Resumo: Nos últimos anos, o aumento da demanda global de energia resultou no aumento da produção e consumo de gás natural em todo o mundo. O principal problema desse tipo de indústria está relacionado à presença de gases ácidos no gás natural extraído dos campos de produção. A presença de CO2 e H2S no gás natural gera sérios problemas ambientais, operacionais e econômicos e, por isso, a remoção destes é de extrema importância. O processo de absorção é o mais utilizado e recomendado para a remoção dos gases ácidos do gás natural e é realizado a partir de solventes químicos e físicos, como a Monoetanolamina (MEA), Dietanolamina (DEA), Dimetil Éter de Polietileno Glicol (DEPG), Carbonato de Propileno (Propylene Carbonate - PC) e N-Metil-2-Pirrolidona (NMP). Esses solventes convencionais apresentam inúmeras vantagens operacionais, entretanto, são desfavoráveis do ponto de vista ambiental. Visando contornar essa questão foram criados os solventes verdes e, dentre eles, os solventes eutéticos profundos (Deep Eutectic Solvents - DES). Os estudos dos solventes DES’s para a captura de gases ácidos se encontram em ascensão, porém ainda são escassos, principalmente para a remoção do gás ácido H2S. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar e comparar, via simulação e por meio de análises de sensibilidade e econômicas, o desempenho do solvente DES formado por um mol de cloreto de colina com dois mols de ureia (ChCl/ureia (1:2)) e dos diferentes solventes convencionais (MEA, DEA, DEPG, PC e NMP) em processos de tratamento de quatro correntes de gás natural, os quais envolvem a remoção somente de CO2 em intermediária e alta concentrações, somente de H2S e simultânea de CO2 e H2S. Para a remoção somente de CO2 da corrente de gás natural 1, somente de H2S da corrente de gás natural 3 e simultânea de CO2 e H2S da corrente de gás natural 4, a solução aquosa de DEA foi a que apresentou o menor valor de custo anual total (TAC), quando comparado aos demais solventes avaliados e, por isso, foi considerado o solvente mais vantajoso em termos econômicos, para esses processos específicos. Para a remoção de altas concentrações de CO2 da corrente de gás natural 2, o solvente que se apresentou mais viável economicamente foi o PC. Apesar do solvente DES ChCl/ureia (1:2) não apresentar o menor valor de TAC nos processos analisados, foi o mais vantajoso do ponto de vista ambiental visto que não apresenta perdas de solvente durante o processo. Além disso, o DES ChCl/ureia (1:2) apresentou um valor de TAC próximo ao da solução aquosa de MEA no tratamento da corrente de gás natural 1 e foi mais vantajoso, em termos econômicos, que o DEPG para o processo de remoção somente de H2S, se apresentando como uma possível opção para substituir esses solventes em processos semelhantes aos analisados nesse trabalho Ver menos

Abstract: n recent years, the increasing global energy demand has resulted in increased production and consumption of natural gas around the world. The main problem in this type of industry is related to the presence of acid gases in natural gas extracted from production fields. The presence of CO2 and H2S in natural gas generates serious environmental, operational, and economic problems and, therefore, their removal is extremely important. The absorption process is the most used and recommended for the removal of acid gases from natural gas and is carried out using chemical and physical solvents, such as Monoethanolamine (MEA), Diethanolamine (DEA), Polyethylene Glycol Dimethyl Ether (DEPG), Propylene Carbonate (Propylene Carbonate - PC) and N-Methyl-2-Pyrrolidone (NMP). These conventional solvents have numerous operational advantages, however, they are unfavorable from an environmental point of view. To get around this issue, green solvents were created and, among them, deep eutectic solvents (Deep Eutectic Solvents - DES). Studies of DESs solvents for the capture of acid gases are on the rise, but they are still scarce, especially for the removal of acid gas H2S. In this context, the present work aimed to evaluate and to compare, via simulation and through sensitivity and economic analyses, the performance of the DES solvent formed by one mole of choline chloride with two moles of urea (ChCl/urea (1:2)) and of different conventional solvents (MEA, DEA, DEPG, PC e NMP) in four natural gas streams, which involve the removal of only CO2 in intermediate and high concentrations, only H2S and simultaneous removal of CO2 and H2S. For the removal of only CO2 from natural gas stream 1, only H2S from natural gas stream 3 and simultaneous CO2 and H2S from natural gas stream 4, the aqueous DEA solution had the lowest annual cost value total (TAC), when compared to the other solvents evaluated and, therefore, it was considered the most advantageous solvent in economic terms for these specific processes. For the removal of high concentrations of CO2 from the natural gas stream 2, the solvent that was economically more viable was PC. Although the DES ChCl/urea (1:2) solvent did not present the lowest TAC value in the analyzed processes, it was the most advantageous from an environmental point of view since it does not present solvent losses during the process. Furthermore, DES ChCl/urea (1:2) had a TAC value close to that of the aqueous solution of MEA in the treatment of natural gas stream 1 and was more advantageous, in economic terms, than DEPG for the removal process only H2S, presenting itself as a possible option to replace these solvents in processes like those analyzed in this work Ver menos