Tratamento do gás natural - Desidratação2

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Prof. Rosemberg
2º/2009
Tratamento do gás natural- Desidratação
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�O gás natural produzido, associado ou não, está saturado 
com vapor de água, isto é, contém a quantidade máxima 
possível de água no estado vapor para aquelas condições;
�Quantidades adicionais que tendem a se vaporizar voltarão 
a condensar, exceto se houver alterações nas condições de 
pressão e/ou temperatura do gás; 
�O teor de água do gás é função de três parâmetros: 
pressão, temperatura e presença de contaminantes, ou gases 
ácidos, que tema propriedade de elevar este teor;
�Quanto menor a pressão e maior a temperatura, maior a 
capacidade do gás de reter água no estado gasoso ;
1 – Introdução
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1 – Introdução
�A água contida em uma corrente de gás natural deve ser 
parcial ou totalmente removida com os seguintes objetivos:
�
�Manter a eficiência dos dutos de transporte, uma vez que a água 
condensada nas tubulações causa redução da área de passagem 
com aumento da perda de carga e redução da vazão de gás;
�Evitar a formação de meio ácido corrosivo decorrente da presença 
de água livre em contato com gases ácidos que podem estar 
presente no gás;
�Evitar a formação de hidratos
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�A especificação do gás desidratado, a uma certa pressão, 
pode ser dada em termos de teor de água, ponto de orvalho 
ou depressão do ponto de orvalho;
�É comum especificar um valor do ponto de orvalho 
requerido de 5ºC abaixo da temperatura mínima a que o 
gás será submetido, na pressão de operação; 
� Para fins práticos é comum utilizar o diagrama de 
Mcketta(Figura 1) para determinação do teor de água de 
saturação de um gás natural em função da pressão e da 
temperatura.
1 – Introdução
5Figura 1 - Diagrama de Mcketta
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4.1- A desidratação
�O processo de desidratação consiste em promover o contato 
íntimo do gás com o glicol em uma torre de absorção 
�Esse processo ocorre a reação de desidratação do gás de 
modo a atender a especificação técnica de processo;
�O gás úmido entra pela base da torre e o teg pobre entra 
pelo topo da torre;
�O gás seco sai pelo topo da torre e o teg rico sai pela base 
da torre; 
�O glicol empregado na absorção do da umidade é solúvel 
em água, baixa volatilidade, baixa viscosidade, estável 
quimicamente e não inflamável;
Figura 2
Figura 3
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4.1- A desidratação/regeneração
Figura 2 - Esquema do processo de desidratação e regeneração do glicol
8Figura 3 - Torre de absorção e tipos de recheios
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�O gás úmido após ser comprimido na unidade de compressão, 
escoa até a unidade de desidratação, entrando no sistema de 
absorção;
�O gás entra na torre por meio de distribuidores para promover 
uma subida homogênea do gás na torre e recebe em 
contracorrente o glicol proveniente do sistema de regeneração;
�O contato entre o gás e o glicol ocorre intimamente por meio de 
bandejas ou leitos(randômico ou estruturado) e, a medida que a 
solução desce a torre, absorve a umidade do gás;
�No topo da torre absorvedora, acima do leito recheado, existe um 
eliminador de névoa, para remoção das partículas de glicol 
arrastadas pelo gás;
�O gás sai pelo topo da torre, agora seco, possui um teor de 
umidade em torno de 40cm3/m3 a 150cm3/m3 e temperatura de 
orvalho de água entre -15 a 0ºC;
4.1- A desidratação
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�Após a torre o gás passa por um vaso depurador para reter as 
partículas líquidas de glicol, objetivando reduzir as perdas da 
solução circundante, e em seguida é distribuido pelos seus 
consumidores como gás lift e gás combustível e exportação;
4.1- A desidratação
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Figura 3 – vaso de flash
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�A capacidade de absorção de água do teg é maior com o 
aumento de pressão e diminuição de temperatura;
�O sistema de regeneração procura transformar o teg rico em teg 
pobre pela redução da pressão e aumento da temperatura;
�O teg rico se acumula na panela de fundo da absorvedora e, 
posteriormente, escoa para o sistema de regeneração;
�Ao sair da torre a solução de teg rico sofre uma redução de 
pressão na válvula controladora de nível desta, atingindo a 
pressão de trabalho do vaso de expansão;
�Esse vaso trabalha entre 300KPa a 500KPa, tendo como 
finalidade a separação das três fases geradas no processo de 
absorção:a fase líquida de HCs, e a solução de teg rico, por meio 
de chicanas e comparatimentos internos do vaso de separação;
�A corrente de gás liberado da solução para por um extrator de 
névoa antes de sair do vaso para evitar arraste de líquidos;
4.2- A regeneração
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Figura 3 – trocador glicol/glicol
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�Uma linha de gás combustível é utilizada para garantir uma 
mínima pressão no vaso de expansão, objetivando a transferência 
do teg rico por um diferencial de pressão;
�O HC líquido é coletado em uma panela de acúmulo, drenado 
periodicamente;
�A fase de glicol rico é mais densa se acumula no fundo e é
enviada para o sistema de filtração por meio de controle de nível;
�O sistema de filtração possui dois tipos de filtros, um construído 
por cartucho e outro com carvão ativo. O primeiro remove 
partículas sólidas em suspensão e o segundo remove 
contaminantes químicos, principalmente produtos da degradação 
do teg;
�O teg rico filtrado é pre-aquecido em um permutador, trocando 
calor com o teg quente pobre regenerado e entra no topo da torre 
regeneradora, onde entra em contato com vapores de glicol
proveniente do fundo da torre;
4.2- A regeneração
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Figura 4- Filtro do tipo cartucho
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Figura 4- Filtro de carvão
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�Uma parte do glicol vaporiza e a parte líquida desce pela torre até
atingir o refervedor, o qual utiliza resistências elétricas para 
manter a temperatura em torno de 204ºC, vaporizando a solução 
de teg e elevando o teor de teg para 98.7% em massa;
�Os vapores quntes que saem do refervedor e sobem pela 
regeneradora encontram o teg mais frio descendo, ocorrendo 
então novas vaporizações e condensações;
�N topo da torre regeneradora existe um recuperador de calor que 
como finalidade controlar sua temperatura e evitar perda de teg na 
fase vapor;
�O teg pobre que deixa o refervedor se dirige para um vaso 
acumulador, para então ser direcionados para o trocador teg rico x 
teg pobre, aquecendo o teg rico que vai entrar na torre;
�O teg pobre atinge a sucção da bomba por gravidade elevando 
sua pressão até a pressão de operação da absorvedora, sendo 
resfriado antes de entrar na absorvedora, fechando o circuito;
4.2- A regeneração
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Bibliografia
� [1] – Célio Eduardo, João Luis e Waldir Gomes. Tecnologia da Indústria 
do gás natural. Editora. Blucher, 
� [2] – Frederico Vieira e Robson Dourado. Processamento Primário de 
Petróleo. Instituto Brasileiro de Engenharia de Custo
� [3] – José Eduardo Thomas. Fundamentos da Engenharia de Petróleo. 
Editora: interciência.