below
the Wax Appearance Point (with wax crystals flowing) have
shown that it is
necessary a negative heat flux to produce significant
deposition. For positive and
zero heat fluxes there was no deposition visualized. Also,
the unsteady fouling
state for negative heat flux was followed and their
temporal deposition profiles
measured for different Reynolds and temperature
conditions. Those temporal
and dimensional deposition profiles are original important
information to be
compared with numerical simulation. |
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