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Professor: Jeferson Rosa 2015 Tecnologia em Construção Naval Cadeia Produtiva do Petróleo e Gás Natural Transferência e Estocagem 1. Introdução Upstream Upstream Middlestream Downtream Downtream 2 3 Tão importantes quanto a exploração e a produção são as operações de transferência e estocagem. Afinal, o petróleo resultante da prospecção, seja na terra, seja no mar, precisa ser transportado para as refinarias, onde é processado e transformado em produtos de maior utilidade e valor agregado. A transferência e a estocagem iniciam-se após a prospecção, quando se necessita transportar o petróleo, seja por oleodutos ou por navios. 4 Também acontecem entre navios e terminais, terminais e refinarias, terminais e terminais, ou seja, sempre que se deseja movimentar volumes de petróleo ou derivados. Compreendem técnicas próprias e conhecimentos específicos de que dispõe o operador para processar o bombeamento com a devida segurança e monitoração, bem como a estocagem em tanques próprios, de acordo com as características de cada produto. 5 Tais operações, embora aparentemente certa simplicidade, requerem treinamento e especialização do operador, por envolverem o manuseio de produtos de elevadíssimo valor comercial sem contar a agressividade que poderiam causar ao meio-ambiente em casos de acidentes. O operador de Transferência e Estocagem necessita ter conhecimentos de segurança industrial, tubulações e acessórios, instrumentos de temperatura, pressão, nível e vazão, tipos de bombas e normas de operação, válvulas, tanques, etc., bem como boa formação em matemática, física e química, para compreender os processos e realizar suas atividades com consciência e qualidade. 6 Os Transportes e a Transpetro Impossível falar-se em petróleo e logística sem citar a Petrobras Transporte S/A. – Transpetro. Com atuação nas áreas de armazenamento e transporte marítimo e dutoviário, que se encontram geograficamente dispersos pelo país. Toda essa estrutura permite reduzir os custos com fretes no transporte de derivados, além de diminuir o tráfego de caminhões e vagões-tanque, aumentando a segurança nas estradas e a segurança ambiental. 7 Transportes de Petróleo e Derivados O petróleo produzido nos poços deve ser levado para as refinarias por oleodutos e navios. Uma vez refinado e obtendo-se os derivados, estes precisam chegar ao mercado consumidor o que é feito através da distribuição. 8 Transportes por Oleodutos Oleoduto ou, simplesmente duto, é o nome genérico dado às tubulações que transportam grandes quantidades de petróleo e derivados. É o meio mais econômico e seguro de movimentação de cargas líquidas derivadas de petróleo, através de um sistema que interliga as fontes produtoras, refinarias, terminais de armazenagem, bases distribuidoras e centros consumidores. Os primeiros oleodutos surgiram nos EUA, há mais de 100 anos, quase ao mesmo tempo que a indústria do petróleo. A princípio, os oleodutos, ou pipe-lines, eram reservados ao transporte de petróleo cru. 9 Transportes por Oleodutos Posteriormente, tal sistema foi aplicado aos produtos refinos (gasolina, óleo combustível). Algumas tubulações são mistas. Neste caso, insere-se no conduto um dispositivo destinado a impedir que os produtos se misturem. 10 Transportes por Oleodutos Os condutos são constituídos de tubos de aço devidamente soldados e dispostos em montagens na superfície do solo, em trajetos subterrâneos ou, ainda, instalados sob a água no fundo do mar. 11 O sistema de condução do petróleo é realizado por meio de estações de bombeamento. Os gasodutos transportam gases sob pressão. Seu princípio é igual ao dos oleodutos, porém a manutenção da pressão interna efetua-se por meio de estações de compressão, instaladas a cada 300 km aproximadamente. A distância entre as estações deve ser bastante regular, porque o gás é mais compressível que o petróleo e sua pressão diminui rapidamente com a distância. 12 A vedação da rede é continuamente vigiada por um controle radiográfico das soldaduras e por inspeções aéreas (como os gasodutos enterrados estão sistematicamente cobertos por vegetação, qualquer alteração nesta revela um escapamento). A análise dos custos de transporte pelo modal dutoviário indica expressiva vantagem econômica, permitindo-se a redução de custos com fretes que influenciam os preços finais dos derivados, diminuição do tráfego de caminhões e vagões-tanque e aumento da segurança nas estradas e vias urbanas. 13 Transporte Hidroviário Compreende os transportes que utilizam o meio aquático, quer seja marítimo ou fluvial. Diversos são também os tipos de embarcação. 14 Transporte Hidroviário O tipo da carga, o percurso, as condições do porto de origem e o destino e outros aspectos irão influenciar a escolha do tipo apropriado da embarcação. O transporte de cabotagem é o realizado pelas embarcações ao longo da faixa costeira. Representa o que há de mais importante no que concerne à movimentação de cargas pelo modal hidroviário. É comum para o transporte de petróleo e derivados a utilização de navios de grande capacidade, de 35.000 a 90.000 toneladas. 15 Transporte Hidroviário Não obstante a supremacia do modal rodoviário, a navegação de cabotagem ocupa seu lugar de importância, e vem apresentando sinais de avanço, desde o início dos anos 1990, época da abertura comercial do Brasil. Como todos os outros modais, vale ressaltar que a vantagem auferida por este meio dependerá do caso concreto, em análise do custo/benefício. Mesmo permitindo movimentar grandes quantidades de derivados em uma única operação, o que faz com o que o custo do metro cúbico transportado seja bem inferior ao dos modais rodoviário e ferroviário, os altos custos portuários impedem que o frete seja competitivo para pequenos lotes. 16 Transporte Hidroviário Leve-se também em consideração que atualmente o número de navios vem se tornando insuficiente, reduzindo a flexibilidade logística e causando congestionamentos portuários que podem causar sobre-estadias elevadas (até US$ 15 mil por dia). 17 Transporte Ferroviário O transporte de derivados pelo modal ferroviário é bastante comum em países cuja infraestrutura de transportes privilegia a intermodalidade. O modal ferroviário representa uma alternativa econômica para o deslocamento de grandes volumes de álcool e derivados de petróleo, visto que, em média, os vagões possuem capacidade para 60 m3 de produto. No entanto, a velocidade do deslocamento das composições tem de ser levada em consideração na análise custo/benefício. 18 Transporte Ferroviário Nos locais onde seja possível a integração com este tipo de modal, a análise do custo/benefício tem se revelado vantajosa, quando bem planejada, exatamente pela possibilidade de transportar grandes quantidades. Infelizmente, no Brasil não se investiu muito na malha ferroviária. O resultado do abandono do modal ferroviário foi praticamente a total deterioração do sistema, o que levou a privatização do setor em 1995. 19 Transporte Rodoviário O transporte de cargas, de um modo geral, no Brasil, é feitopredominantemente pelo meio rodoviário. Em algumas regiões o índice de utilização ultrapassa 90%. A produção de diesel nas refinarias é fundamentalmente para suprir a gigantesca frota de caminhões e ônibus, criando um cenário de dependência a este modal como se observa atualmente. O transporte de derivados de petróleo por este modal é feito em caminhões-tanque. Alguns apresentam apenas um único tanque, outros já apresentam tanques segmentados, possibilitando o transporte de mais de um tipo de produto. 20 Transporte Rodoviário Os derivados oriundos de uma refinaria normalmente são enviados para as distribuidoras através de oleodutos e armazenados em tanques. Posteriormente, a distribuidora atenderá aos seus clientes (postos) através de caminhões-tanque. 21 Armazenamento de Petróleo e Derivados Nas bases o petróleo e seus derivados são armazenados em tanques apropriados, de acordo com suas características em: Tanques Atmosféricos Tanques Pressurizados 22 Armazenamento de Petróleo e Derivados Nas bases o petróleo e seus derivados são armazenados em tanques apropriados, de acordo com suas características. Tanques Atmosféricos São equipamentos destinados ao armazenamento de combustíveis líquidos e gasosos, sendo construídos em dimensões e formas variadas, dependendo do tipo de produto e da quantidade a ser estocada. 23 Tanques Atmosféricos O material mais empregado na fabricação dos tanques é o aço carbono, sendo raro o emprego de outros materiais, a não ser em tanques de pequeno porte, utilizando-se alumínio ou aço inoxidável. Por causa da corrosão atmosférica, costuma-se revesti-los com películas protetoras como zarcão, tintas especiais, galvanização com zinco, etc., e internamente com tinta de silicato inorgânico de zinco ou outros materiais específicos. 24 Tanques Atmosféricos A construção de um tanque de armazenamento representa um elevado investimento de capital, devendo, portanto, seguir rígidos padrões de segurança, afinal armazenam muitas vezes produtos perigosos e/ou de alto valor comercial. Normalmente são construídos no próprio canteiro de obras por profissionais qualificados para a realização dos processos de soldagem, radiografia, montagem, etc., sendo submetidos a rigorosos ensaios não destrutivos, tais como ultrassom, partículas magnéticas e gamagrafia, no intuito de assegurar a máxima segurança operacional quando for colocado em uso. 25 Tanques Pressurizados (Armazenamento sob Pressão) Alguns hidrocarbonetos não são líquidos à pressão atmosférica e necessitam ser armazenados a pressões superiores, para continuarem líquidos. Neste caso, os produtos são armazenados em vasos de pressão, que podem ser de 2 tipos: 26 Tanques Pressurizados (Armazenamento sob Pressão) Cilíndricos: são cilindros com calotas de vários formatos: elipsoidal, hemisférico, cônico e torocônico e torosférico. Normalmente são usados para volumes relativamente pequenos (100 a 200 m3). Esféricos: são usados para volumes maiores (2.000 a 3.000 m3). 27 Tanques Pressurizados (Armazenamento sob Pressão) Todas as peças internas que devem ser desmontáveis (grades, bandejas, distribuidores, defletores, extratores de névoa, etc.) devem ser obrigatoriamente subdivididas em seções, de tal maneira que cada seção possa passar com facilidade através das bocas de visita dos vasos. 28 29 Tanques Pressurizados (Armazenamento sob Pressão) Há também as instalações refrigeradas, onde o próprio produto é usado para refrigeração. Neste caso, a pressão de armazenamento é baixa, com economia do material do reservatório (todavia, o custo operacional é maior). Estes tanques de armazenamento sob pressão não devem ficar completamente cheios com o produto, pois com a expansão causada pelo aumento da temperatura há um grande aumento da pressão no vaso, abrindo-se a válvula de segurança ou rompendo-se o vaso em caso de falha na válvula. 30 Tanques Pressurizados (Armazenamento sob Pressão) A pressão deve ser controlada com bastante atenção, não devendo nunca alcançar a abertura das válvulas de segurança, devendo ser mantida sempre abaixo desse limite. Quando a pressão do tanque começar a subir muito, o mesmo deverá ser despressurizado (para outro tanque de pressão mais baixa, para a tocha, ou mesmo, em último caso, para a atmosfera) ou resfriado. 31 Bacias de Contenção Os tanques de armazenamento devem estar contidos dentro de uma bacia de contenção que possa conter eventuais derrames em caso de sinistros. A NBR 7595, que regulamenta a armazenagem de produtos, prevê a sua necessidade, bem como estabelece os critérios para sua construção, principalmente no que tangue a capacidade. A norma diz que uma bacia de contenção deve conter o volume de seu maior tanque, mais 10% do somatório dos demais. 32 Bacias de Contenção As bacias deverão ser impermeabilizadas, de modo a não permitir a contaminação do solo e de possíveis lençóis freáticos existentes na região. 33 Classificação na Área De acordo com as finalidades a que se destinam podem se classificar os tanques de várias formas: Tanques de Armazenamento – onde são estocados os derivados (gasolina, querosene, diesel, GLP, etc.) e produtos de alimentação para unidades de processo, quando for o caso. Tanques de Recebimento – onde os produtos saídos de uma unidade são armazenados, podendo ser enviados para outra unidade ou para armazenamento final, se estiverem dentro das especificações. 34 Classificação na Área Tanques de Resíduo – onde os produtos fora de especificação, ou provenientes de operação indevida são armazenados, aguardando reprocessamento. Tanques de Mistura – onde são feitas misturas de produtos ou são adicionados aditivos, para depois serem enviados para armazenamento final, quando dentro das especificações. 35 Classificação na Área Relativamente à posição, podem ser verticais (grande porte e capacidade volumétrica) ou horizontais (baixa capacidade volumétrica, armazena normalmente produtos especiais, solventes, etc.). É mais comum a classificação quanto aos tipos de tanque levando-se em consideração o teto. De acordo com o produto será utilizado o tipo de tanque mais adequado, sendo que os de aplicação mais comum são os verticais de teto fixo (cônicos, curvos, esferoidal, etc., com ou sem selo flutuante. 36 37 A produção de polímeros ocorre nos polos petroquímicos. No Brasil há três polos petroquímicos: Paulínia(SP) – 1972 Camaçari (BA) – 1978 Triunfo (RS) – 1982 Um quarto polo está em construção: COMPERJ – Itaboraí (RJ) – 2014 38 Estes polos congregam indústrias de primeira e segunda geração de derivados petroquímicos. Os petroquímicos e muitos produtos derivados da indústria petroquímica podem ser obtidos por outras fontes como o exemplo do polietileno que pode ter como base carvão vegetal e o álcool; deste modo fica muito difícil separar a indústria química da indústria petroquímica. 39 Pode-se dividir a indústria petroquímica em três estágios segundo a associação Brasileira de Indústrias Petroquímicas que são: 1) As indústrias de primeira geração produtorasde produtos básicos (como o propeno ou propileno, butadieno, etc.) 2) As indústrias de segunda geração que trabalham na transformação dos produtos básicos em produtos petroquímicos finais, como o polipropileno, polivinilcloreto, poliéster, entre outros. 3) E as indústrias de terceira geração que transformam em produtos finais de consumo os produtos oriundos das indústrias da primeira e segunda geração. 40
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