A produção de petróleo e gás natural no Brasil vem aumentando nos últimos anos, principalmente devido ao aumento da produção na região do pré-sal. Com isso, tem-se deparado com desafios relacionados ao processamento do gás natural para atendimento a requisitos de especificação de venda e/ou de materiais. A desidratação é um processo importante no condicionamento do gás do natural para reduzir o teor de água presente no gás e, assim, evitar a formação de hidratos e/ou corrosão nas instalações. Dentre as técnicas disponíveis de desidratação, a adsorção em peneiras moleculares tem sido uma das mais empregadas nas plataformas de produção de petróleo que operam no pré-sal brasileiro. O aprimoramento do suporte de engenharia para a operação das unidades de peneiras moleculares passa pelo estudo mais detalhado desta operação unitária. Este trabalho tem como objetivo estudar o processo de adsorção em peneiras moleculares com o intuito de desenvolver um modelo fenomenológico multicomponente (CH4, CO2 e H2O). Inicialmente, foram avaliados modelos de isotermas de adsorção com a finalidade de obter o melhor ajuste dos dados experimentais disponíveis na literatura. Posteriormente, o modelo de adsorção desenvolvido foi validado a partir de dados experimentais da literatura e a partir de dados obtidos de uma planta de desidratação de gás natural que opera no pré-sal. A isoterma de Langmuir com 2 sítios de adsorção foi a que melhor se ajustou com relação aos dados experimentais de adsorção. O modelo representou de forma satisfatória os dados experimentais disponíveis da literatura e os dados da planta industrial.

Oil and natural gas production in Brazil has increased recently, mainly due to the production in the pre-salt region. With this, it has faced challenges related to the processing of natural gas to meet sales specification and material requirements. Dehydration is an important process in the conditioning of natural gas to reduce the water content present in the gas. It prevents the formation of hydrates and corrosion in the facilities. Among the available dehydration techniques, adsorption in molecular sieves has been one of the most used in oil production platforms operating in the Brazilian pre-salt. The improvement of engineering support for the operation of molecular sieve units goes through the most detailed study of this unit operation. This work aims to study the adsorption process in molecular sieves through a multicomponent phenomenological model (CH4, CO2 and H2O). Firstly, models for adsorption isotherms were evaluated to obtain the best fit of the experimental data available in the literature. Secondly, the adsorption model developed was validated using experimental data from the literature and using the data obtained from a natural gas dehydration plant that operates in the pre-salt. The dual site Langmuir isotherm brought the best regression of the experimental adsorption data. Overall, the developed approach satisfactorily represented the experimental data available from the literature and the data from the industrial plant.