CONDENSAÇÃO RETRÓGRADA

O equilíbrio de fases é um dos problemas mais estudados dentro da engenharia química, dentre os diversos tipos equilíbrio de fases temos o equilíbrio líquido-vapor, que é utilizado principalmente para realizar separação de compostos.

Para substâncias simples o equilíbrio de fases é facilmente visto quando construímos um diagrama definindo duas variáveis independentes, nesse caso   pressão e temperatura, como pode ser visto abaixo:

Fonte: SMITH, 2007

Entre a região do líquido e da região do gás vemos a linha de vaporização, onde existe o equilíbrio líquido-vapor, se mantermos a temperatura constante e aumentarmos a pressão a substância entra na fase líquida, porém para misturas multicomponentes esse comportamento pode variar, um dos maiores exemplos é o gás natural.

O gás natural é um fluido monofásico dentro do reservatório, composto por predominantemente por metano e outros hidrocarbonetos de cadeia curta, e a presença de poucos de hidrocarbonetos de cadeias longa, apresentando assim um comportamento de fases complexo. A região do diagrama de fases onde ocorre condensação de líquido, por redução da pressão é oposto ao comportamento normal, fenômeno chamado de condensação retrógrada. Como pode ser visto no diagrama pressão-volume-temperatura (PVT).

Do diagrama podemos ver que acima da bubblepoint line (curva de bolha) temos a região líquida, acima da dewpoint line (curva de orvalho) temos a região de vapor e dentro do domo formado pela união dessas linhas temos a região de duas fases, com o equilíbrio líquido-vapor.

Fonte: FAN, 2005

Esse fenômeno bastante visto na perfuração de poços naturais, onde a medida que este vai sendo explorado e o gás natural retirado a sua pressão vai diminuindo fazendo com que o gás vá para o estado líquido, ocorrendo assim a separação significativa de compostos menos voláteis dos mais voláteis, nesse caso como é uma mistura de hidrocarbonetos, aqueles que possuem cadeias mais longas ficam na fase líquida.

A quantidade de fase líquida formada, depende da pressão e da temperatura do sistema, bem como da composição do fluido, por isso é de extrema importância estudar as propriedades do mesmo. Esses estudos precisam contar com uma amostragem de fluido extremamente precisa, pois pequenos erros na captura de amostras, como uma quantidade incorreta de líquido capturado, podem causar erros significativos.

Se a condensação retrógrada não for evitada, leva à formação de uma fase líquida reduzindo assim a produção do poço e podendo até causar a inutilização do mesmo. Uma prática comum para se evitar esse processo é repressurização com um gás pobre (gás do qual as espécies menos voláteis foram removidas) é novamente injetado no reservatório para manter pressão elevada.

REFERÊNCIAS

Understanding gas-condensate reservoirs

KORETSKY, Milo D.; Termodinâmica para Engenharia Química. Rio de Janeiro: LTC, 2014.

SMITH, J. M. Introdução à termodinâmica da engenharia química. 7ªed. Livro eletrônico, 2007.