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APOSTILA GÁS NATURAL 1

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que geralmente são 
classificados conforme a operação do fluido que se quer comprimir: compressores de 
fluxo contínuo ou de deslocamento positivo. 
Os compressores de fluxo contínuo são amplamente utilizados nos seguintes locais: 
 
 Na indústria de processos químicos e petrolíferas; 
 Na fabricação de ferro e aço e em plataformas offshore, para a reinjeção do gás 
para o poço e exportação do gás para a terra. 
 
Tipos de compressores 
Os dois compressores de uso industriais, mais utilizados são de princípios volumétricos 
e de princípios dinâmicos. As principais características dos compressores volumétricos, 
é o seu deslocamento positivo, o aumento de pressão que é obtida mediante a 
diminuição do volume ocupado pelo gás no centro da câmara de compressão. É fato que 
varias fases podem ser distintas na operação dessas maquinas, formando o seu ciclo de 
funcionamento. 
Primeiramente, determinada quantidade de gás é recebida no interior da câmara, a qual 
é seguida, e cerrada e passa a sofrer a diminuição do volume. Após, a câmara é aberta e 
consequentemente, o gás é liberado para o consumo. Este ciclo de operações é repetido 
a cada rotação do eixo propulsor do equipamento. 
 
O resultado desse ciclo, é um tipo de fracionamento constante que no qual a 
compressão, é feita com o sistema fechado, o seja, com o gás fora de qualquer tipo de 
contato com a secção e a descarga. Não vai demorar, para ser visto que poderá haver 
eventuais diferenças entre ciclos de funcionamento das maquinas conforme esse 
principio apresentado nesse capítulo em linhas gerais. 
 
Compressores dinâmicos 
Os compressores dinâmicos, ou turbocompressores, geralmente realizam a compressão 
em duas etapas distintas: primeiramente, o gás é aspirado por um determinado órgão 
rotativo munido de pás, que é conhecido como impelidor, que tem a responsabilidade de 
fazer a transferência de energia antecipadamente para acionador para o escoamento. No 
entanto, uma parte dessa energia obtida na forma de entalpia estando relacionado com o 
aumento da pressão que se manifesta ainda no impelidor. 
 Entretanto, a outra parte, é transferida de forma cinética, por isso, há necessidade de 
uma segunda etapa do processo. Ela geralmente, ocorre em um determinado órgão fixo 
sem movimento, denominado difusor, que tem características necessárias geométricas 
necessárias para realizar a conversão da energia cinética do escoamento em entalpia, 
acarretando uma suplementar elevação da pressão. Partindo dessa premissa básica, os 
compressores dinâmicos realizam a compressão de forma contínua de modo que em 
nenhum tempo o gás perde o contato com sucção e a descarga, da mesma forma que 
acontece nos compressores volumétricos. 
Há alguns compressores que são utilizados na indústria, contudo, os compressores que 
são utilizados com mais frequência são os seguintes: 
 Os alternativos; 
 Os de palhetas; 
 Os de parafusos; 
 Os de lóbulos 
 Os centrífugos 
 Os axiais. 
 
Gases ideais 
 
Para gases que possuem massa específica baixa, verificado através de experimentos, 
temos a seguinte expressão: 
 
p.ν = R.T 
 
Onde: 
p: pressão absoluta do gás [Pa] 
ν: volume específico do gás 
R: constante do gás (propriedade de cada gás) 
 
 
T: temperatura absoluta do gás [K] 
 
Gases ideais ou perfeitos são os gases que seguem essa equação, e consequentemente a 
equação é conhecida como equação dos gases ideais ou perfeitos. Utilizando essa 
equação pode-se determinar a temperatura de um gás ideal, por exemplo, se forem 
conhecidos o seu volume específico e a sua pressão. 
Também pode-se transcrever a equação dos gases ideais da seguinte forma: 
 
 
 
 
Onde: 
V: volume de gás. 
 
m: massa de gás [kg] 
 
 
 
Onde: 
 
 
 
 
R: constante universal dos gases 
 
M: massa molecular do gás (massa de um mol de moléculas do gás, ou seja, de 
6,02.10
23 
moléculas do gás 
 
n: números de mols de átomos ou moléculas do gás [mols] 
 Gases reais 
Todos os gases que não obedecem à equação referente aos gases ideais são 
denominados de gases reais. Para estes casos a equação adequada é a seguinte: 
 
 
 
 
Onde: 
 
Z: fator de compressibilidade do gás [adimensional] 
 
 Esse fator de compressibilidade é função: da temperatura do gás, da composição 
e da pressão. 
 
 Existem outras formas de demonstrara a equação dos gases, são elas: 
 
 
 
 
 
 Mistura de gases 
 
Para os casos de mistura de gases teremos: 
- fração molar: 
 
 
- fração ponderal (mássica): 
 
 
- fração volumétrica: 
 
 
Para os gases ideais: 
 
 
A massa molecular aparente da mistura é apresentada por: 
 
 
 
 
 
 Problemas operacionais 
 
Existem alguns problemas operacionais que podem ocorrer nos vasos separadores 
bifásicos e também nos vasos separadores trifásicos: 
 
Formação de espuma 
Obstrução por parafina 
Produção de areia 
Presença de emulsão 
 
 
 
 Espuma 
As impurezas que estão presentes no óleo e que são de remoção impraticável, antes que 
o fluxo chegue ao separador são os maiores causadores de espuma. Essa espuma não 
representa um problema se no separador existir um acessório para remoção da espuma 
que assegure um tempo e uma superfície coalescedora suficiente para quebrá-las. 
Entretanto, o aparecimento de espuma em um separador apresenta alguns problemas 
como: controle de nível do líquido e ocupação de volume muito grande no separador, o 
que pode afetar a eficiência da separação. 
 
Coalescência é o processo de separação e consolidação de componentes de uma mistura 
(emulsão líquida). O coalescedor é o dispositivo usado para esse processo. 
 
Parafina 
 
O processo de separação pode ser afetado por acúmulo de parafina, as placas 
coalescedoras e a tela de arame na seção gasosa são suscetíveis a este tamponamento 
(impedimento do fluxo nos dutos). Orifícios ou bocas de visita precisam ser 
providenciados para que permita a entrada de vapor ou de solvente de limpeza nos 
internos do separador. 
 
Areia 
 
 O acúmulo de areia pode causar interrupção ou até mesmo erosão nas válvulas, 
destruindo os internos do separador e acumulando-se no fundo do equipamento. Um 
revestimento especial pode minimizar os efeitos da areia nas válvulas do separador, já o 
acúmulo de areia pode ser diminuído com o uso de jatos de fluido e drenos. 
 
 Emulsão 
 
 Pode causas problemas com o controle do nível do líquido. A adição de produtos 
químicos, ou de calor, ou até mesmo de ambos, minimizam o problema. 
 
Acessórios 
 
1- Defletor de entrada ou chicana (dispositivo primário de separação) (figura 10): 
Provoca uma mudança rápida na velocidade e na direção dos fluidos e, desse modo, 
separa o gás do líquido. 
 
 
 
Prato quebrador de espuma 
É usado para conduzir as bolhas (espumas) ao coalescedor. 
 
 
 
Quebra-onda 
São placas verticais que se estendem sobre a interface gás x líquido no plano 
perpendicular à direção do fluxo, evitando assim a propagação de ondas causadas pela 
instabilidade do processo. 
 
 
 
Quebrador de vórtice 
Ele interrompe o desenvolvimento do vórtice quando a válvula de controle é acionada e 
abre-se. O vórtice pode fazer a sucção de algum gás e arrastá-lo juntamente com o 
líquido. 
 
 
 Extrator de névoa e placas coalescedoras (demister) 
As gotículas entram em colisão com a superfície dos extratores e lá coalescem, em 
seguida caem na sessão de coleta de líquidos do vaso separador. 
O demister é uma malha