Determinação de dados de solubilidade de gases leves em Deep eutectic solvents a altas pressões

Resumo

A indústria petrolífera e de gás natural cresce a cada ano, e vem desenvolvendo novas técnicas para a captação de seus recursos nas águas profundas dos oceanos (produção offshore). Esta, assim como a produção onshore, busca obter derivados de petróleo e gás natural para transformá-los em matérias-primas com maior valor agregado e úteis a população. Entretanto, a produção offshore atua nas condições ideais para a formação de hidratos, ou seja, altas pressões e baixas temperaturas.Os hidratos de gases são sólidos formados a partir de ligações de hidrogênio entre moléculas de água que acabam formando redes que aprisionam, em condições adequadas de temperatura e pressão, moléculas de gases leves, como o metano, nitrogênio e dióxido de carbono. Esses sólidos, por sua vez, são responsáveis pelo entupimento de dutos industriais, causando perdas financeiras significativas, bem como interrupções na cadeia de produção, distribuição e transporte. Comumente, as indústrias, a fim de evitar a formação dos hidratos de gases, utilizam inibidores químicos que atuam formando ligações de hidrogênio com as moléculas de água impedindo a formação dos hidratos. Apesar de eficiente, o inibidor mais usado, o monoetilenoglicol (MEG), é um composto de alto valor e de difícil recuperação, incentivando a busca por solventes alternativos, tais como os deep eutectic solvents (DESs).Os DESs são formados através da mistura de até três componentes de alta pureza e baixo custo, que, devido as forças atrativas, formam uma mistura eutética. Eles podem ser produzidos em larga escala e além disso, são biodegradáveis e vêm sendo apontados, em diversos estudos, como substitutos dos solventes orgânicos na absorção de gases, como o dióxido de carbono, a pressão atmosférica. Assim, este projeto de doutorado tem como principais objetivos: (I) determinar dados de equilíbrio de fases de cinco tipos de DESs puros a altas pressões; (II) obter dados de solubilidade de gases leves em DESs a altas pressões, a fim de verificar qual DES é o melhor absorvente dos gases e analisar possíveis mudanças estruturais; (III) estudar a influência da temperatura, pressão e quantidade de água no processo de absorção. Os dados serão modelados usando Equações de Estado (EOS) e modelos de energia de Gibbs em Excesso (GE) para predizer o comportamento das fases e suas propriedades em função da pressão e temperatura.