Hidrato gasoso de dióxido de carbono : armazenamento, cinética e efeito de aditivos - Lirio, Cláudia Ferreira da Silva. (UFRJ, 2012)
[PT]Os grandes desafios para o desenvolvimento de processos industriais aplicados a formação de hidratos para armazenamento de gás estão associados a estabilidade, cinética e capacidade de armazenamento. Desta forma, o objetivo principal dessa pesquisa foi compreender o comportamento de fases e cinético de sistemas envolvendo água, dióxido de carbono (CO2), dodecilsulfato de sódio (DSS) e tetrahidrofurano (THF) na região de formação/estabilidade de hidrato. O equilíbrio de fases e a quantidade de gás armazenada foram avaliados para sistemas formados entre CO2/H2O, CO2/H2O/DSS, CO2/H2O/THF e CO2/H2O/DSS/THF em condições de temperatura iguais a 274,1 e 277,1 K e pressões iguais a 3,0 e 5,0 MPa. Embora o DSS não tenha elevado significativamente a quantidade de gás armazenada, a sua combinação ao THF gerou um efeito de sinergia, apresentando rendimento superior a 90%. O acompanhamento visual do crescimento dos cristais e da variação de temperatura e pressão permitiu propor uma explicação para o efeito observado e a compreensão da diferença de comportamento entre hidratos de metano e de dióxido de carbono em presença de DSS. A modelagem termodinâmica se mostrou satisfatória na representação dos dados e previsão do tipo de estrutura formada. No caso de hidratos mistos de dióxido de carbono e THF também foi possível estimar a distribuição destes componentes pelas cavidades da estrutura formada.[EN]The major challenges for the development of industrial processes applied to hydrates formation to gas storage are associated to stability, kinetics and storage capacity. Thus, the main objective of this research was to understand the phase behavior and kinetics of systems involving water, carbon dioxide (CO2), sodium dodecyl sulfate (SDS) and tetrahydrofuran (THF) in the region of formation/stability of hydrate. The phase equilibrium and the quantity of stored gas systems were evaluated for the systems CO2/H2O, CO2/H2O/DSS, and CO2/H2O/THF CO2/H2O/DSS/THF at temperature equal to 274.1 and 277.1 K and pressures equal to 3.0 and 5.0 MPa. Although SDS has not elevated significantly the amount of gas stored, their combination to THF led to a synergistic effect, giving a yield exceeding 90%. The visual monitoring of the growth of crystals and changes in temperature and pressure allowed us to propose an explanation for the observed effect and understanding of the behavior difference between hydrates of methane and carbon dioxide in the presence of SDS. The thermodynamic modeling proved satisfactory in the data representation and prediction of the type of structure formed. In the case of mixed hydrates of carbon dioxide and THF was also possible to estimate the distribution of these components of the structure formed by the cavities.