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GÁS NATURAL I Disciplina CCE0199 Professor Nascimento Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 1 Entrada Saída Petróleo bruto Óleo Tratado ( produto) Água produzida tratada (efluente) Resíduos sólidos Efluentes gasosos Gás Tratado (produto) Planta de Processo de uma Instalação Marítima de Produção de Petróleo e Gás Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 2 SISTEMA GLOBAL DE PRODUÇÃO Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 3 FLUXOGRAMA ESQUEMÁTICO DO SISTEMA DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEO E GÁS Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 4 Definição • Mistura de hidrocarbonetos leves (metano, etano, propano, butano e outros gases em menores proporções) que submetido à temperatura ambiente e pressão atmosférica permanece no estado gasoso. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 5 História do Gás no Mundo • Ano 900 • Segundo os registros da época, os chineses canalizavam um gás combustível por meio de tubos de bambu e usavam-no para iluminação. • Ano 1665 – A primeira produção de um gás combustível proveniente do carvão na Inglaterra. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 6 História do Gás no Mundo • Sua primeira utilização foi em iluminação, em 1792; • As companhias de distribuição de gás começaram a ser organizadas e a fabricação começou a ser feita em bases comerciais. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 7 Introdução • Na década de 70, com o crescimento brusco da industria petroquímica começamos a ter uma percepção real da importância do Petroleo em nossas Vidas. Até então o petróleo era apenas uma fonte de suprimento de Energia. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 8 Introdução • O aumento crescente do consumo de petróleo associado a alta dos juros internacionais, impuseram a revisão da política energética nacional, substituindo o petróleo importado pelo incremento na produção nacional. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 9 Gás no Brasil • Com as descobertas de óleo e gás natural na Bahia, em 1947, iniciou-se seu uso em indústrias, desta região. • Em 1980 ocorreram grandes descobertas de óleo e gás natural na Bacia de Campos, no Rio de Janeiro. A distribuição para São Paulo iniciou em 1988. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 10 Gás no Brasil • O programa brasileiro teve inicio no final da década de 80 com a elaboração do PLANGAS - Plano Nacional de Gás para uso no transporte. O plano tinha como objetivo a substituição do óleo diesel uma vez que esse combustível correspondia aproximadamente 52% do consumo energético do país, enquanto o gás natural representava apenas 1,8% desse total. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 11 Gás no Brasil • A falta de infraestrutura de abastecimento dificultava a implantação do programa: Para ampliar o projeto e criar uma estrutura de abastecimento, foi liberado no final de 1991 o uso de Gás Natural para táxis, posteriormente para as frotas cativas de empresas e inaugurou-se o primeiro posto público de abastecimento no Brasil, no Rio de Janeiro. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 12 Gás no Brasil • A conversão para o gás natural tornou-se então extremamente atrativa para os proprietários de táxis. A demanda pelo combustível passou a ter ritmo de crescimento constante, estimulando as distribuidoras a investirem na abertura de novas estações de abastecimento nas cidades do Rio de Janeiro e de São Paulo. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 13 Gás no Brasil • O uso do Gás Metano Veicular (GMV), no Brasil, se deu pra valer mesmo, com a liberação para veículos particulares no inicio de 1996 e a implantação das medidas sugeridas ao Governo. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 14 Gás no Brasil • Até os anos 1990, o mercado estava concentrado em poucos estados: • Rio de Janeiro, São Paulo e Bahia. • As reservas estimadas de gás eram pouco exploradas e se concentravam em alto-mar, geralmente com acúmulo de gás associado ao petróleo. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 15 Gás no Brasil • O papel da atividade de exploração e produção de gás natural era muito mais de complementar e auxiliar a produção de petróleo do que de suprir o mercado de gás. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 16 Produção • A Petrobrás atingiu uma produção diária de 2,13 milhões de bpd, e outros 103,5 milhões m³/dia gás natural (dados de julho /16). • Colocou 25 poços em marítimos em operação (injetores e produtores) com previsão de 39 até final de 2016; Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 17 Campos Produtores • Os campos marítimos produziram até julho/16 93,3% do petróleo e 75,8% do gás natural. A produção ocorreu em 8.886 poços, sendo 785 marítimos e 8.101 terrestres. Os campos operados pela Petrobras produziram 93% do petróleo e gás natural. • O campo de Lula, na Bacia de Santos, foi o maior produtor de petróleo e gás natural, produzindo, em média, 404,7 mil bbl/d de petróleo e 19,3 milhões de m³/d de gás natural. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 18 Composição do GN • O gás natural é um combustível fóssil encontrado em rochas porosas no subsolo, podendo estar associado ou não ao petróleo (gás associado ou gás não associado). Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 19 Gás Associado gás livre gás em solução reservatório produtor de óleo Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 20 • Em condições de reservatório, está dissolvido no óleo ou sob forma de capa de gás. • Produção de gás é determinada pela produção de óleo • Na falta de condições econômicas para extração, é reinjetado na jazida ou queimado. Gás Associado Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 21 Gás não Associado GÁS NÃO ASSOCIADO gás livre gás em solução reservatório produtor de gás Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 22 • Em condições de reservatório está livre ou junto a pequenas quantidades de óleo • Justificável produzir apenas o gás, mais interessante economicamente • Maiores ocorrências de GN no mundo Gás não Associado Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 23 Composição do GN • É composto por hidrocarbonetos leves: principalmente por: – Metano(C1); etano(C2), propano(C3), butano(C4) e pentano(C5), podendo chegar ao decano(C10). • O gás natural permanece no estado gasoso, sob pressão atmosférica e temperatura ambiente. • Geralmente apresenta baixos teores de contaminantes como o nitrogênio, dióxido de carbono, água e compostos de enxofre. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 24 Características GN • Mais leve que o ar, o gás natural dissipa-se facilmente na atmosfera em caso de vazamento, o que o torna mais seguro que o GLP; • Para que se inflame (auto ignição) é preciso que seja submetido a uma temperatura superior a 470°C; • Álcool a200°C e a gasolina a 300°C. • É incolor e inodoro, queimando com uma chama quase imperceptível. • O GN comercializado é odorizado com compostos de enxofre Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 25 Características do GN • Sua densidade inferior à do ar, seu baixo ponto de vaporização; • O seu limite de inflamabilidade em mistura com o ar é superior a outros gases combustíveis. Curso Engª Petróleo - ProfessorNascimento 26 Densidade • O gás natural é o único gás cuja densidade relativa é inferior à 1,0, sendo portanto mais leve que o ar. Este fato tem importância decisiva para segurança das pessoas e instalações; Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 27 Ponto de Vaporização • É o ponto em que ocorre a mudança de fase do estado líquido para o estado gasoso em uma certa combinação de temperatura e pressão. À pressão atmosférica a vaporização do gás natural ocorre à temperatura de (-162) ºC; Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 28 Limites de Inflamabilidade • Os limites de inflamabilidade podem ser definidos como as percentagens mínima e máxima de gás combustível em composição com o ar, a partir das quais a mistura não irá inflamar-se e permanecer em combustão. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 29 Vantagens • Preservação do meio ambiente; • GN é um combustível não poluente; • Combustão limpa; • Razão pela qual dispensa tratamento dos produtos lançados na atmosfera. • Substituto para as usinas termoelétricas a óleo, lenha e nucleares, diminuindo os níveis de poluição, de desmatamento e de acidentes ambientais. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 30 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 31 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 32 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 33 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 34 Processamento Primário do GN • Sequência de operações unitárias que têm por objetivo separar os componentes mais pesados do gás em uma corrente líquida, tornando o gás mais leve. • A corrente líquida, normalmente formada pelo propano(C3) e mais pesados, é conhecida como LGN, Líquido de Gás Natural. – O LGN é fracionado para se obter o GLP, Gás liquefeito de Petróleo, e a nafta leve(C5+). Estas correntes líquidas possuem um maior valor energético, e consequentemente, um maior valor econômico. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 35 GN Bruto Processado Gás industrial; Gás Natural Veicular (GNV); Gás Metano (residencial, comercial e geração de energia) Líquido do Gás Natural (LGN); Gás Liquefeito de Petróleo (GLP); Propano líquido; Butano líquido, Nafta leve (C5+), etano líquido Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 36 Composição média dos gases Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 37 Processamento Primário de GN • O gás mais leve, de menor valor energético, é denominado gás processado, gás seco ou residual, sendo composto basicamente por metano(C1) e etano(C2), este é o gás utilizado por indústrias, automóveis, residências, comércio e usinas de geração de energia (termoelétricas). Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 38 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 39 Tratamento GN • O GN proveniente do campo de produção geralmente possui contaminantes que são classificados: Inertes e Gases ácidos. • Definição: conjunto de processos aos quais o gás será submetido para remoção ou redução dos teores de contaminantes para atender as especificações de mercado, segurança, transporte ou processamento posterior. Os processos de tratamento serão detalhados. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 40 Inertes • Os inertes estão sempre presentes no gás e são o nitrogênio e o vapor d’água. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 41 Gases ácidos • Os gases ácidos, assim chamados por formarem soluções ácidas quando na presença de água livre: • Gás carbônico (CO2) • Os compostos de enxofre: – o gás sulfrídrico (H2S) – mercaptans (R-SH sendo R um radical hidrocarboneto) – sulfeto de carbonila (COS) – dissulfeto de carbono (CS2). Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 42 CONDICIONAMENTO DO GÁS NATURAL • Sua função é de remover compostos e materiais, que alteram as características do gás e que tem potencial de danificarem os equipamentos utilizados no aproveitamento do gás, assegurando condições mínimas de qualidade do gás natural. • (físicos, químicos e mecânicos) Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 43 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 44 Transporte de Hidrocarbonetos LGN ou GNL Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 45 Transporte de Hidrocarbonetos Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 46 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 47 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 48 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 49 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 50 Observação • Com relação ao transporte do gás natural, ele pode ser feito por meio de dutos, em cilindros de alta pressão - como o gás natural comprimido (GNC) ou como o gás natural liquefeito (GNL) ou por meio de navios especiais chamados navios metaneiros, de barcaças ou de caminhões criogênicos. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 51 Observação • O gás natural produzido no Brasil é predominantemente de origem associada ao petróleo (73%) e se destina a outros mercados de consumo que não somente a geração de energia termelétrica. Além disso, uma vez produzido, o gás natural se distribui entre diversos setores de consumo, com fins energéticos e não- energéticos: utilizado como matéria-prima nas indústrias petroquímica (plásticos, tintas, fibras sintéticas e borracha) e de fertilizantes (uréia, amônia e seus derivados), comércio, serviços, domicílios etc., nos mais variados usos. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 52 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 53 Cont. • Os gases ácidos presentes em vários campos de produção, quando presentes em teores elevados, comprometem a qualidade do gás a ponto de inviabilizar o seu transporte e utilização pelos consumidores. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 54 Cont. • A presença de resíduos sólidos em altos teores pode comprometer a integridade física do sistema de transporte de gás, (o qual é composto basicamente por gasodutos) a partir de fenômenos do tipo erosão e corrosão. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 55 Cont. • Após a etapa de separação a corrente gasosa entra na etapa de depuração e filtração, que tem como finalidade a remoção de gotículas de óleo de pequeno tamanho. O gás depurado e filtrado se dirige ao módulo de dessulfurização de gás, quando necessário. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 56 Cont. • O gás natural dessulfurizado é comprimido e segue para o módulo de desidratação de gás. Esta unidade tem a finalidade de especificar o gás tratado segundo o teor de umidade definido pelo projeto, para garantia do escoamento eficiente até a unidade de processamento, sem a ocorrência de hidratos e com a qualidade necessária. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 57 Compostos para remoção no Condicionamento • Água; • Compostos sulfurados (H2S, CS2, COS, etc); • Dióxido de carbono (CO2); • Sólidos (areia, óxidos de ferro, produtos de corrosão); • Líquidos (condensado de gás, produtos químicos). Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 58 Ponto de Orvalho (Dew point) • É o principal parâmetro a ser controlado no condicionamento do GN juntamente com o vapor d’água. – Obs. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 59 Considerações • O ajusteusual do ponto de orvalho é de 5ºC abaixo da mínima temperatura de operação do gasoduto, na pressão de trabalho, para garantir a não formação de hidrocarbonetos líquidos ou água líquida. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 60 Considerações • No Brasil, para a comercialização do gás, o ponto de orvalho da água é limitado ao máximo de -45ºC a 1 atm, sendo que nas regiões norte e nordeste admitem-se o valor de -39ºC. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 61 Cont. • O requerimento de segurança mais importante do gás natural é a temperatura no ponto de orvalho da água com ajuste usual de 5ºC abaixo da mínima temperatura de operação do gasoduto, na pressão de trabalho, para garantir a não formação de hidrocarbonetos líquidos ou água líquida. A água no estado líquido é precursora da formação de compostos corrosivos através da combinação de componentes do gás natural. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 62 Compressão • Passagem do gás por um conjunto de compressores, a fim de fornecer a energia necessária a esse fluido para que ele possa ser transferido às unidades de processamento de gás ou injetados em poços de gás lift (para aumentar a taxa de recuperação de hidrocarbonetos do reservatório). – Obs. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 63 Componentes da Compressão • Compressores principal • é constituído, por sua vez, de 2 ou 3 estágios de compressão que são intercalados com resfriadores inter-estágios e vasos depuradores. • Compressor auxiliar • Sua função é elevar a pressão para envio ao compressor principal. • Acionadores elétrico ou a gás Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 64 Esquema de tratamento Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 65 ASPECTOS IMPORTANTES • Uso de compressores. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 66 Aspectos importantes • Etano e propano aumentam o poder calorífico. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 67 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 68 COMPARAÇÃO Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 69 DEPURAÇÃO É a remoção de óleo da corrente de gás, óleo este proveniente de arraste em fase líquida ou sob forma de névoa. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 70 DEPURADOR DE GÁS Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 71 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 72 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 73 • É a remoção de gases ácidos (H2S e CO2) da corrente de gás proveniente do sistema de depuração • Também chamado de adoçamento, que é uma tradução do “sweetening” usado nos Estados Unidos, onde os gases ácidos são chamados de “sour gases” (gases amargos ). DESSULFURIZAÇÃO Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 74 GN para comercialização • Seu teor total de enxofre • Ponto de orvalho da água e dos hidrocarbonetos; – Portaria Nº 104 de 8/7/2002- DOU 9/7/2002. O anexo 1. Trata da especificação do GN. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 75 • A remoção dos gases ácidos visa atender a especificação do gás natural para venda e consumo, além dos aspectos operacionais e de segurança. • A recuperação do enxofre para comercialização, dependendo do volume, pode ser considerado. • A remoção do CO2 objetiva reduzir custo de transporte, aumento de poder calorífico, minimizar problemas de corrosão e evitar formação de gelo seco (CO2 sólido ). ASPECTOS IMPORTANTES Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 76 Segurança operacional • Associado aos teores máximos de H2S permitidos no gás para a garantia da manipulação segura. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 77 Gases Ácidos H2 S - gás sulfídrico CO2 - dióxido de carbono RSR - mercaptans COS - sulfeto de carbonila CS2 - bissulfeto de carbono Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 78 PPM VOL H2S EFEITOS 0.01 - 0.15 limite da detecção do odor 10 máxima concentração permitida para exposição prolongada 100 - 150 pode causar enjôos e fraqueza após 1 hora 200 perigo após 1 hora 600 fatal após 30 minutos > 1000 MORTE IMEDIATA EFEITOS H2S Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 79 CO2 • Comercialização para empresas de bebidas gasosas ou de gases Industriais. • Desencalagem do couro. • Melhorias dos processos de produção de papel. • AV1 até aqui. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 80 Lavadores de Gases - Princípio Os gases efluentes passam através de absorvedores (lavadores) que contém líquidos absorvedores que removem, tratam ou modificam os poluentes Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 81 Tratamento de Gases Lavadores de Gás (SCRUBBER) Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 82 TIPOS DE PROCESSOS • Solventes químicos • Solventes físicos • Leito sólido Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 83 Aspectos importantes • Solventes físicos: • Solventes químicos: Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 84 TIPOS DE PROCESSOS - Aminas • MEA, DEA,MDEA e DIPA - Carbonato de potássio quente • Benfield, Catacarb etc. - Outros •Stretford, amônia, etc. - Sulfinol (sulfolane) - Outros • Selexol, rectisol,água, etc. - Óxido de ferro - Óxido de zinco - Peneiras moleculares - Ryan Holmes - Membranas Absorção Química Absorção Física Absorção (leito sólido) Destilação Permeação Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 85 Absorção • A principal característica do processo de absorção é a transferência de massa, de um ou mais componentes da fase gasosa para a fase líquida devido à solubilidade e à diferença de concentração entre as fases possibilitando assim a sua remoção/recuperação o que pode melhorar a qualidade do ar. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 86 Absorção • De um modo geral, a absorção consiste na atração exercida por uma substância sobre outra, através de potenciais químicos e físicos. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 87 Absorção Química • O processo de absorção que utiliza a monoetanolamina como solvente é o mais utilizado para tratamento de gás natural, principalmente se o mesmo tiver altos teores de gases ácidos. – MEA é a amina de utilização mais generalizada devido principalmente, às suas características: • baixo custo • alta reatividade • estabilidade química • seletividade de H2S Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 88 Desenho esquemático detalhando o processo de absorção química com monoetanolamina (MEA). Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 89 SISTEMA DE DESIDRATAÇÃO É responsável pela remoção da água (fase vapor) da corrente de gás úmido ( proveniente do sistema de compressão) normalmente através da utilização de um solvente químico. A finalidade deste processo é atender a especificação do gás exportado / gás lift e gás combustível quanto ao teor de umidade (ponto de orvalho do componente água) Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 90 Teor de Água de Saturação no Gás Natural Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 91 Água no Gás Natural• Pressão • Temperatura • Presença de contaminantes FINALIDADES DA DESIDRATAÇÃO • Manter a eficiência dos dutos de transporte • Evitar a formação de meio ácido corrosivo • Impedir a formação de hidratos HIDRATOS • Compostos sólidos formados entre as moléculas de água e gás, na presença de água livre • Bloqueio de linhas, válvulas e equipamentos • Efeito da composição do gás - gases de alta densidade - gases que apresentam altos teores de contaminantes Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 92 CURVA DE FORMAÇÃO DE HIDRATO Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 93 Formação de Hidratos Alta Pressão, Baixa Temperatura e Presença de Água Livre. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 94 Especificação do Gás Desidratado • Teor de água • Ponto de orvalho a uma certa pressão • Depressão do ponto de orvalho a uma certa pressão É função da menor temperatura a qual o gás será submetido, na pressão de operação . • Valores Clássicos • transporte: 64 a 112 kg/106 STD m3 gás • processos com refrigeração: 16 kg/106 STD m3 gás Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 95 • PONTO DE ORVALHO • DEPRESSÃO DO PONTO DE ORVALHO • TEOR DE UMIDADE ESPECIFICAÇÃO DO GÁS Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 96 Desidratação (Especificação) • Refrigeração: 1 lb/MMSCF 16 ppm • Transporte: 4 - lb/MMSCF 64-112 ppm 1 lb/MMSCF 16kg/10 6m3~~ ~ ~ ~ ~ Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 97 TIPOS DE PROCESSOS DE DESIDRATAÇÃO • Processo químico • Processo físico • Peneira molecular Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 98 Processos de Desidratação TEOR DE ÁGUA DE SATURAÇÃO NO GÁS NATURAL LINHA • ABSORÇÃO CONTATO TORRE • ADSORÇÃO • REFRIGERAÇÃO Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 99 Desidratação por Absorção • Requer que haja contato entre o gás e a solução de absorvente; • O contato pode ser em linha, como é o caso da injeção de inibidores, ou em uma torre recheada ou de pratos. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 100 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 101 ADSORVEDORES A adsorção é um processo seletivo e bastante apropriado para a remoção de gases e vapores presentes em baixas concentrações, principalmente substâncias causadoras de odor. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 102 DESIDRATAÇÃO POR ADSORÇÃO SISTEMA DE ADSORÇÃO Processo em que moléculas de um gás são condensadas e retidas na superfície de um sólido por meio de forças de atração superficiais . Alumina ativada Peneira molecular Sílica-gel. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 103 Características dos Adsorventes PENEIRA MOLECULAR - Alumínio - silicatos de sódio - Teor de água 1ppm - Diâmetro dos poros 3 a 10 µm - Não tem tendência a adsorver HCS - Temperatura de regeneração entre 260 e 316 ºC - Custo elevado Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 104 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 105 Agente desidratante-Glicol • É um álcool comercializado nas seguintes formas: – MEG • Monoetilenoglicol: unidades de processamento tipo • absorção refrigerada. – DEG • Dietilenoglicol: unidades de produção marítimas. – TEG • trietilenoglicol Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 106 Separadores • São vasos horizontais, verticais ou esféricos que removem o líquido do gás e vice versa. • Os separadores verticais e esféricos são os mais utilizados em plataformas offshore onde o espaço é de importância primordial. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 107 Separadores Horizontais • Foram projetados com casco simples ou casco duplo. No tipo de casco duplo a parte superior capta o gás, e a inferior capta a emulsão oleosa. Qualquer que seja a sua configuração, no entanto, todos desempenham as mesma funções: – Remover o líquido do gás; – Remover óleo da água. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 108 Separadores • Aplicam-se o princípio básico de química e física para o cumprimento da sua importante função: – O gás é mais leve que o líquido, logo irá migrar para a parte superior do separador; – O óleo e emulsão são mais leves do que a água, de modo que flutuarão; – A água livre é o mais pesado desses elementos, logo os sedimentos irão se depositar no fundo do vaso. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 109 Separador de duas fases Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 110 Separador de duas fases • Sua função é de separar líquidos dos gases; • Um separador de névoa ajuda a remover os líquidos dos gases. • Classificam-se em: – Separadores bifásicos – Separadores trifásicos Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 111 Separador Bifásico Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 112 É UM SEPARADOR BIFÁSICO QUE PROCESSA A MISTURA “LÍQUIDO + GÁS”, É DIMENSIONADO CONFORME A NORMA N-2753 Separador Atmosférico Bifásico Vertical Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 113 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 114 SEPARADORES DE GÁS (DESGASEIFICADORES) Processo de separação do gás contido no fluido de perfuração ou completação; Dimensionamento e Especificação: API SPEC 12-J; Separadores Atmosféricos (gás livre); Desgaseificador a Vácuo (bolhas de gás em solução); Selos hidráulicos (“mud leg”). Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 115 Separadores Bifásicos • Separa tão somente líquidos e os gases, o líquido é uma mistura de óleo, emulsão e água, que se deposita no fundo do separador, ao passo que o gás migra como visto anteriormente para a parte superior. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 116 Separador Atmosférico Bifásico Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 117 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 118 DESGASEIFICADOR A VÁCUO Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 119 DESGASEIFICADOR HORIZONTAL A VÁCUO Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 120 Separadores Trifásicos • Separa o fluido numa camada de gás, uma camada de emulsão oleosa e uma camada de água e sedimentos (BSW); • Utilizado comumente em locais de produção onde existe muita água no fluido; • O gás sai pela parte superior, o óleo ou emulsão se separam no meio e a água vai para o fundo. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 121 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 122 Processo de Separação • Extrator de Névoa – Localizado na parte superior do separador, coleta e remove os líquidos carregados de gás, à medida que o fluido entra no separador e o gás se eleva. – É um dispositivo dotado de tela, projetado para reter as minúsculas gotículas de líquido à medida que o gás passa pela tela, as gotículas se reúnem no extrator e caem até o fundo do separador. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 123 Tratamento da emulsão oleosa • Para conseguir a remoção da água emulsificada do óleo, a emulsão é conduzida em vários vasos de tratamento onde são injetados produtos químicos denominadosde desemulsificantes (auxiliam as gotículas d”água a se fundirem, formando-se gotículas maiores e mais pesadas que decantam rapidamente. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 124 Tratamento da emulsão oleosa • Outra técnica bastante utilizada é o aquecimento da emulsão, uma vez que o calor produzido reduz a viscosidade da emulsão. A água separa-se do óleo pouco espesso mais rapidamente do que o óleo pesado. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 125 Tratamento da emulsão oleosa • A eletricidade também é uma técnica hoje bastante difundida. À medida que a emulsão atravessa um campo elétrico, as gotículas da água captam o uma carga elétrica que os faz mover-se rapidamente. À medida que se deslocam, chocam-se umas com as outras e fundem-se gotículas maiores. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 126 Tipos de vasos para tratamento • Os tipos de vasos mais comuns para tratamento são os aquecedores verticais e os horizontais; • As dessalgadoras são vasos que separam a água da emulsão utilizando calor ou eletricidade. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 127 Dessalgadora Vertical • São aquecidas através de um trocador de calor, pelo óleo de saída da dessalgadora. A emulsão entra pelo topo da mesma e espalha- se sobre uma bandeja descendo através de um condutor downcomer, liberando os gases da emulsão. O gás sobe e sai (Sarda do Gás) pela parte de cima da dessalgadora. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 128 Dessalgadora Vertical Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 129 Dessalgadora Horizontal • Assemelham-se das verticais. A emulsão entra na parte de cima depois de passar por um trocador de calor. Ao decantar passa por um tubo de fogo que provoca a separação do BSW. A emulsão atravessa o vaso, penetrando numa segunda câmara em que se separam a água do óleo. A água liberada deposita-se no fundo do vaso, ao passo que o óleo e o gás sobem para o topo para uma área de armazenamento. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 130 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 131 Tratamento do Gás Úmido • A presença de vapor de água no gás na área de produção é problemática. • Existem dois métodos para tratar o gás úmido. • Se a finalidade do produtor é de comercializar o petróleo proveniente de um reservatório, considerando o gás como um subproduto. Neste caso, o gás é queimado. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 132 Tratamento do Gás Úmido • Se o objetivo do produtor é de vender o gás, o mesmo deve ser tratado para remoção do vapor de água. • Assim como a presença de água no óleo gera problemas sérios, o vapor de água no gás ao se esfriar, é suscetível de formar sólidos indesejáveis (hidratos), bloqueando parcial ou totalmente. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 133 Tratamento do Gás Úmido • Aquecedor Indireto: – Consiste de dois tubos no interior de um vaso. Um tubo de fogo e outro mais acima composto de um feixe de tubos através do qual o gás flui. Ambos circundados por água. – O tubo de fogo aquece a água, que por sua vez aquece a água que passa pelo feixe de tubos, aquecendo assim o gás úmido, inibindo a formação de hidratos. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 134 Desidratação do Gás com Glicol • O equipamento mais comum para desidratação do gás é o absorvedor de glicol. • O glicol é um regenerador num refervedor de glicol. • O glicol é um líquido que absorve água, sendo efetivamente reciclado durante o processo de desidratação. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 135 Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 136 Desidratação do Gás Úmido • O gás úmido entra pelo fundo do vaso de desidratação, ao passo que o glicol seco entra no vaso pela parte de cima. • O gás sobe e o glicol desce através de várias bandejas perfuradas com borbulhadores. Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 137 Gasodutos Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 138 ABEGAS Esquema dos gasodutos Integração com Rede Sul Americana e posição GASBOL Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 139 Infraestrutura de gás natural Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 140 Dutos TRANSPETRO Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 141 Malha Sudeste Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 142 Malha Sudeste Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 143 MÓDULO I. BOA SORTE Fim Curso Engª Petróleo - Professor Nascimento 144
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