petro2_processamento primario
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Professor: Frederico VieiraElaborado por: Robson Dourado
GESTÃO E ENGENHARIA DE PETRÓLEO E GÁS
Curso de Engenharia de Produção
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIODE PETRÓLEODE PETRÓLEO
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ROTEIROROTEIRO PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO
IntroduçãoIntrodução Vasos SeparadoresVasos Separadores
• Separadores bifásicosSeparadores bifásicos• Separadores trifásicosSeparadores trifásicos• Problemas operacionaisProblemas operacionais
Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural Tratamento do ÓleoTratamento do Óleo Tratamento da ÁguaTratamento da Água
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO IntroduçãoIntrodução-Ao longo da vida produtiva de um campo de petróleo ocorre, geralmente, a produção simultânea de gás, óleo e água, juntamente com impurezas;
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO IntroduçãoIntrodução- Como o interesse econômico é apenas na produção de
hidrocarbonetos, há necessidade de dotar os campos de “facilidades de produção”, que são instalações destinadas a efetuar, sob condições controladas, o “processamento primário processamento primário dos fluidosdos fluidos”.
- Portanto, o processamento primário dos fluidos abrange:a. Separação do óleo, do gás e da água com as impurezas em
suspensão;b. Tratamento ou condicionamento dos hidrocarbonetos para
que possam ser transferidos para as refinarias;c. Tratamento da água para reinjeção ou descarte.
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- Conforme os fluidos produzidos e a viabilidade técnico-econômica, uma planta de processamento primário pode ser simples ou complexa. As mais simples efetuam apenas a separação gás/óleo/água, enquanto que as mais complexas incluem o condicionamento e compressão do gás , tratamento e estabilização do óleo e tratamento da água para reinjeção ou descarte.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO IntroduçãoIntrodução
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO IntroduçãoIntrodução
- O objetivo do Processamento Primário de Petróleo é de separar gás, óleo, água e tratar essas correntes, de maneira a especifica-las aos padrões de envio ao terminais e refinarias (óleo e água) e de descarte (água oleosa);
- Normalmente, a separação e o tratamento dessas fases é feita numa planta de processamento, por meio do uso de produtos químicos, aquecimento e vasos separadores (dispostos em estágios), em função dos mecanismos envolvidos na separação.
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ROTEIROROTEIRO PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO
IntroduçãoIntrodução Vasos SeparadoresVasos Separadores
• Separadores bifásicosSeparadores bifásicos• Separadores trifásicosSeparadores trifásicos• Problemas operacionaisProblemas operacionais
Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural Tratamento do ÓleoTratamento do Óleo Tratamento da ÁguaTratamento da Água
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Vasos SeparadoresVasos Separadores
- Os fluidos produzidos passam, inicialmente por separadores que podem ser bifásicos ou trifásicos, atuando em série ou em paralelo. No separador bifásico ocorre a separação gás/líquido, enquanto que no separador trifásico ocorre, também, a separação óleo/água;
Separadortrifásico
Separadorbifásico
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Vasos SeparadoresVasos Separadores
- Fabricados nas formas vertical e horizontal;- Mecanismos principais para separar líquido do gás:
• Ação da gravidade e diferença de densidades – decantação do fluido mais pesado;
• Separação inercial – mudanças bruscas de velocidade e de direção de fluxo permitindo ao gás desprender-se da fase líquido devido a inércia que esta fase possui;
• Aglutinação das partículas – contato das gotículas de óleo dispersas sobre uma superfície, o que facilita sua coalescência, aglutinação e conseqüente decantação;
• Força centrífuga – que aproveita as diferenças de densidade de líquido e do gás;
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Vasos SeparadoresVasos Separadores
- Um separador típico constitui-se de 4 seções distintas:• Seção de separação primáriaSeção de separação primária – onde o fluido choca-se com
defletores ou é dirigido por um difusor que lhe impõe um movimento giratório. É nesta seção que a maior parte do líquido é separado, removendo rapidamente as golfadas e as gotículas de maior diâmetro do líquido.
• Seção de acumulação de líquidoSeção de acumulação de líquido – onde ocorre a separação das bolhas gasosas que ficaram no seio do líquido após a separação primária. Para que seja efetiva, o liquido deve permanecer retido durante um certo tempo;
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- continuação:• Seção de separação secundáriaSeção de separação secundária – onde se separam as
gotículas menores de liquido carreadas pelo gás após a separação primária;
• Seção aglutinadoraSeção aglutinadora – onde as gotículas de líquido arrastadas pela corrente de gás, são aglutinadas em meios porosos e recuperadas. Para retenção de pequenas gotículas de liquido na parte superior dos vasos, são utilizados extratores de névoa.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Vasos SeparadoresVasos Separadores
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ROTEIROROTEIRO PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO
IntroduçãoIntrodução Vasos SeparadoresVasos Separadores
• Separadores bifásicosSeparadores bifásicos• Separadores trifásicosSeparadores trifásicos• Problemas operacionaisProblemas operacionais
Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural Tratamento do ÓleoTratamento do Óleo Tratamento da ÁguaTratamento da Água
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separadores bifásicosSeparadores bifásicos
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador bifásico horizontalSeparador bifásico horizontal
ENTRADALÍQUIDO/GÁS
SAÍDA DEGÁS
SAÍDA DELÍQUIDO
GÁS
LÍQUIDO SEÇÃO DEACÚMULO DE LÍQUIDO
SEÇÃO DEAGLUTINAÇÃOSEÇÃO DE SEPARAÇÃO PRIMÁRIA
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador bifásicoSeparador bifásico
- O fluido entra no separador e choca-se com defletores de entrada que provocam uma mudança brusca de velocidade e direção do fluido. A força de gravidade causa a separação das gotículas mais pesadas que deixam a corrente de gás e se acumulam no fundo do vaso, onde o líquido é coletado. Esta seção de coleta assegura um tempo de retenção apropriado, necessário para que o gás se desprenda do líquido e vá para o espaço superior do separador.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador bifásicoSeparador bifásico
- O gás separado flui sob os defletores de entrada e segue através da seção de separação submarina. À medida que o gás flui, pequenas gotas de líquido que ficaram na fase gasosa caem por ação da gravidade na interface gás/líquido. Algumas gotas tem diâmetro tão pequeno que não são facilmente separadas nesta seção de decantação. Entretanto, antes de deixar o vaso, o gás passa através de uma seção de aglutinação e coalescência composta por aletas de metal, almofadas de tela de arame ou placas pouco espaçadas que extraem a névoa presente no fluido.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador bifásico verticalSeparador bifásico vertical
Mudança brusca de velocidade e direção do fluido
Força da gravidade favorecendo a separação das gotas mais pesadas
Retenção de pequenas gotículas de líquido
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador bifásico – alguns componentesSeparador bifásico – alguns componentes
Extrator de névoa (Demister)
• Finalidade de remover gotículas de óleo carreadas pela fase gasosa efluente;• Posicionados no bocal de saída de gás do separador;
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ROTEIROROTEIRO PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO
IntroduçãoIntrodução Vasos SeparadoresVasos Separadores
• Separadores bifásicosSeparadores bifásicos• Separadores trifásicosSeparadores trifásicos• Problemas operacionaisProblemas operacionais
Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural Tratamento do ÓleoTratamento do Óleo Tratamento da ÁguaTratamento da Água
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador TrifásicoSeparador Trifásico
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador TrifásicoSeparador Trifásico
- Finalidade de separar os fluidos (óleo/gás/água) produzidos em campos de petróleo;
- Diferencia-se do bifásico pelo aparecimento de água, na seção de acumulação, o que implica na instalação de mais uma saída no vaso e na instalação adicional de um sistema de controle de interface óleo/água além de alguns internos;
- Apresenta uma câmara de decantação de líquido maior que a do bifásico para que, com um tempo de residência superior (3 a 10 minutos) e o uso de dispositivos adequados, haja um aumento na eficiência de separação óleo/água.
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PROCESSAMENTO PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPRIMÁRIO Separador TrifásicoSeparador Trifásico
O/A/GG
L
Óleo
Água
Gás
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador TrifásicoSeparador Trifásico
- É denominado separador de água livreseparador de água livre, quando é usado com a finalidade de remover grande parte da água produzida que não está emulsionada com o petróleo. Através de uma válvula comandada por controlador de nível de interface água/óleo a água é liberada do vaso. O óleo, coletado em câmara independente após atingir o vertedor, também é drenado da mesma forma.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador TrifásicoSeparador Trifásico
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador TrifásicoSeparador Trifásico
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Separador Vertical x HorizontalSeparador Vertical x Horizontal
- Os separadores horizontaisseparadores horizontais são normalmente mais eficientes sob o ponto de vista da separação gás/líquido, uma vez que oferecem uma área superficial de interface maior que permite uma maior decantação das gotículas de óleo presentes na fase gasosa, além de favorecer o desprendimento do gás da fase líquida separada;
- Os separadores verticaisseparadores verticais requerem uma menor área para instalação e tem uma geometria que facilita a remoção de areia depositada no fundo. Uma desvantagem para uso offshore está relacionada ao manuseio por causa da altura. Absorvem bem a golfadas, pois toda a área da seção transversal do separador está disponível para o escoamento do gás;
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ROTEIROROTEIRO PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO
IntroduçãoIntrodução Vasos SeparadoresVasos Separadores
• Separadores bifásicosSeparadores bifásicos• Separadores trifásicosSeparadores trifásicos• Problemas operacionaisProblemas operacionais
Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural Tratamento do ÓleoTratamento do Óleo Tratamento da ÁguaTratamento da Água
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Problemas operacionaisProblemas operacionais
- EspumaEspuma• Causada por impureza presentes no petróleo;• Problemas causados:
Dificuldade em controlar o nível de líquido, pelo surgimento de mais fase no sistema;Redução no volume útil do vaso;Arraste de espuma no gás e líquido efluentes;
- ParafinaParafina• Pode afetar a operação de separação, depositadas nas
placas coalescedoras e extratores de névoa;
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Problemas operacionaisProblemas operacionais
- AreiaAreia• Pode obstruir internos, acumular no fundo, causar erosão
e/ou interrupção de válvulas;- EmulsõesEmulsões
• Causam problemas ao controle de nível de líquido, o que leva a uma redução na eficiência de separação;
- ArrasteArraste• Ocorre quanto líquido é arrastado pela corrente de gás ou
quando o gás sai juntamente com o líquido.
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IntroduçãoIntrodução Vasos SeparadoresVasos Separadores
• Separadores bifásicosSeparadores bifásicos• Separadores trifásicosSeparadores trifásicos• Problemas operacionaisProblemas operacionais
Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural Tratamento do ÓleoTratamento do Óleo Tratamento da ÁguaTratamento da Água
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural
Gás naturalGás natural- O gás natural é uma mistura de hidrocarbonetos gasosos cuja
composição abrange do metano (CH4) ao hexano (C6H14) sendo o metano o principal componente. Apresenta, também, pequenas quantidades de componentes diluentes, como o nitrogênio e o vapor d`água, e contaminantes (gás sulfídrico e dióxido de carbono). Em geral, o teor de hidrocarbonetos é superior a 90 %.
- É considerado rico quando a soma das porcentagens de todos os componentes mais pesados que o propano (C3), inclusive, é maior que 7 %.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural
Gás naturalGás natural- Composição típica:
- O gás natural é mais leve do que o ar, não tem cheiro e a sua combustão (quiema) fornece de 8.000 a 10.000 kcal/m3;
- Ocorre na natureza associado ou não ao petróleo;
0.19Hexano e superiores C6H14
0.49Dióxido de Carbono CO2
traçosArgônio Ar
traçosHélio He
1.42Nitrogênio N2
0.27N-pentano nC5H12
0.26Isopentano iC5H12
0.76N-butano nC4H10
0.75Isobutano iC4H10
2.96Propano C3H8
10.36Etano C2H6
82.54Metano CH4
% MolarComponentes
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural
Gás naturalGás natural- Os compostos que não são hidrocarbonetos e que podem estar
presentes no gás natural são classificados em inertes, gases inertes, gases ácidos e vapor d`águaácidos e vapor d`água;
- Os inertes (nitrogênio) possuem como características principais o fato de não apresentarem reatividade química;
- O vapor d`água é um contaminante preocupante. Teores elevados causam problemas operacionais (corrosão e hidratos) e podem deixar o gás fora de especificação;
- Os gases ácidos são assim chamados por formarem uma solução de características ácidas quando na presença de água (gás carbônico, sulfídrico e demais compostos de enxofre).
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural
CondicionamentoCondicionamento- CondicionamentoCondicionamento, ou tratamento, é o conjunto de processos aos
quais o gás é submetido de modo a remover ou reduzir os teores de contaminantes para atender especificações de mercado, segurança, transporte ou processamento posterior;
- Quando a finalidade do tratamento do gás é a remoção de compostos de enxofre ele é denominado de dessulfurizaçãodessulfurização;
- Quando o objetivo é remover gases ácidos o tratamento é chamado de adoçamentoadoçamento;
- Quando o objetivo é remover água, o tratamento é chamado de desidrataçãodesidratação;
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural
DesidrataçãoDesidratação- A desidratação, ou remoção de água, tem a finalidade de:
• Manter a eficiência dos dutos;• Evitar a formação de um meio ácido corrosivo;• Impedir a formação de hidratos.
- Pode ser feita através dos processos de absorçãoabsorção ou adsorçãoadsorção;- A absorçãoabsorção é realizada numa torre Absorvedora, onde o gás flui
em contra-corrente a uma solução de glicol de grande poder higroscópico, que é posteriormente regenerada através de aquecimento, retornando ao processo;
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural
DesidrataçãoDesidratação- A remoção de água através do processo de adsorçãoadsorção é feita com
materiais que apresentam, dentre outras características, grande área superficial e afinidade pela água, tais como a alumina, a sílica-gel e as peneiras moleculares. O adsorvente saturado é regenerado por ação do calor;
- Nem sempre a desidratação é a maneira mais econômica de solucionar os problemas causados pela presença da água no gás. Uma alternativa bastante usada é a aplicação de produtos aplicação de produtos químicos inibidoresquímicos inibidores, que se combinam com água livre diminuindo a temperatura de formação dos hidratos.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural
DessulfurizaçãoDessulfurização
- A remoção de gases ácidos (CO2 e compostos de enxofre) pode ser efetuada através dos processo de absorção química ou física. Os processos químicos reversíveis que utilizam soluções de aminas são mais usados.
ProcessamentoProcessamento- Livre da fase líquida, o gás natural é enviado a uma Unidade de
Processamento de Gás Natural (UPGN), onde é promovida a separação das frações leves (metano e etano que constituem o chamado gás residual) das pesadas, que apresentam um maior valor comercial;
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ProcessamentoProcessamento- Em função de vários fatores, tais como, composição do gás,
pressão disponível, recuperações desejadas, etc., podem ser usados os seguintes processos:
• Refrigeração simplesRefrigeração simples – condensação dos HC mais pesados por meio da redução de temperatura;
• Absorção refrigeradaAbsorção refrigerada – o gás é submetido a um contato com um fluido auxiliar;
• Turbo-expansãoTurbo-expansão – o abaixamento da temperatura do gás, através da sua expansão numa turbina, provoca a condensação dos HC mais pesados que se deseja separar;
• Expansão Joule-Thompson (JT)Expansão Joule-Thompson (JT) – a expansão do gás numa válvula provoca uma redução de pressão e consequentemente, um abaixamento da temperatura.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural
ProcessamentoProcessamento- As frações pesadas do gás natural, que se apresentem
normalmente na fase líquida, dão origem ao “Gás Liquefeito de Gás Liquefeito de PetróleoPetróleo” (propano e butano), o conhecido gás de cozinha. O gás natural antes de ser processado é denominado de “gás úmidogás úmido”, por conter líquido de gás natural (LGN), enquanto o gás residual é o “gás secogás seco”, pois não possui hidrocarbonetos condensáveis;
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IntroduçãoIntrodução Vasos SeparadoresVasos Separadores
• Separadores bifásicosSeparadores bifásicos• Separadores trifásicosSeparadores trifásicos• Problemas operacionaisProblemas operacionais
Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural Tratamento do ÓleoTratamento do Óleo Tratamento da ÁguaTratamento da Água
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleo
- No processo de produção de petróleo um dos contaminantes mais indesejados é a água. A quantidade de água produzida associada aos hidrocarbonetos varia em função de uma série de fatores, tais como:• Características do reservatório;• Idade dos poços produtores (normalmente a qtde de água
produzida, que apresenta maior mobilidade que o óleo, aumenta com o passar do tempo);
• Métodos de recuperação utilizados (injeção de água, vapor);
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleo
- A presença de água associada ao petróleo provoca uma série de problemas nas etapas de produção, transporte e refino. Na produção e transporte os maiores inconvenientes estão ligados a:• Necessidade de superdimensionamento de instalações de coleta,
armazenamento e transferência (bombas, linhas, tanques, etc);• Maior consumo de energia;• Segurança operacional (problemas de corrosão e/ou incrustação).
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleo
- A eliminação da água, portanto:• Proporciona um tempo de operação mais longo das diversas
unidades e equipamentos;• Reduz o tempo/custo de manutenção e consumo de produtos
químicos;• Propícia operações de produção, transporte e refino dentro dos
padrões de segurança e qualidade, com menores custos.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleo
- Durante o percurso do reservatório até a superfície, o óleo e a água formam emulsões que apresentam maior ou menor estabilidade em função principalmente do regime de fluxo e da presença de agentes emulsificantes que impedem a coalescência das gotículas de água;
- Grande parte da água que vem associada ao petróleo é facilmente separada por simples decantação (água livre) nos separadores. Para remover o restante da água, que permanece emulsionada, há necessidade de se utilizar processos físicos e químicos que aumentem a velocidade de coalescência;
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleo - EmulsõesTratamento do óleo - Emulsões
- As emulsões são mistura de dois líquidos imiscíveis formada de uma fase dispersa e uma contínua, separadas por uma película estável, constituída de agentes emulsificantes;
Microscopia de uma emulsãodo tipo água-em-óleo
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleo - EmulsõesTratamento do óleo - Emulsões- O aparecimento de emulsões estáveis de petróleo do tipo água-em-óleo e a natureza do petróleo são os fatores críticos para o uso dessa tecnologia, pois:
• tem-se que adicionar produto químico (desemulsificante) para quebrar a emulsão;• tem-se aquecer o petróleo para aumentar a velocidade de quebra da emulsão e a velocidade de separação da água do óleo;• tem-se que promover tempo de separação para que óleo e água segreguem-se em diferentes fases. Este tempo de separação é oferecido no interior dos vasos separadores (gravitacional e eletrostático).
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleo
ÁGUA LIVRE
ÁGUA SOLÚVEL
PRESENÇA DE ÁGUA NO PETRÓLEO
DECANTAÇÃO
DESIDRATAÇÃO
TEMPERATURA / DESTILAÇÃO
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleo-O tratamento termoquímico consiste na quebra de emulsão por meio de aquecimento, geralmente na faixa de 45 a 60 oC, em equipamentos conhecidos como tanques de lavagem e tratadores e que são bastante usados em campos de petróleo terrestres;-A aplicação de um campo elétrico de alta voltagem a uma emulsão faz com que as gotículas de água dispersas no óleo adquiram uma forma elíptica alinhadas na direção do campo, com pólos induzidos de sinais contrários, que criam uma força de atração provocando a coalescência. Este é o princípio dos tratadores eletrostáticos, que são frequentemente encontrados nos sistemas marítimos de produção;
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Curso de Engenharia de Produção
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleo
Tratador EletrostáticoTratador Eletrostático- Princípio: Separação de um líquido
condutor disperso em um meio pouco condutor;
-As gotas de água se polarizam e tendem a passar da forma esférica para a forma elíptica;
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleo
Crescimento das gotas de água sob forças eletrostáticas
Coalescência
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleoCoalescência
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleo
Tratador eletrostáticode baixa velocidade
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Tratador eletrostáticode baixa velocidade
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento do óleoTratamento do óleoTratador eletrostático
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Tratador eletrostático
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ROTEIROROTEIRO PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO
IntroduçãoIntrodução Vasos SeparadoresVasos Separadores
• Separadores bifásicosSeparadores bifásicos• Separadores trifásicosSeparadores trifásicos• Problemas operacionaisProblemas operacionais
Processamento do Gás NaturalProcessamento do Gás Natural Tratamento do ÓleoTratamento do Óleo Tratamento da ÁguaTratamento da Água
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de águaTratamento de água-Tipicamente, a água proveniente dos separadores e tratadores de óleo é enviada para um vaso desgaseificador, seguindo daí para um separador água/óleo e finalmente para um tubo de despejo (produção offshore). Todo o óleo recuperado nas várias etapas é recolhido em um tanque recuperador de óleo, retornando ao processo.-A função do vaso desgaseificador é remover traços de gás ainda presentes no líquido. Geralmente é um separador trifásico de baixa pressão. Os gases separados são encaminhados para um dispositivo de queima.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de águaTratamento de água
Águaoleosa
óleo
água
gás
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Torre desaeradora
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de águaTratamento de água
Torredesaeradora
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de água - hidrociclonesTratamento de água - hidrociclones
-Os hidrociclones (deoilings) são equipamentos para a separação líquido-líquido desenvolvidos, especificamente, para a separação óleo-água, que no casos de sistemas de produção, são instalados, usualmente, após os separadores de produção trifásicos ou, em alguns casos, após os tratadores eletrostáticos.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de águaTratamento de água
Hidrociclones
Fase líquida centralcontendo óleo em maior
proporção
Água entrandotangencialmenteno trecho de maior diâmetro
Aceleraçã
o do flux
o com
o decrés
cimo de diâ
metro
Ocorre
fluxo
axial r
everso
no cen
tro do
hidro
ciclon
e
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de águaTratamento de água
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Teoria de funcionamento: A água produzida entra no liner através de entradas tangenciais onde a energia potencial da água é transformada em energia centrífuga. Esta força centrífuga direciona o fluido mais denso (água) para as paredes do liner e o fluido menos denso (óleo) para o centro do corpo do liner. A manutenção da pressão da corrente de rejeito, por onde sai o óleo recuperado, sempre abaixo da pressão de saída de água garante o direcionamento do cone de óleo no sentido oposto ao da saída da água.
PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de água - hidrociclonesTratamento de água - hidrociclones
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de água - hidrociclonesTratamento de água - hidrociclones
Vantagens:
• Pequeno tamanho e baixo peso se comparado a um separador de placas água-óleo, dimensionado para a mesma capacidade.
• Tempo de residência de poucos segundos;• Ideal para FPSO’s e SS’s por não sofrerem influência
provocada pelo balanço desses sistemas;• Pode ser instalado na posição horizontal ou vertical;• Não apresenta partes móveis;• Necessita de pouca manutenção;• Necessita de pouco acompanhamento operacional;• Tolera flutuação na vazão.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de água - hidrociclonesTratamento de água - hidrociclones
Desvantagens:
• Só remove uma parte do óleo emulsionado fazendo com que o Sistema de Tratamento de Água, onde foram instalados, não se consiga atingir os valores exigidos pela legislação (< 20 mg/L), somente com a sua utilização;
• Facilita a deposição de sais incrustantes nas paredes dos liners. Nos sistemas com potencial de geração de sais incrustantes, a injeção de produtos anti-incrustantes devem ser aumentadas para prevenir contra a incrustação.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de água - hidrociclonesTratamento de água - hidrociclones
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de água - flotadoresTratamento de água - flotadores
Processo de separação por flotação:
O processo de flotação de emulsões está baseado na ocorrência de contato entre as bolhas de gás e as gotas de óleo, como as fases gás e óleo são menos densas do que a água, ambas tenderão a ascender naturalmente. Contudo, como a densidade do gás é muito menor do que a densidade do óleo, é de se esperar que as bolhas ascendem com uma velocidade maior do que as gotas de óleo. Esta diferença possibilita a ocorrência do contato (choque) bolha-gota. Em muitos casos, o movimento da água ao redor das bolhas pode afastar as gotas, reduzindo assim a possibilidade do contato bolha-gota.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de água - flotadoresTratamento de água - flotadores
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Principais processos de flotação :
• Flotação por gás induzido (FGI)• Flotação por gás dissolvido (FGD)• Eletroflotação
PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de água - flotadoresTratamento de água - flotadores
Processos diferem entre sisegundo a forma em que o gásé induzido no sistema
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de água - flotadoresTratamento de água - flotadores
Comparação entre o processo de flotação a gás dissolvido e a gás induzido:
- O tamanho das bolhas de gás geradas, no processo de flotação a gás dissolvido, são normalmente, bem menores que no processo a gás induzido;
- O processo de flotação a gás dissolvido tem um maior custo de instalação e operação que o processo a gás induzido;
- A flotação a gás dissolvido é, normalmente, mais eficiente;- A energia interna e a turbulência gerada na célula de flotação a gás
induzido é bem maior que na célula de flotação a gás dissolvido.
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de água – tubo de despejoTratamento de água – tubo de despejo
-O tubo de despejo apresenta câmaras de decantação e anteparos de retenção para promover tempo extra de residência para separar qualquer óleo remanescente proveniente dos hidrociclones. A água oleosa recuperada é enviada ao tanque recuperador, enquanto que o restante é descartada para o meio ambiente;
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PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO Tratamento de águaTratamento de água
Tubos de despejo
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PLANTA DE PROCESSO - FPSO
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FLUXOGRAMA DE PROCESSO
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Processamento de Óleo
Coletor deProdução Aquecimento
Atingir a temperaturaseparação (75 oC), de
modo a permitir aseparação da parte da
água produzida eminimizar a formação
de espuma na separação gás-óleo.
TratadorEletrostático
ÁGUA
Separadorde Produção
Sep.Trifásico
GÁS
ÁGUA
O
Separador AtmosféricoPermitir a estabilização
do óleo
GÁS
O
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Processamento do Gás Principal
GAS ALTA PRESSÃO
Retirar partículas delíquido arrastadas nasaída do gás
SISTEMA PRINCIPALDE COMPRESSÃO
200 KGF/CM2 INJEÇÃO GAS LIFTGERAÇÃO DE ENERGIAEXPORTAÇÃO DE GÁS
Unidade dedesidrataçãode gás
GAS BAIXA PRESSÃO
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Tratamento da água produzida
AGUA
HIDROCICLONES
A
O
Analise TOG
DESCARTE AO MAR
FLOTADOR
Recuperarresíduos de
óleo
O
A