Gas Natural1

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Remoção gases ácidos (cont.) e desidratação do gás natural
Os processos empregados para remoção dos gases ácidos variam em função da utilização final destinada ao gás natural. Vários fatores devem ser considerados:
A) tipos e concentrações dos contaminantes presentes;
B) o grau de remoção desejável dos contaminantes;
C) a seletividade relativa a retirada do contaminante;
D) a temperatura, o volume, e a composição do gás a ser processado;
E) a proporção entre o dióxido de carbono e o gás sulfídrico presente no gás;
F) a necessidade de recuperação do enxofre, devido a requisitos ambientais ou fatores econômicos.
Normalmente, como já visto, dois processos são empregados para remoção dos gases ácidos: adsorção e absorção.
No caso de adsorção, o gás é concentrado na superfície de um sólido ou líquido, para a remoção de impurezas. Normalmente o carbono é empregado como meio adsorvente, uma vez que ele pode ser regenerado, no processo de desorção. A quantidade de material a ser adsorvido é proporcional à área superficial, razão pela qual os adsorventes são normalmente sólidos granulados, com uma grande área superficial por massa de material.
Posteriormente, o gás retido pode ser desorvido com ar quente ou vapor, tanto para recuperar o gás, como para destruí-lo termicamente (em caso de pequenas quantidades de gás). Os adsorventes são muito empregados para aumentar a concentração do gás antes dele ser queimado, a menos que a concentração do gás na alimentação seja muito alta, sendo também utilizados quando se deseja reduzir os odores associados ao gás.
Existem várias limitações para o uso de sistemas de adsorção, o principal é a necessidade de se empregar um sistema particulado e/ou condensação dos líquidos (como por exemplo vapor) que diminuem a eficiência do processo, pois tem interferência direta com a área superficial.
Já no processo de absorção, o gás é distribuído uniformemente, através da dissolução do mesmo em um absorvente líquido. O processo depende da solubilidade do gás na fase líquida, e inclui reações químicas na fase líquida (quimisorção). Os meios absorventes mais comuns incluem a água, soluções aquosas de aminas, bases, carbonato de sódio, e hidrocarbonetos não voláteis, dependendo do tipo de gás a ser absorvido. Os equipamentos empregados nesse processo envolvem colunas com pratos ou leitos empacotados. 
Basicamente, os processos empregados para remoção de gases ácidos envolvem ou uma reação química dos ácidos com um óxido sólido (como por exemplo óxido de ferro) ou absorção seletiva dos contaminantes em um líquido (como etanolamina), que é passada em contracorrente em relação ao gás.
Absorventes/adsorventes são regenerados após a saturação e retornam ao processo.
A lavagem do gás natural com aminas envolve uma reação química da amina com os ácidos presentes no gás, e libera uma quantidade considerável de calor, que precisa ser levada em consideração e removida. Os compostos derivados de amina mais empregados em aplicações comerciais incluem a monoetanolamina (MEA), dietanolamina (DEA), trietanolamina (TEA), metildietanolamina, disopropanolamina, e diglicolamina.
Já as aminas secundárias reagem diretamente com o gás sulfídrico e o dióxido de carbono, mas não possuem grande afinidade pelo COS. A amina secundária mais usada é a DEA. As aminas terciárias tem grande afinidade pelo gás sulfídrico, reagindo indiretamente com o dióxido de carbono e um pouco de COS.
Exemplo tecnologia sulfatreat
Comparação das tecnologias para remoção do gás sulfídrico
 O processo de desidratação do gás natural envolve a remoção do vapor d’água que está associado ao gás natural; essa quantidade de água presente pode levar a formação de hidratos, ou provocar corrosão nos equipamentos associados ao processamento do gás.
Todo gás natural que ocorre em um reservatório encontra-se saturado de vapor d’água e, a medida que o gás se aproxima da superfície, essa água associada começa a se separar (condensar), devido a alterações nas condições de temperatura e pressão.
2. Processos de desidratação
Essa variação nas condições físicas as quais o gás está submetido pode conduzir a formação de hidratos, o que ocorre em temperaturas de cerca de 4 graus Celsius, e pressões de cerca de 1500 psi, que são condições fáceis de encontrar nos novos campos de produção, situados a grandes profundidades.
A desidratação do gás pode ocorrer com utilização de dois processos: absorção (com absorventes líquidos) ou adsorção (com adsorventes sólidos).
O processo de adsorção com adsorventes líquidos é o de utilização mais comum, principalmente em plataformas, pela facilidade no manuseio de líquidos. Em instalações baseadas em terra, o uso de peneiras moleculares (material poroso), ou ainda membranas são os meios mais empregados.
Glicóis (com ênfase no TEG-trietilenoglicol), são os adsorventes mais empregados devido ao fato de serem altamente higroscópicos, não corrosivos, não voláteis, de fácil regeneração a altas concentrações, insolúveis em hidrocarbonetos líquidos e relativamente inertes.
O processo de adsorção emprega torres absorvedoras (ou contactadoras), em contra-corrente, onde ocorre o contato da fase gasosa com a fase líquida (contendo o glicol). O gás (comprimido) entra na seção inferior da unidade de tratamento, atravessa um eliminador de névoa, e sobe em contra-corrente com o glicol e, na parte superior do equipamento, ele é coletado. A água e hidrocarbonetos que porventura tenham sido arrastados são removido no fundo do vaso.
Processo de desidratação associado ao tratamento do glicol
O glicol que escoa em contra-corrente deve possuir um teor mínimo de 98,5 %, isento de água, sendo denominado de “glicol pobre”. O glicol após sofrer contato com o gás, e se saturar de água é chamado de “glicol rico”.
A torre absorvedora possui em seu interior um leito recheado, normalmente uma tela de aço inox, ou um recheio estruturado (também de inox), para aumentar a superfície de contato entre os dois líquidos, ou mesmo outro arranjo destinado a aumentar o tempo de contato dos fluxos.
Acima do leito, existe um eliminador de névoa, para remoção de gotículas de glicol que estejam associadas ao gás, e o gás de saída é denominado de “gás seco”, possuindo uma concentração de água em torno de 150 ppm (em volume), e ponto de orvalho em torno de 5 graus Celsius, sendo então distribuído, após passar por um depurador para remoção de gotículas de glicol. 
No processo de regeneração do glicol, o glicol rico sofre uma brusca redução de pressão passa por filtros, onde contaminantes sólidos e líquidos ficam retidos e a corrente de glicol rico é aquecida até determinado valor que impeça a decomposição do glicol (para o TEG, este valor é de 204 graus Celsius), mas que assegure a liberação do máximo de vapor d’água, que é liberado na atmosfera.
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