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[en] KINETICS OF CYCLOPENTANE HYDRATE FORMATION: ANINTERFACIAL RHEOLOGY STUDY

by COSTA LEOPERCIO BRUNA

[pt] Os processos de formao e de dissociao dehidratos so de grande interesse nas reas ambiental e energtica.Especificamente para a indstria de petrleo e gs, o hidratoaparece como um empecilho garantia de escoamento, alavancandoainda mais a necessidade urgente de ampliar o conhecimento sobreseus fenmenos. Neste trabalho, uma nova abordagem para observar ecompreender a cintica e as propriedades mecnicas de hidratos pormeio da reologia interfacial apresentada. O conhecido anel duNouy empregado com uma nova clula de lato projetada parapermitir o necessrio gerenciamento da temperatura de teste.Ciclopentano utilizado como formador de hidrato. Com a novageometria interfacial, diferentes temperaturas e protocolos decontato gua/ciclopentano so explorados. A importncia de primeiroprovocar o contato do CP com cristais de gelo a fim de iniciar aformao de hidrato de particular interesse. Assim, time sweepsso realizados em duas etapas: uma para a formao de gelo e outrapara os formao de hidrato. Foi determinado que os hidratos deciclopentano so detectados em temperaturas Tf menor ou igual a 6graus Celsius. Uma interessante discusso a respeito do estado demetaestabilidade dos hidratos , ento, apresentada. Depois que oshidratos preenchem completamente a interface gua/ciclopentano,strain sweeps so realizados para examinar a fragilidade dos filmesde hidrato, medindo os mdulos interfaciais elstico e viscoso (G eG). As propriedades mecnicas desses filmes demonstraram uma fortedependncia da temperatura (Tf ): o tempo de induo (tc), medido apartir do primeiro contato do ciclopentano com gelo, bem como omdulo elstico (G) e a deformao de escoamento (y) aumentamconforme Tf aumentada. [en] Hydrate formation and dissociation processes areof major interest in environmental and energy fields. Specificallyfor the oil and gas industry, hydrate appears as an issue regardingflow assurance, pushing even more the urgent need for expanding theknowledge on hydrate phenomena. In the current work, a new approachto observe and understand the kinetics and mechanical properties ofhydrates by interfacial rheology is presented. The standard du Nouyring is employed with a novel brass cell designed to permit thenecessary temperature management. Cyclopentane is used as hydrateformer. With the new interfacial geometry, different temperatureand water/cyclopentane contact protocols are explored. Theimportance of first contacting CP against ice crystals in order toinitiate hydrate formation is of particular interest. Thus, timesweeps are performed in two stages: one for ice formation andanother for hydrate formation. It was determined that cyclopentanehydrates only arise at temperatures Tf less than or equal to 6celsius degree. A worthwhile discussion regarding the hydratemetastability state is then presented. After hydrates completelypopulate the water/cyclopentane interface, strain sweeps of theinterfacial elastic and viscous moduli (G and G) are conducted toAdvisors/Committee Members: PAULO ROBERTO DE SOUZA MENDES.