ESCOAMENTO TRANSIENTE DE ÓLEO PARAFÍNICO EM DUTO DE SEÇÃO CIRCULAR: MODELAGEM E SIMULAÇÃO

Resumo

A deposição de cristais estáveis de parafina nas paredes das linhas de produção, é um problema atual na indústria do petróleo. Isto impulsiona pesquisas em dutos e equipamentos, que buscam ampliar o entendimento sobre esse fenômeno e desenvolver atividades de manutenção preventiva, com maior eficiência. Este trabalho apresenta um estudo teórico do transporte de óleo parafínico em um duto horizontal de seção circular. Para descrição do fenômeno, em um sistema bidimensional, utilizou-se um modelo matemático que considera a difusão molecular como mecanismo dominante na deposição da parafina. O escoamento do óleo em regime laminar, completamente desenvolvido, é analisado a partir da consideração de que, para temperaturas superiores a temperatura de início de aparecimento dos cristais (TIAC), o petróleo (solvente) e a parafina (soluto) formam uma mistura binária e homogênea. As equações que descrevem o problema são formuladas e resolvidas, numericamente. Resultados de espessura da camada de parafina, distribuição de temperatura e pressão do óleo, ao longo do duto, no decorrer do tempo, são apresentados e analisados para diferentes condições de operação, descritas pelos valores iniciais dos números de Reynolds (Re_c), Peclet (Pe_c) e coeficiente de solubilidade adimensional (S^*). Verificou-se que a variação do Re_c, em regime laminar, é irrelevante para o comportamento da camada de parafina depositada. Uma redução no Pe_c, promove a concentração da deposição em uma pequena região do duto, o que se evidencia em quedas bruscas na pressão do óleo, no decorrer do tempo. O parâmetro S^* mostrou estar diretamente ligado a um maior alcance da espessura do depósito, em relação ao raio do tubo, sendo o mesmo, função do gradiente de temperatura entre o óleo e o ambiente externo e de propriedades físicas do depósito formado.