Desenvolvimento, Implementação e Comparação de Modelos Matemáticos para Extensão de Membrana Polimérica no Aspen HYSYS

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma extensão de membrana para o simulador de processos Aspen HYSYS, com o objetivo de aprimorar a representação da permeação gasosa em membranas de fibra oca aplicadas ao tratamento de gás natural. Foram formulados e implementados dois modelos fenomenológicos em contracorrente: um modelo com discretização axial do módulo de membrana e outro baseado na aproximação da média logarítmica das diferenças de pressões parciais. Ambos foram desenvolvidos no Aspen Custom Modeler e integrados ao HYSYS. A comparação foi realizada com dados de projetos de FPSOs e informações de fornecedores comerciais. Adicionalmente, conduziu-se uma análise de tempo de convergência em uma simulação offshore complexa, visando avaliar o desempenho computacional. Os resultados mostraram que o modelo de média logarítmica apresenta maior rapidez computacional e boa concordância global, exceto para componentes traço, sendo adequado para análises preliminares. Por outro lado, o modelo discretizado apresentou maior fidelidade física e melhor aderência aos dados, com menores erros relativos, embora com maior custo computacional. Conclui-se que as abordagens são complementares, ampliando a capacidade preditiva do simulador e o conhecimento fenomenológico destes sistemas.