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Apostila Gás Natural I Cap 4

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de óleo e água escoam pelo 
comprimento do separador, forças gravitacionais atuam sobre as gotas de água para 
sedimentar perpendicularmente ao fluxo de massa na fase contínua de óleo e gotas de 
óleo para ascender perpendicularmente ao fluxo de massa da fase contínua de água. De 
modo similar, gotas de líquido no gás depositam-se perpendicularmente ao fluxo de 
massa da fase gasosa. 
 
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Existem diversos tipos de separadores trifásicos horizontais. A seção de 
separação líquida é usualmente o que diferencia um equipamento de outro, e tem a 
finalidade de proporcionar melhor controle de nível da interface, podendo para isto 
incluir uma bota ou chicana. O mecanismo de separação das fases líquidas é governado 
pela Lei de Stokes. 
Considera-se que o fluxo de gotas de líquido leve ascendendo através de líquido 
pesado ou a sedimentação de gotas de líquido pesado na fase de líquido leve, ocorram 
com escoamento laminar e velocidade igual à velocidade terminal, cuja expressão é 
dada pelas equações s: 
 
 
 
Onde VT é a velocidade terminal (ft/s), c g é a constante gravitacional (32,17 
ft/s2), p D é o diâmetro da gota (ft), ρH é a densidade do líquido leve (lb/ft3), ρL é a 
densidade do líquido pesado (lb/ft3) e µ é a viscosidade da fase contínua. 
Observando-se a equação acima, pode-se verificar que quanto maior a 
viscosidade do fluido pesado, mais difícil é a separação, uma vez que será necessário 
um tempo de residência maior para a separação das fases devido a velocidade terminal 
ser menor. 
Para a separação de líquidos, o tempo de residência do líquido leve deve ser 
maior que o tempo requerido para as gotas do líquido pesado sedimentarem da fase de 
líquido leve. 
Da mesma forma, o tempo de residência do líquido pesado deve ser maior que o 
tempo requerido para as gotas de líquido leve ascenderem através da fase de líquido 
pesado. Se estas condições não forem satisfeitas, a separação líquida precisará ser 
controlada e o diâmetro do separador deverá ser aumentado. 
 
 
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Figura: Desenho esquemático de um vaso separador trifásico horizontal e malha de 
controle 
 
 
 
Separadores Trifásicos Verticais 
Esse tipo de separador tem como vantagem uma menor área exigida para a sua 
instalação e sua geometria facilita a remoção de areia que eventualmente se forma no 
fundo do separador. O controle e a manutenção da parte superior são mais difíceis 
devido à altura. 
 
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O gás separado no separador sai do mesmo saturado de umidade e partículas 
muito pequenas de óleo (névoa). 
 
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2.2. DEPURAÇÃO DO GÁS NATURAL 
Após a separação primária, o gás pode passar por outro vaso, denominado de 
purificador (“scrubber”), para que sejam retidas algumas gotículas de óleo que tenham 
sido arrastadas. 
 É uma etapa de remoção de partículas líquidas do gás, principalmente gotículas 
de óleo. Esse óleo normalmente encontra-se sob forma geométrica de névoas, devido ao 
tamnho. A eficiência deste processo evita uma série de problemas, tais com: 
- contaminação de produtos químicos injetados na etapa de tratamento do gás; 
- perda de eficiência na etapa de desidratação do gás; 
- problemas em compressores, etc. 
 O sistema de depuração é constituído basicamente de vasos depuradores, 
equipamentos verticais ou horizontais capazes de promover a separação das partículas 
da fase gasosa. Para tal separação os mesmos possuem 4 seções principais: 
 
� Seção de entrada: Separar a porção principal de líquido livre da corrente de entrada 
através de uma placa defletora (ver figura abaixo). Esta possui a vantagem de 
proporcionar um efeito inercial devido à força centrífuga e a variação forçada da 
direção. Obtém-se nessa seção a maior separação de parte dos líquidos provenientes da 
corrente gasosa. 
 
� Seção de precipitação: Ocorre a maior atuação da força gravitacional. Nesta seção do 
vaso a velocidade com que o gás se desloca é relativamente baixa e pouco turbulenta. 
 
� Seção de crescimento: Utiliza-se nessa fase os eliminadores de névoas (“filtros”) que 
são capazes de remover as partículas pequenas de líquido (névoas). O principal 
mecanismo de captação de névoas é por impacto inercial. Essas partículas se chocam 
com a superfície desses “filtros” ficando brevemente retidas. Acabam por se acumular e 
crescem em seu tamanho adquirindo força para cair livremente (fenômeno denominado 
de coalescência). 
 
� Seção de drenagem: É a seção de fundo do vaso depurador responsável pela 
drenagem do líquido retido nas seções anteriormente descritas. 
 
 
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Outros eliminadores de névoas 
 
 
 
 
 
Fonte: http://www.sulzer.com/pt/Products-and-Services/Separation Technology/Mist-Eliminators/Shell-Swirltube-
and-Swirltube-Light-Mist-Eliminator-Deck 
 
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2.3. DESSULFURIZAÇÃO E REMOÇÃO DE CO2 DO GÁS NATURAL 
 
A remoção dos componentes ácidos presentes na composição do gás natural, tais 
como CO2 e H2S, tem como objetivo especificar o gás para transferência, reduzir a 
corrosividade do sistema e garantir a segurança operacional. O gás carbônico, em 
contato com a água produzida, forma o ácido carbônico, um composto corrosivo. Além 
disso, o CO2 deve ser removido porque reduz o poder calorífico do gás natural ou gás 
combustível. Quanto ao H2S, este deve ser removido do gás natural ou de correntes 
gasosas de processo devido à sua alta toxicidade, e para a prevenção de corrosão. 
São fatores que justificam a remoção de gases ácidos do gás natural: 
� Garantir a Segurança Operacional das intalações: teores máximos 
de H2S devido a alta toxidez; 
� Possibilitar que o Gás Natural atinja os valores mínimos exigidos 
pela especificação do gás para comercialização; 
� Possibilidade de recuperação e ganhos econômicos dos gases 
ácidos para comercialização: H2S, CO2, COS; 
 
Gases ácidos encontrados no gás natural: 
 
� sulfurados: H2S (ácido sulfídrico), R-SH (mercaptanas), COS 
(sulfeto de carbonila) e CS2 (dissulfeto de carbonila); 
 
� oxigenados: CO2 
 
Atualmente, uma grande variedade de tecnologias de tratamento de gás está 
comercialmente disponível: diferentes solventes químicos e físicos, membranas, 
adsorção, entre outras. Muitas têm seu próprio nicho, mas existem casos onde diferentes 
tecnologias competem para a mesma aplicação, e onde a adoção de processos 
combinados, conhecidos como híbridos, pode ser a melhor escolha. Isto torna a seleção 
da tecnologia mais apropriada ao tratamento um processo difícil e criterioso. 
A tabela abaixo mostra usa possibilidade de critérios baseado no método mais 
eficiente dependendo da concentração de gases ácidos. 
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Fonte: MACHADO, Priscila Badega. ANÁLISE COMPARATIVA DE TECNOLOGIA DE SEPARAÇÃO 
SUPERSÔNICA PARA O CONDICIONAMENTO DE GÁS NATURAL. Dissertação de Mestrado, UFRJ, 2012. 
 
 
As principais tecnologias de aplicação industrial para remoção de gases ácidos 
do gás natural incluem solventes químicos ou físicos e adsorventes sólidos. 
O processo