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APOSTILA Prof. Sebastião

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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) 
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90 
 Teor de Água de Saturação no Gás Natural
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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
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92 
CURVA DE FORMAÇÃO DE HIDRATO 
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93 
 
Formação de Hidratos  Alta Pressão, Baixa 
Temperatura 
 e Presença de Água Livre. 
 
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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
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95 
 
• PONTO DE ORVALHO 
 
• DEPRESSÃO DO PONTO DE ORVALHO 
 
• TEOR DE UMIDADE 
ESPECIFICAÇÃO DO GÁS 
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96 
Desidratação (Especificação)
• Refrigeração: 1 lb/MMSCF 16 ppm
• Transporte: 4 - lb/MMSCF 64-112 ppm
1 lb/MMSCF 16kg/10 6m3~~
~
~
~
~
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97 
TIPOS DE PROCESSOS DE DESIDRATAÇÃO 
 • Processo químico 
 • Processo físico 
 • Peneira molecular 
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98 
 Processos de Desidratação
TEOR DE ÁGUA DE SATURAÇÃO NO GÁS NATURAL
 LINHA
• ABSORÇÃO CONTATO
 TORRE
• ADSORÇÃO
• REFRIGERAÇÃO
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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. 
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100 
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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. 
 
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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. 
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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 
 
 
 
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104 
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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 
 
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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. 
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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. 
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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. 
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109 
Separador de duas fases 
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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 
 
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111 
Separador Bifásico 
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112 
 
 
 
É UM SEPARADOR BIFÁSICO QUE PROCESSA A 
MISTURA “LÍQUIDO + GÁS”, É DIMENSIONADO 
CONFORME A NORMA N-2753 
 
 
Separador Atmosférico Bifásico Vertical 
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113 
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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”). 
 
 
 
 
 
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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. 
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116 
Separador Atmosférico Bifásico 
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117 
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118 
DESGASEIFICADOR A VÁCUO 
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119 
DESGASEIFICADOR HORIZONTAL A VÁCUO 
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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. 
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121 
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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. 
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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. 
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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. 
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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. 
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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. 
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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. 
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128 
Dessalgadora Vertical 
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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. 
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130 
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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. 
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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. 
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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. 
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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. 
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135 
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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. 
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137 
Gasodutos 
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138 
ABEGAS Esquema dos gasodutos Integração com Rede 
Sul Americana e posição GASBOL 
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139 
Infraestrutura de gás natural 
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140 
Dutos TRANSPETRO 
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141 
Malha Sudeste 
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142 
Malha Sudeste 
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143 
MÓDULO I. 
BOA SORTE 
Fim 
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144

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