Artigo Físico-Química

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO TIRADENTES 
COORDENAÇÃO DE ENGENARIA DE PETRÓLEO 
CURSO DE ENGENHARIA DE PETRÓLEO 
 
 
 
 
 
 
 
 
EMANNUEL KELVIN FALCÃO FARIAS 
PEDRO RICARDO OLIVEIRA DA LUZ 
SÉRGIO FELIPE EUSÉBIO DE MORAIS 
VICTÓRIA LAÍS FERREIRA BATISTA ACIOLI 
 
 
 
 
 
 
 
 
MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO EM VAZAMENTO DE FLUÍDOS 
OFFSHORE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MACEIÓ – AL 
2015 
EMANNUEL KELVIN FALCÃO FARIAS 
PEDRO RICARDO OLIVEIRA DA LUZ 
SÉRGIO FELIPE EUSÉBIO DE MORAIS 
VICTÓRIA LAÍS FERREIRA BATISTA ACIOLI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO EM VAZAMENTO DE FLUÍDOS 
OFFSHORE 
 
Artigo científico apresentado como requisito 
parcial de obtenção de um melhor desempenho 
no curso de Engenharia de Petróleo, tendo 
como orientador o Prof. Me. Givanildo Santos da 
Silva, no 1º Semestre de 2015. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MACEIÓ – AL 
2015 
RESUMO: O objetivo principal do trabalho está relacionado aos métodos envolvidos 
na purificação em um vazamento de fluído em alto mar, devido as atividades de 
exploração, produção, distribuição e armazenamento, com ênfase no melhor custo 
benefício de acordo com o método utilizado. O escoamento de petróleo no mar 
compromete o meio ambiente marinho e costeiro, preocupa ambientalistas do 
mundo inteiro e acarreta em uma perca na produção/exploração, trazendo prejuízo 
financeiro para a empresa. Assim acidentes em que há vazamento de petróleo no 
mar compromete as plantas, peixes, mamíferos e toda a vida animal/vegetal de 
determinado ecossistema. Visto que o petróleo (fluído) é composto principalmente 
de hidrocarbonetos; é importante ter como conhecimento as causas e o que fazer 
para evitar essa catástrofe. 
 
 
Palavras-chave: Métodos. Vazamento. Fluídos. Petróleo. 
 
 
ABSTRACT: The main goal of this work is related to methods involved in purification 
in a leak of fluid at sea, because the activities of exploration, production, distribution 
and storage, with emphasis on best value according to the method used. The flow of 
oil at sea affects the marine and coastal environment, worries environmentalists 
worldwide and results in a loss in production / exploration, bringing financial loss for 
the company. Thus accidents in which leakage of oil into the sea undertakes plants, 
fish, mammals and all animal / plant life of a particular ecosystem. Since the oil 
(fluid) consists mainly of hydrocarbons; it is important to know how the causes and 
what to do to prevent this catastrophe. 
 
 
Keywords: Methods. Leak. Fluid. Oil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 - INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 6 
2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................... 7 
3 - MÉTODOS DE LIMPEZA ................................................................................... 8 
3.1 - Barreiras de contenção e skimmers ....................................................... 8 
3.2 - Dispersantes Químicos ............................................................................. 8 
3.3 - Jateamento ................................................................................................. 9 
4 - QUEIMA IN-SITU ................................................................................................ 9 
5 - LIMPEZA EM AMBIENTES COSTEIROS ........................................................ 10 
5.1 - Absorventes ............................................................................................. 10 
5.2 - Remoção Manual ..................................................................................... 10 
6 - PROCESSOS DE TRATAMENTO ................................................................... 11 
6.1 - Hidrotratamento ....................................................................................... 11 
6.2 - Tratamento Cáustico ............................................................................... 11 
6.3 - Tratamento DEA (Dietanolamina) ........................................................... 11 
6.4 - Tratamento Merox .................................................................................... 12 
7 - CONCLUSÃO ................................................................................................... 12 
8 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................. 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MÉTODOS DE PURIFICAÇÃO EM 
VAZAMENTO DE FLUÍDOS OFFSHORE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O petróleo é um produto que encontramos na natureza na forma fóssil, sendo 
um produto de grande importância econômica, por ser uma fonte de energia e 
matéria prima para diferentes produtos. E um composto natural que ocorre devido à 
mistura de compostos inorgânicos e possui alta toxidade e densidade menor que a 
da água. Em contato com a água do mar, o petróleo é degradado e este processo 
ocorre em várias etapas. Este composto químico impacta de forma mais agressiva o 
ecossistema costeiro. (ERNESTO, 2010) 
Com o crescente avanço do processo de busca do petróleo no mar 
conhecido como perfuração offshore e em profundidades de lâmina de água cada 
vez maiores, fluidos com propriedades cada vez mais relevantes estão sendo 
desenvolvidos e aplicados, objetivando em especial vencer o diferencial de pressão 
gerado entre a coluna hidrostática da água do mar e a coluna de rocha onde este 
elemento de interesse está armazenado, sem gerar danos em especial ao ambiente 
marinho. (SEED) 
Para o ex-diretor da Agência Nacional de Petróleo (ANP) David Zylbersztajn, 
a maior parte das medidas de precaução das petrolíferas busca evitar o vazamento 
de gás. "Hoje o que chama mais a atenção e é temido são os casos como o da BP, 
de vazamentos que terminam em explosão", explica. 
O professor Ricardo Cabral de Azevedo, doutor do Departamento de 
Engenharia de Minas e de Petróleo da Universidade de São Paulo (USP), compara 
a perfuração de um poço de petróleo à construção de um túnel: o caminho precisa 
estar pronto, reforçado e cimentado para que seja seguro o 'trânsito' de óleo por ali. 
Antes disso, qualquer fluido que entre no poço, como gás, detritos e o próprio 
petróleo é indesejado e representa risco para a exploração. "Enquanto você está 
perfurando, está criando uma superfície rochosa em volta do poço que pode ser 
insegura", diz o professor. "Então após perfurar cada trecho do poço, quando 
necessário, você desce um revestimento de aço para sustentar essa parede". Os 
"invasores" mais perigosos nessa etapa da perfuração são o petróleo e o gás. "O 
mais perigoso é o gás, porque ele é muito leve, ele pode subir até a superfície", 
explica. (Ricardo Cabral, 2010) 
Os acidentes ambientais com dutos de petróleo e derivados podem ser 
definidos como sendo eventos inesperados que afetam direta ou indiretamente a 
segurança, a empresa e a saúde da população envolvida, causando impactos ao 
meio-ambiente gerando altos custos de operação, conforme ilustra o Gráfico 1. Esse 
gráfico mostra que o custo direto desses acidentes ultrapassou os US$ 600 milhões. 
Contudo, não foi considerada a desvalorização das ações das empresas que podem 
ter sido de US$ bilhões, como no caso recente da BP, pelo acidente no Golfo do 
México em abril de 2010. 
 
Gráfico 1: Custos com vazamentos 
(ultrapassou US$ 600 milhões). 
 
 
 
 
 
Fonte: PHMSA Significant Pipeline Incidents, 
2002-2009.7 
 
O Gráfico 2 mostra as principais causas de ocorrências de vazamentos em 
dutos. É interessante notar, que mesmo com as avançadas tecnologias de 
monitoramento, a corrosão é a causa mais freqüente dos vazamentos. Erro na 
escavação (interferência de terceiros) e forças naturais também são significativos. É 
fácil verificar que uma tecnologia de detecção de vazamento eficaz faz uma grande 
falta nesses casos. 
 
Gráfico 2 :Principais causas de vazamentos em dutos 
 
 
 
Fonte: PHMSA Significant Pipeline Incidents, 2002-2009. 
 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
O comércio internacional de petróleo baseia-se essencialmente no transporte 
marítimo, que vem se expandindo bastante pelo aumento tanto da frota de 
petroleiros como do tamanho destes: de 3.500 navios com 37 milhões de toneladas 
em 1954 para 7.000 navios, totalizando 340 milhões de toneladas em 1978. Isto 
significa que tanto a probabilidade como as conseqüências de um acidente também 
aumentaram enormemente. A experiência dos grandes acidentes de derramamento 
de óleo mostrou a importância dos danos causados ao meio ambiente, prejudicando 
a vida marinha, a pesca e o turismo (La Rovere, 1990). 
A maior parte do óleo que chega aos oceanos é proveniente de eventos 
menos agudos, como descargas rotineiras de navios, poluição atmosférica e óleo 
lubrificante descartado em águas pluviais, entretanto são os derramamentos 
provenientes de dutos e navios que recebem maior apelo para seu combate, dada a 
grande visibilidade e pelas conseqüências trágicas que a poluição aguda pode 
provocar sobre os ecossistemas atingidos (Souza Filho, 2006). 
A poluição pode atingir drástica e rapidamente o ambiente marinho, com 
morte instantânea do plâncton, ou ainda pela bio acumulação, que é o fenômeno 
através do qual os organismos vivos acabam retendo dentro de si algumas 
substâncias tóxicas que vão se acumulando também nos demais seres da cadeia 
alimentar até chegar ao homem, sendo um processo lento de intoxicação e muitas 
vezes letal (GEO BRASIL, 2002). 
8 
 
Visando à minimização dos danos provocados pelos derramamentos de óleo 
ao meio ambiente, são necessárias ações no sentido de conhecer o cenário 
envolvido no acidente, a fim de definir estratégias de combate e dimensionar os 
recursos necessários para uma resposta efetiva. As ações de combate incluem a 
contenção e remoção do produto do mar e a limpeza dos ambientes costeiros 
atingidos por meio de métodos de limpeza apropriadas. 
 
3. MÉTODOS DE LIMPEZA 
 
Segundo Thomas (2004), a limpeza é um conjunto de atividades executadas 
no interior do revestimento de produção visando limpar o fundo do poço ou substituir 
os equipamentos de subsuperficie, objetivando um maior rendimento. Como 
exemplos de problemas geradores de intervenções de limpeza podem ser citados: 
deposição de sólidos no fundo do poço tamponando os canhoneados, furos na 
coluna de produção, vazamento no obturador, necessidade de reposicionar 
componentes da coluna de produção, vazamentos em equipamentos de superfície, 
entre outros. 
 
3.1 Barreiras de contenção e skimmers 
 
As barreiras de contenção servem para conter derramamentos de petróleo e 
derivados,bloqueando ou direcionando a mancha do óleo para áreas mais 
favoráveis ao seu recolhimento.Pode ser utilizada também para preservar locais 
estratégicos,evitando a poluição de áreas de interesse ecológico ou 
socioeconômico. 
Geralmente as barreiras de contenção é trabalhada juntamente com a 
remoção da mancha, utilizando uma série de equipamentos como “skimmers”, 
barcaças recolhedoras, cordas oleofílicas, caminhões vácuo, absorventes 
granulados, entre outros. A aplicabilidade está associada ao tipo de óleo, extensão 
do derramamento,locais atingidos, acessos e condições meteorológicas e 
oceonográficas. 
Apesar das diferentes aplicações dos vários tipos de barreira, os elementos 
constitutivos normalmente são os mesmos: 
 
• flutuador de material flutuante; 
• elemento de tensão longitudinal para prover força para resistir às ações de 
vento, onda e corrente, através de lastro, mantendo a barreira na posição 
vertical na água; 
• saia: prevenir ou diminuir a fuga de óleo por baixo da barreira; 
• borda livre: prevenir ou reduzir a fuga de óleo por cima da barreira. 
(ERNESTO, 2010) 
 
3.2 Dispersantes Químicos 
 
São utilizados ainda dispersantes químicos, de natureza orgânica, que 
dispersam o óleo na coluna d’água, favorecendo sua degradação natural. Sua 
aplicação no Brasil, está regulamentada, conforme estabelecido na Resolução 
CONAMA n° 269, de 2000. São aplicáveis quando sua utilização resulta em prejuízo 
ambiental menor ao comparado por um derrame sem qualquer tratamento ou ainda 
se outra medida adicional à contenção não for eficaz. A eficiência do dispersante 
9 
 
está relacionada, principalmente, aos processos de intemperização do óleo no mar, 
já que óleos intemperizados se tornam mais viscosos, podendo sofrer emulsificação, 
diminuindo com isso a eficiência desses agentes químicos. Dessa forma, a 
aplicação do dispersante, considerando o cenário do derrame, deve ser realizada 
durante as operações iniciais do atendimento, preferencialmente nas primeiras 24 
horas (CETESB, 2007). 
Um dispersante, quando aplicado sobre a mancha, reduz a tensão superficial 
entre a água e o óleo, auxiliando a formação de gotículas menores, acelerando o 
processo natural de dispersão e degradação, favorecendo desta forma a 
biodegradação. Quando aplicados apropriadamente, ajudam a transferir para a 
coluna d’água um grande volume de óleo sobrenadante, conseguindo melhores 
resultados quando comparados aos métodos mecânicos de remoção. Entretanto, 
embora a utilização dessa técnica seja importante por evitar que a mancha de óleo 
chegue em locais de maior relevância, sua utilização em ambientes costeiros 
afetados pode aumentar ainda mais o prejuízo ambiental, devido ao uso de agentes 
químicos danosos à fauna e à flora marinhas (ITOPF, 2005/2006). 
 
3.3 Jateamento 
 
Pode-se também utilizar jatos de água quente ou fria sob pressão para 
remoção de superfícies impermeáveis do óleo, que depois deve ser recolhido e 
armazenado. Este método, por ser bastante agressivo, só deve ser utilizado onde 
não haja possibilidade de maior degradação das comunidades biológicas, para que 
a operação não seja mais prejudicial que o próprio derrame (Araújo, 2005). Deve ser 
evitado sempre que possível (CETESB, 2007). 
A Tabela 1 mostra os métodos de limpeza recomendada para os diferentes 
ambientes costeiros. 
 
Tabela 1: Métodos de limpeza recomendado em derramamentos de óleo no mar 
 
 
4. QUEIMA IN-SITU 
 
Combustão In-Situ é uma técnica de recuperação térmica de óleo na qual o 
calor é produzido dentro do reservatório, contrastando com a injeção de fluidos 
10 
 
previamente aquecidos, onde o calor é gerado na superfície e transportado para o 
reservatório por meio de um fluido. 
O resíduo gerado da queima in-situ é extremamente viscoso e de difícil 
recupera- ção no mar e na costa. A maior preocupação é com a possibilidade de o 
resíduo afundar podendo causar danos às espécies de fundo (bentos), sendo a 
recuperação do local ainda mais difícil (SZEWCZYK, 2006). 
 
5. LIMPEZA EM AMBIENTES COSTEIROS 
 
Existem muitas formas de limpar o ambiente contaminado por óleo, e a 
escolha do método mais adequado para a minimizar os impactos ambientais. 
Devido às dificuldades em retirar o óleo do mar, muitas vezes um derramamento de 
óleo resulta em contaminação da área costeira, gerando maior impacto ambiental e 
econômico. 
Qualquer método de limpeza deve ser aplicado após o óleo ter sido, pelo 
menos em grande parte, retirado das águas próximas aos locais atingidos. As 
opções mais frequentemente utilizadas na limpeza dos ambientes costeiros são: 
limpeza natural, remoçãomanual, uso de materiais absorventes, bombeamento a 
vácuo, “skimmers” (equipamento desenvolvido para remover o óleo da superfície da 
água, utilizando discos giratórios e cordas absorventes), jateamento com água a 
diferentes pressões, jateamento com areia, corte de vegetação, queima in situ, 
trincheiras, remoção de sedimentos, biorremediação e produtos dispersantes 
(CANTAGALLO, 2007). 
 
5.1 Absorventes 
 
São utilizados para limpeza do óleo derramado, absorventes com 
propriedades oleofílicas, orgânicas, sintéticas ou minerais, que podem se apresentar 
na forma granulada ou envolvidos em tecidos porosos formando "almofadas", 
aplicados diretamente sobre o óleo (CETESB, 2007). 
Esse método, do ponto de vista ecológico, é bastante útil visto que causa 
prejuízos mínimos ao ambiente, entretanto é de aplicação limitada, sendo indicado 
para limpeza da costa na impossibilidade de um mecanismo de sucção (ITOPF, 
2007). O uso de uma almofada sorvente pode, rapidamente, retirar o óleo da 
superfície (IPIECA, 2000). A turfa vegetal e a palha de milho são os produtos mais 
utilizados nos vazamentos de óleo (CETESB, 2007). 
 
5.2 Remoção Manual 
 
Um outro método de limpeza é a remoção manual que, embora mais 
trabalhosa, causa menos danos ao ambiente. Esse método consiste na retirada 
manual do óleo do ambiente por meio de utensílios como rodos, pás, latas, baldes, 
carrinhos de mão e tambores, propiciando o acesso e a limpeza de locais restritos 
como fendas, poças de marés e conjunções de rochas, além de áreas mais 
extensas como as praias de areia. É um método de limpeza mais trabalhoso. Esse 
método é bastante eficiente para limpeza em ambientes como praias e costões 
rochosos. 
A vegetação impregnada com petróleo pode ser retirada mecânica ou 
manualmente. Este procedimento, embora de baixa eficiência, é utilizado para 
macrófitas aquáticas tais como gramíneas marinhas. 
11 
 
 
6. PROCESSOS DE TRATAMENTO 
 
A finalidade do tratamento é retirar dos derivados obtidos as substâncias 
consideradas impróprias, como os compostos sulfurados, os nitrogenados e os 
oxigenados que promovem o aumento no índice de poluição, corrosão etc., ou seja, 
colocar os produtos dentro dos padrões de qualidade exigidos para sua 
comercialização. Consequentemente, o tratamento também tem por finalidade 
rentabilizar o máximo possível as frações destiladas (CARDOSO, 2006). 
De acordo com CARDOSO (2006), de modo geral, um processo de 
tratamento busca atingir um ou mais dos seguintes objetivos: 
 
 Eliminação de compostos de enxofre; 
 Eliminação de compostos de nitrogênio; 
 Separação e eliminação de materiais asfálticos; 
 Correção do odor do produto; 
 Correção da coloração do produto; 
 
A eliminação do enxofre e a melhoria da estabilidade do produto são fatores 
que normalmente determinam o tipo de tratamento a ser empregado. Removendo-
se compostos de enxofre e nitrogênio, obtêm-se melhoras significativas no odor, 
coloração e estabilidade dos produtos, porque estas são substancias ativas no 
processo de degradação dos derivados (CARDOSO, 2006). 
 
6.1 Hidrotratamento 
 
Trata-se de um processo de refino onde as frações de petróleo são 
submetidas ao hidrogênio e que tem por finalidade eliminar compostos indesejáveis 
do produto, bem como estabilizar determinado corte de petróleo (CARDOSO, 2006). 
Os elementos indesejáveis a que se fez referencia incluem alguns metais, 
halogênios, nitrogênio, oxigênio e enxofre, entre outros. Para entender à 
especificação e às normas exigidas pelo mercado, cada vez mais preocupado em 
reduzir a emissão de poluentes na atmosfera, a presença destes contaminantes 
deve atender a percentuais mínimos exigidos, dai a importância desta forma de 
tratamento (CARDOSO, 2006) 
Utiliza-se no processo alguns catalizadores específicos, principalmente à 
base de metais de transição, como o ferro, tungstênios, conação por compostos de 
enxofre e nitrogênio (CARDOSO, 2006). 
 
6.2 Tratamento Cáustico 
 
Utiliza-se o tratamento cáustico para remover baixos teores de enxofre em 
frações leves de derivados, tais como nafta e GLP. O processo é simples, e a 
finalidade é básica é a remoção de H2S e outros compostos ácidos por ventura 
presentes no produto (CARDOSO, 2006). 
 
6.3 Tratamento DEA (Dietanolamina) 
 
Esta modalidade de tratamento tem por finalidade a remoção de H2S do gás 
combustível e do GLP, colocando-os dentro de padrões estabelecidos relativos a 
12 
 
teor de enxofre e corrosidade. Neste sentido, o tratamento é muito eficiente, 
chegando a reduzir o teor de H2S do GLP de 20.000 ppm para 60 ppm, e do gás 
combustível de 100.000 ppm para 40 ppm (CARDOSO, 2006). 
Ocorre neste processo uma reação química de equilíbrio entre produtos e 
reagentes, ocasionando sempre a formação de pequena parcela de gás sulfídrico 
ou carbônico no derivado tratado (CARDOSO, 2006). 
 
6.4 Tratamento Merox 
 
É um tratamento químico muito utilizado atualmente, aplicado para extração e 
adoçamento de frações leves e intermediárias do petróleo, como GLP, nafta, 
querosene e diesel (CARDOSO, 2006). 
O adoçamento consiste em transformar compostos de enxofre em outros 
compostos menos prejudiciais, sem, contudo removê-los dos produtos (CARDOSO, 
2006). 
 
7. CONCLUSÃO 
 
Foi citado no decorrer do trabalho,que vazamento de petróleo no mar 
compromete o determinado ecossistema,causando danos ambientais.A poluição 
atinge drasticamente e rapidamente o ambiente marinho,através desse fenômeno 
organismos vivos acabam retendo algumas substancias toxicas dentro de si,vão 
acumulando nos outros seres da cadeia alimentar ate chegar ao homem,tornando-
se um processo lento de intoxicação,porem letal. 
É importante ter como conhecimento as causas e o que fazer para evitar 
essa catástrofe. Cabe à população desenvolver mecanismos para diminuir a 
poluição dessas atividades como o tratamento adequado dos resíduos 
gerados.apesar da imensidão dos oceanos,assim como os demais recursos 
naturais,não possuem capacidade infinita para absorver os resíduos. 
O petróleo é encontrado na natureza na forma fóssil, sendo de grande 
importância econômica, por ser uma fonte de energia e matéria prima para diversos 
produtos.é necessario uma estruturação,preparação e planejamento para evitar 
acidentes tendo consciência da importância da manutenção da qualidade da água 
do mar e ambientes costeiros. 
 
8. REFÊRENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
ARUEIRA JR, L.; DA COSTA, S. R. R. Auditorias ambientais compulsórias e sua 
aplicação no Brasil: O caso da resolução CONAMA 306/02. In: IV Congresso 
Nacional de Excelência em Gestão, 2008, Niterói. Anais IV Congresso Nacional de 
Excelência em Gestão, 2008. 
 
CANTARINO, A.A.A. (2009) A importância da auditoria ambiental a gestão 
empresarial moderna. Recuperado em 28 jul. 2009 de http://www.niead.ufrj.br 
 
PHMSA - Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration, do US 
Department of Transportation, abrangendo o período de 2002 a 2009 e praticamente 
todas as transportadoras de dutos americanas. 
 
13 
 
ERNESTO, M. F S., Poluição por petróleo nos ambientes marinho e costeiro. 
Universidade Norte do Paraná. 2010. 
 
CARDOSO, Luiz Cláudio Cardoso. Petróleo Do Poço ao Posto. 3, Ed., modl. 4, p. 
16-20, Qualitymark Editora, Rio de Janeiro, 2012. 
 
THOMAS, José Eduardo Thomas. Fundamentos de Engenharia de Petróleo, 2. Ed., 
caps. 2, p. 15-21, Editora Interciência, Rio de Janeiro, 2004.