Estudo experimental e modelagem termodinamica da precipitação de parafinas em sistemas modelos

Abstract

A precipitação de parafinas é um sério problema enfrentado pela industria do petróleo ao longo de toda a sua cadeia produtiva gerando custo elevado para sua prevenção e tratamento. Este trabalho tem por objetivos contribuir aos estudos do comportamento de fases de misturas binárias, temárias e multicomponentes de n-parafinas, na faixa de n-'C IND. 23''H IND. 48' a n-'C IND. 50'H IND. 102'. Temperaturas de Precipitação de Parafinas (TPP) foram levantadas experimentalmente utilizando-se a Calorimetria de Varredura Diferencial (DSC). Resultados experimentais apresentaram três principais comportamentos de fases: precipitação de parafinas como solução sólida, precipitação com componentes parcialmente miscíveis na fase sólida e precipitação dos componentes separadamente. Quando um ou mais componentes intermediários são adicionados a misturas binárias que cristalizam separadamente ou com solubilidade parcial surge uma tendência de solubilização. Foi testada a capacidade de alguns modelos termodinâmicos (misturas ideais, soluções regulares, fase multisólida, CDLP e composição local) na predição do comportamento de fases de misturas de n-parafinas. Conforme esperado, os modelos de soluções regulares, CDLP e composição local se mostraram mais adequados a misturas que formam soluções sólidas. O modelo da fase multisólida demonstrou boa capacidade preditiva para sistemas que cristalizam separadamente ou com solubilidade parcial. Este trabalho também apresenta dados importantes sobre misturas temárias e multicomponentes de n-parafinas, ainda pouco tratadas na literaturaWax Precipitation is a very serious problem faced in the petroleum industry through all phases of production and processing, due to the large costs involved in prevention and treatment. This work is focused on the study of phase behavior of binary, temary and multicomponent mixtures of n-paraffins in the range of n-'C IND. 23''H IND. 48? a n-'C IND. 50'H IND. 102'. CSOH1o2.Wax Precipitation Temperatures (WPT) were experimentally obtained using Differential Scanning Calorimetry (DSC). Experimental results can be classified in three different categories in accordance to the phase behavior obtained: precipitation as solid solutions, precipitation as eutectic mixtures and precipitation wherein the components exhibited limited solid solubility. A tendency for solubilization appears when one or more n-alkanes, with intermediate molecular weight, are introduced in eutectic or with limited solid solubility mixtures. Some thermodynamic models (ideal mixture, regular solution, multisolid phase, CDLP and local composition) were tested for predictions of the phase behavior of those mixtures. As expected, regular solution, CDLP and local composition models provided good predictions for systems that exhibit solid solution behavior while the multisolid phase model provided best description for systems with limited solid solubility and eutectic behaviors. This work also displays important aspects about temary and multicomponent mixtures no much attended in the literatur