processamento de petrÓleo e gÁsslides operação 2a aula
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CURSO DE FORMAÇÃO DE OPERADORCURSO DE FORMAÇÃO DE OPERADOR
Jorge Heleno Santos PortoJorge Heleno Santos PortoQuímico de Petróleo SêniorQuímico de Petróleo Sênior
ATP-ST/OP-CPATP-ST/OP-CP
JUNHO/2008JUNHO/2008
PROCESSAMENTO DE PROCESSAMENTO DE PETRÓLEO E GÁSPETRÓLEO E GÁS
1. Óleo 1.1 Destilação atmosférica de óleo para produção de Diesel e QAV
1.2 Estocagem, movimentação e transferência de Diesel
1.3 Estocagem, movimentação e transferência de QAV.
Conteúdo programáticoConteúdo programático
2. Condensado e gás 2.1 Estabilização de condensado 2.2 Processamento de gás por absorção refrigerada para produção de LGN e/ou GLP 2.3 Processamento de gás por turboexpansão para produção de LGN e/ou GLP 2.4 Processamento de gás por refrigeração simples para produção de LGN e/ou GLP 2.5 Processamento de gás por efeito Joule-Thompson para produção de LGN e/ou GLP 2.6 Estocagem, movimentação e transferência de LGN 2.7 Estocagem, movimentaçao e transferência de GLP.
Conteúdo programáticoConteúdo programático
Processamento do Gás NaturalSegundo o Aurélio:Processamento: Ato ou modo de processar. Processo: 1. Sucessão de estados ou de mudanças. 2. Maneira pela qual se realiza uma operação, segundo determinadas normas; método, técnica 3. Seqüência de estados de um sistema que se transforma; evolução
Processo Unitário: Qualquer dos tratamentos físicos e/ou químicos gerais que podem ocorrer em determinado produto
Processamento do Gás NaturalSegundo os fundamentos da Engenharia Química:Processo Industrial é o que utiliza princípios físico-químicos contemplados no âmbito da Engenharia Química, tais como:Mecânica dos Fluidos ---> Rege a estática e a dinâmica dos fluidosTermodinâmica ----> Rege as transformações energéticas que ocorrem nos diversos estados das substânciasOperações Unitárias ---> Rege as transformações físico-químicas que ocorrem nos sistemas. Representadas por: Balanços de materiais, compressão, troca de calor, absorção, destilação, etc
Processamento do Gás Natural
Princípios da Termodinamica:
1) Equação da Primeira Lei Q - W = U2
- U1
2) Equações da Segunda Lei
S2 - S1 = Delta Q / T
3) Lei dos Gases
P. V = Z . n . R . T
Processamento do Gás Natural
Princípios da mecânica dos Fluidos:
1) Equação da Conservação de Energia
(P1 /GAMA) + Z1 + ( V12 / 2*G)= (P2 /GAMA) + Z2 + (V2
2 /2*G)+Hf
2) Equações de Escoamento de Fluidos
Q = (3,14* Delta P * R4 )/(8*VISC*L)
Q = V * A
Processamento do Gás Natural
Inter-relação com outras áreas:
•Com Engenharia Elétrica ---> Projetos e manutenção de sistemas elétricos e eletrônicos•Com Engenharia Mecânica ---> Projetos e manutenção de sistemas mecânicos•Com Engenharia Civil ----> Projetos de instalações•Com Química Analítica ---> Acompanhamento analítico dos processos, pesquisa e desenvolvimento•Outras
PETRÓLEO + GÁS NATURAL
PETRÓLEO GÁS NATURAL
Gás
REFINARIA
GLP
NAFTA
QUEROZENE
ÓLEO DIESEL
ÓLEO COMBUSTÍVEL
UPGN
Gás
GLP
C5+
IntroduçãoIntrodução
Conceitos preliminaresConceitos preliminares
É a porção LEVE (principalmente metano) do petróleo que existe na fase gasosa ou em solução no óleo, nas condições originais de reservatório, e que permanece no estado gasoso nas condições atmosféricas de pressão e temperatura.
O gás natural é mais leve do que o ar (densidade 0,6). Não tem cheiro e a sua combustão (queima) fornece de 8.000 a 10.000 kcal/m3. Ocorre na natureza associado ou não ao petróleo, é compressível e altamente inflamável.
O que é gás natural ?
COMPONENTETipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 3 Tipo 4 Tipo 5 Tipo 6
CO2 0,95 0,14 0,99 0,51 0,10 0,55 0,63
N2 1,52 2,62 1,36 1,53 1,28 3,42 1,06
C1 71,56 79,06 82,36 84,37 89,85 92,66 88,58
C2 12,96 6,81 10,67 9,00 4,69 1,43 9,30
C3 6,67 6,88 2,23 2,39 2,08 0,75 0,42
iC4 1,38 1,63 0,56 0,43 0,66 0,38 0,00
nC4 2,00 1,89 0,77 0,77 0,54 0,40 0,00
iC5 0,74 0,43 0,29 0,20 0,20 0,14 0,00
nC5 0,94 0,35 0,34 0,27 0,31 0,08 0,00
C6 1,14 0,19 0,29 0,28 0,39 0,10 0,00
C7 0,02 0,00 0,09 0,18 0,00 0,01 0,00
C8+ 0,12 0,00 0,00 0,03 0,00 0,00 0,00
Riqueza 13,01 11,37 4,57 4,53 4,08 1,86 0,42
Conceitos preliminaresConceitos preliminares
Processamento PrimárioProcessamento Primário
Nas jazidas de hidrocarbonetos, os fluidos (óleo, água e gás) se distribuem em três camadas, em função das suas diferentes densidades, não havendo fronteiras definidas entre elas. A camada superior é constituída de gás natural, a intermediária de óleo e a inferior de água.
Às empresas de petróleo só interessam os hidrocarbonetos (óleo e gás). Sendo assim, é necessário dotar os campos de “facilidades de produção” que são instalações destinadas a efetuar o processamento primário dos fluidos, ou seja, a separação do gás, óleo e água.
Processamento Primário :Processamento Primário : Objetivos
Objetivos do processamento primário do petróleo:
Separar o gás do óleo sob condições controladas;
Remover água , sais e outras impurezas do óleo e do gás.
Processamento PrimárioProcessamento Primário
Gás: Hidrocarboneto + H20, teor de CO2 e H2S;
Óleo: Hidrocarboneto + BSW, teor de sal e enxofre;
Água produzida: Água + teor de óleo, sólidos
Processamento PrimárioProcessamento Primário : Etapas do Gás
Separação;
Purificação;
Condicionamento;
Transferências para Unidades de Processamento e/ou injeção em poços de gás lift.
Processamento PrimárioProcessamento Primário : Etapas do óleo
Separação;
Tratamento;
Armazenamento;
Transferência.
Processamento PrimárioProcessamento Primário
Tratamento de Água Produzida
Separação do Óleo, Gás e Água e
Tratamento de óleo
Condicionamento do Gás
Elevação Artificial, Consumo e Transferência de Gás
Transferência de Óleo
Descarte e Injeção
Poços Produtores
Processamento Primário do gás :Processamento Primário do gás : Sistema com Separação Bifásica
Poços
Petróleo
Anti -espumanteDesemulsificante
Separador deProdução
Gás
SurgeTank
Gás
Óleo
Processamento Primário do gásProcessamento Primário do gás : Vaso separador horizontal
Entrada
Gás
Líquido
Demister Gás
Líquido
LIC
Processamento Primário do gásProcessamento Primário do gás : Vaso separador vertical
Processamento Primário do gás : Processamento Primário do gás : Vaso Separador trifásico
Poços
Petróleo
Anti -espumanteDesemulsificante
Separador deProdução
Óleo
Gás
Água Oleosa
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Sistema com Separação Trifásica e Tratamento de Óleo
Poços
Petróleo
Anti-espumanteDesemulsificante
Separador1O Estágio
ÓleoSeparador2O Estágio
Separador3O Estágio
Dessalgação
GásGás
Água Oleosa
Gás
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Purificação
Após a separação, o gás pode passar por um outro vaso, denominado de purificador (“scrubber”), para que sejam retidas algumas gotículas de óleo que tenham sido arrastadas.
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento
O condicionamento ou tratamento é o conjunto de processos (físicos e/ou químicos) aos quais o gás deve ser submetido, de modo a remover ou reduzir os teores de contaminantes para atender as especificações de mercado, segurança, transporte ou ao processamento posterior.
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento
Etapas:
Remoção de gases ácidos;
Compressão;
Desidratação.
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
Remoção dos compostos de enxofre (H2S, mercaptans, dissulfeto de carbono), e dióxido de carbono);
Especificação do gás para venda;
Segurança;
Corrosão em dutos e equipamentos.
REMOÇÃO DE GASES ÁCIDOS
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
PPM vol H2S
E F E I T O S
0,01 – 0,15 Limite de detecção do odor
10 Máxima concentração permitida para exposição prolongada
100 – 150 Pode causar enjôo e fraqueza após 1 hora
> 200 Perigoso após 1 hora
> 600 Fatal após 30 minutos
> 1000 Morte imediata
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
Aminas;
Sulfinol;
Peneiras Moleculares.
Principais Processos de Remoção
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
Remoção de H2S e CO2 - Gás e GLP;
Regenerada por aquecimento – liberando H2S e CO2;
Mais usadas – DIPA, MEA, DEA, MDEA.
Aminas
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
Baixo custo;
Alta reatividade;
Menor quantidade de solução em circulação;
Estabilidade e facilidade de recuperação;
Menor consumo de utilidades (equipamentos menores);
Compostos não regenerados ao reagir com COS e CS2 (craqueamento).
MEA X DEA
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
Usamos preferencialmente a MEA sempre que o gás a ser tratado não possui quantidades significativas de COS e CS2 .
MEA X DEA
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
• Não degradável•Não corrosivo•Menos tóxico•Biodegradável•Menor taxa de reposição
MDEA
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
PRINCIPAIS CONTAMINANTES (ENXOFRE)
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
Remoção de H2S com solução de Amina
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
Remoção de H2S com sulfinol
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
Remoção de CO2 e H2S com MDEA
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
Remoção de CO2 e H2S com MDEA
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Remoção de Gases Ácidos
Remoção de H2S com Peneiras Moleculares
Reciclo do Gás de Regeneração Exceto Durante o Pico de Concentração de H2S
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Compressão
Compressão é a etapa de passagem do gás por um conjunto de compressores, a fim de fornecer a energia necessária a esse fluido, para que ele possa ser transferido para as unidades de processamento de gás ou injetados em poços de gaslift.
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Compressão
Balanço Final (Mm3/d) Saída Torre 2Gasnorte 1007Coleta 2712Venda 1291Liquefeito 207Recompressão 2161Consumo Int 60 EA - Emsergas de AltaBalanço 0Eficiência Coleta 80,0%
Gasnorte 1007
E&P-BA 1035Fafen 1171 Injeção 246Emsergas 120 Gás Lift 520Liq. 207 EA - MabelConsumo 60 1590 Linha de Recompressão de Média 1200psi EA - Brahma
EA - DIE160 1400 440 240
Linha de Coleta 500psi
1200 900 450By Pass Gás Rico = 769
360
DEMAG 1.250kW 4x300 Mm3/d
AC BD
SVS 1.119kW 3x150 Mm3/d
13 2
SVS 1.119kW 5x180 Mm3/d
46 58 7
DEMAG 790kW 4x350 Mm3/d
AC BD
33102
DEMAG 1.300kW
B A
33301
Whorthington 1.268kW
2x220Mm3/d
Ingersol Rand331kW
2x180Mm3/d
624004
A
B
B A
B AC B A
B AC
A
B
SULZER 257kW
DEMAG 735kW
2x120 Mm3/dWhorthington
1.063kW3x530Mm3/d
DEMAG 746kW
2x80Mm3/d
624001
624003
624005
30001
1
2
Coleta de Baixa 20 psi
Coleta de Alta 70 psi
ECA-IECA-III
ECA-IV
33101
33103
Injeção de Alta
PROPANO
UPGN
2.950 Mm3/d
Coleta
Coleta1 Coleta
Recompressão
Recompressão Coleta
Coleta Coleta
200 Mm3/d à 200 psi
420 psi
2.200 psi
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Hidratos
Hidratos são compostos sólidos formados pela combinação entre moléculas de água e certas moléculas de gás;
Bloqueiam linhas, válvulas e equipamentos;
Efeito da composição do Gás : Metano, Etano e H2S – Maiores formadores;
Hidrocarbonetos de maior peso molecular, Tendem a “lavar” o hidrato.
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Hidratos
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Desidratação
A desidratação é retirada de água do gás, para evitar corrosão e a redução da capacidade dos gasodutos pela formação de “hidratos”. Ela pode ser realizada através dos processos de absorção ou adsorção.
Absorção: é realizada numa Torre Absorvedora, onde o gás flui em contra corrente a uma solução de glicol (monetilenoglicol ou trietilenoglicol), de grande poder higroscópico, que é posteriormente regenerada através de aquecimento, retornando ao processo.
Adsorção: é realizada com materiais que apresentam, dentre outras caracterísiticas, grande área superficial e afinidade pela água, tais como a alumina, a sílica-gel e as peneiras moleculares (alumino-silicatos de alguns metais). O adsorvente saturado é regenerado pela ação do calor.
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Desidratação
Unidade de Desidratação por Absorção
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Desidratação
Unidade de Desidratação por Adsorção – Gás Úmido
Processamento Primário do gás Processamento Primário do gás : : Condicionamento / Desidratação
Unidade de Desidratação por Adsorção – Gás Seco
Processamento Primário do óleoProcessamento Primário do óleo : Etapas
Separação;
Tratamento;
Armazenamento;
Transferência.
Processamento Primário do óleoProcessamento Primário do óleo
Tratamento de Água Produzida
Separação do Óleo, Gás e Água e
Tratamento de óleo
Condicionamento do Gás
Elevação Artificial, Consumo e Transferência de Gás
Transferência de Óleo
Descarte e Injeção
Poços Produtores
Processamento Primário do óleoProcessamento Primário do óleo : Qualidade
BSW (Basic Sediments Water) é a relação entre a quantidade de água e o total de líquido produzido (óleo + água);-BSW < 0,5% (exportação) e < 1% (BR);-Dessalgadoras -Tratadores
Teor de cloretos < 100 mg/l (exportação) e < 570 mg/l (BR).
Processamento Primário do óleoProcessamento Primário do óleo : Qualidade
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 super-dimensionamento das instalações de coleta, armazenamento e transferência, incluindo bombas, linhas, tanques, etc;
maior consumo de energia;
segurança operacional. Em virtude de sua composição (material em suspensão, microrganismos, sais e gases dissolvidos) a água pode, ao sofrer variações de temperatura e pressão, provocar problemas de corrosão e/ou incrustação, causando danos às tubulações, equipamentos e acessórios (válvulas, instrumentos, etc.), que podem redundar em acidentes humanos e/ou ambientais.
Processamento Primário do óleoProcessamento Primário do óleo : Separação
OBJETIVO
Remover do óleo a água livre e o gás;
EQUIPAMENTO
Vaso Separador.
Processamento Primário do óleoProcessamento Primário do óleo : Separação
Processamento Primário do óleoProcessamento Primário do óleo : Separação
OBJETIVO
Remover do óleo a água emulsionada
EQUIPAMENTO
Tratadores;
Dessalgadoras.
Processamento Primário do óleoProcessamento Primário do óleo : Separação / tratadores
Processamento Primário do óleoProcessamento Primário do óleo : Separação / dessalgadoras
Processamento PrimárioProcessamento Primário : Descarte e injeção
Em quase todos os processos de produção de petróleo ocorre o aparecimento de água de formação associada, na maioria dos casos, sob a forma de emulsão.
A água produzida com o petróleo é uma solução salina contendo também partículas sólidas dispersa que devem ser removidas.
Processamento PrimárioProcessamento Primário : Descarte e injeção
águas produzidas possuem diversos microrganismos, tais como, bactérias, algas, fungos e outros, estão, frequentemente, presentes nas águas, podendo gerar em seus metabolismos substâncias de caráter corrosivo (ácidos sulfídrico, sulfúrico, etc.).
As águas oleosas separadas do petróleo têm, comumente, em solução os gases carbônico e sulfídrico. Já o oxigênio, só ocorre quando há contato com a atmosfera.
Além desses constituintes, as águas produzidas são ricas em materiais em suspensão, óleo e sólidos provenientes das rochas , de processos corrosivos (óxidos, hidróxidos e sulfetos de ferro, etc.) e de incrustações (carbonato de cálcio e sulfato de bário, cálcio e estrôncio).
Processamento PrimárioProcessamento Primário : Descarte e injeção
A água separada do petróleo é um efluente cujo descarte tem que ser feito com os devidos cuidados para não agredir o meio ambiente (rios, lagos, etc.), em função:
do seu volume. Em média, para cada barril de petróleo produzido são gerados 3 a 4 barris de água. Há campos em que este número se eleva a 7 ou mais. Na atividade da exploração, perfuração e produção a água produzida responde por 98% de todos os efluentes gerados;
da sua composição (presença de sais, óleo e outros constituintes nocivos ao meio ambiente, ausência de oxigênio e temperatura elevada);
O descarte deve ser feito o mais próximo possível do campo produtor, para evitar problemas no transporte e armazenamento, além de desperdícios de energia.
Destino da água produzida:
reinjetada em poços para fins de “recuperação secundária” ou “descarte”, após o devido tratamento, de modo que a mesma não venha causar problemas no reservatório e nos equipamentos através de corrosão e/ou entupimento dos poços;
lançada ao mar, após ter o teor de óleo e graxa (TOG) reduzido a um valor igual ou menor a 20mg/l, conforme determinação do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA 357).
Processamento PrimárioProcessamento Primário : Descarte e injeção
Processamento PrimárioProcessamento Primário : Descarte e injeção
Reservatório
Coleta
Manifold de Coleta
Separaçãogás/líquido
Gás
Líquido
Separaçãoágua/óleo
Óleo
Água
Separaçãoóleo/água
Óleo
Água
Reservatório
Elevação
TratamentoCondicionamento
Água Tratada
ManifoldDistribuição
Injeção
Descarte
Processamento Primário do óleoProcessamento Primário do óleo : Estação de Produção Atalaia
Caixa Skimmer
SAO
Flotadores Descarte
para o mar
Água + Óleo
Dre
no
Água + Óleo
Água + Óleo
Água + Óleo
Óle
o +
Ág
ua
Tanque Pulmão
Tratadores
Tanques da EPA TRANSPETRO
Óleo
Óleo Óleo
Recuperação de Gás *
Recuperação de Gás *
Gás p/ Linha de Baixa
V-43 AVazão Gas : 4.000 m3/d
V-1200Vazão Gas : 576.000 m3/dVazão de Óleo : 770 m3/d
V-565Vazão Gas : 758.000 m3/dVazão de Óleo : 60 m3/d
V-1040Vazão Gas : 521.000 m3/dVazão de Óleo :280 m3/d
LINHA DE BAIXA (ECA)
22 PSI
LINHA DE ALTA (ECA)
80 PSI
LINHA DE ALTA (ECA)
LINHA DE BAIXA (ECA)
Óleo
Óleo
SAO
SAO
SAO
Óleo
Óleo
Óleo
IP
GA + DO
CB
CM + SES 19
PROCESSAMENTO
DO
GÁS
Processamento do GásProcessamento do Gás :
Após a separação do óleo, o gás natural é enviado a uma “Unidade de Processamento de Gás Natural” (UPGN), onde é promovida a separação das frações leves (C1 e C2 que constituem o chamado gás residual/gás processado) das pesadas (LGN, GLP, C5+);
Processos que diminuem a temperatura e/ou aumentam a pressão.
Processamento do GásProcessamento do Gás : Geral
As frações mais pesadas do gás natural, constituem o Líquido do gás natural (LGN), que pode ser fracionado em:
“Gás Liquefeito de Petróleo” (propano e butano), o conhecido gás de cozinha (GLP);
C5+ (gasolina natural).
Processamento do GásProcessamento do Gás : Geral
A recuperação do líquido é função do tipo de processo utilizado e da riqueza do gás. É comum se recuperar 100% de butanos e hidrocarbonetos mais pesados, 90 a 95% de propano e até cerca de 80% de etano, em porcentagens molares.
Processamento do GásProcessamento do Gás : Produtos
N2
CO2
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7+
Gás Natural
UPGN
N2
CO2
C1
C2
Gás Residual
C3
C4
C5
C6
C7+
LGN
Líquido de Gás Natural
Processamento do GásProcessamento do Gás : Produtos
N2
CO2
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7+
Gás Natural
UPGN
Gás Residual
GLP
C5+
N2
CO2
C1
(C2)
(C2)C3
C4
C5
C6
C7+
Processamento do GásProcessamento do Gás : Etapas do Processo
Injeção Reservatório
Combustível
Matéria-Prima
Redutor Siderúrgico
Propano
Combustível
Butano
Pentano e Superiores
ConsumoInterno
Vendas eFornecimento
Líquido doGás Natural
Desidratação
Dessulfurização
Processo
LGNGás
Processamento do GásProcessamento do Gás : Tipos de Processos
Em função de vários fatores, tais como, composição do gás, pressão disponível, recuperações desejadas, etc., podem ser usados os seguintes processos:
Refrigeração simples – condensação dos hidrocarbonetos mais pesados por meio da redução de temperatura, através da utilização de um fluido refrigerante em circuito fechado;
expansão Joule-Thomson (JT) – a expansão do gás numa válvula provoca uma redução de pressão e, consequentemente, um abaixamento da temperatura. Pode ser utilizada uma refrigeração auxiliar.
Processamento do GásProcessamento do Gás : Tipos de Processos
Absorção refrigerada – o gás é submetido a um contato com um fluido auxiliar (óleo de absorção) numa torre a alta pressão e baixa temperatura, que é obtida com o uso de fluido refrigerante (geralmente propano) em circuito fechado;
turbo-expansão – o abaixamento da temperatura do gás, através da sua expansão numa turbina, provoca a condensação dos hidrocarbonetos mais pesados que se deseja separar . Pode ser necessário o uso de um fluido refrigerante (turbo-expansão refrigerada);
Processamento do GásProcessamento do Gás : Escolha do Processo
Qualidade do Gás residual requerida;
Produtos requeridos;
Proximidade de centros consumidores;
Fator econômico;
Tempo de retorno do capital investido.
Processamento do GásProcessamento do Gás : Efeito Joule - Thomson
Co
mp
ressão
Frações pesadas
RESFRIAMENTO
Gás ResidualGás Natural
EXPANSÃO
Expansão Isentalpica;
Baixa eficiência;
Baixo investimento.
Processamento do GásProcessamento do Gás : Ciclo de Refrigeração a Propano
1°
PROCESSO
2°
EXPANSÃO
CONDENSAÇÃO
GÁS NATURAL GÁS NATURAL REFRIGERADO
EVAPORAÇÃO
COMPRESSÃO
SUB RESFRIAMENTO
gás residual
Processamento do GásProcessamento do Gás : Ciclo de Refrigeração Diagrama Pressão x Entalpia P
RE
SS
ÃO
ENTALPIA
L + V
1° EST.
2° EST.
COMPRESSÃO
EXPANSÃO
L V
EVAPORAÇÃO
Processamento do GásProcessamento do Gás : Turbo Expansão
Co
mp
ress
or
C2
RESFRIAMENTO
C1Gás Natural T
urb
ina
Expansão Isentrópica;
Temperatura mais baixa;
Maior eficiência;
Possibilidade de gerar etano para petroquímica;
Maiores investimentos.
Processamento do GásProcessamento do Gás : Diagrama Entalpia x Entropia
H5 = 0,23
H4 = 0,25
H3 = 0,27
H2 = 0,30
H1 = 0,32
T = -37,3°C
T = -20,6°C
T = -3,9°C
T = 10°C
T = 23,9°C
P = 1,4 kgf/cm2 P = 8,9 kgf/cm2
ENTROPIA (J/kg/°C)
EN
TA
LPIA
(J/
kg)
EF = 0%
EF = 25%
EF = 50%
EF = 75%
EF = 100%
Processamento do GásProcessamento do Gás : Absorção
Pode ser um processo físico ou químico;
Absorção química : Reversível ou Irreversível
Absorção numa planta de gás : Processo físico
Características do solvente :
Afinidade pelo soluto;
Baixo Custo;
Boa Estabilidade;
Baixa Pressão de Vapor.
Processamento do GásProcessamento do Gás : Absorção : Características
Principais Variáveis Operacionais:
Pressão;
Temperatura;
Vazão do solvente;
Mecanismo da Absorção:
Todo sistema tende ao equilíbrio, no ponto de menor energia.
Quando a pressão parcial de um componente do gás é maior do que a pressão de vapor do componente no líquido o contato está em desequilíbrio e tenderá o líquido a absorver o componente até que se restabeleça o equilíbrio .
Quando a pressão parcial de um componente do gás é menor do que a pressão de vapor do componente no líquido o contato está em desequilíbrio e tenderá o líquido a desabsorver o componente até que se restabeleça o equilíbrio .
Quando a pressão parcial de um componente do gás é igual a pressão de vapor do componente no líquido o contato está em equilíbrio dinâmico e manterá este equilíbrio até que algum fator o tire .
Absorção
Processamento do GásProcessamento do Gás : Refrigeração Simples
COMPRESSÃO
Gás Residual Baixa
Gás Residual Alta
Gás Entrada -37°C5,6°C
27°C
5,3 kgf/cm 2
Gliciol
Gliciol
49°C
45,7 kgf/cm 2
38°C
38°C
Propano
-37°C
44,3 kgf/cm 2
LV
-60°C
12 kgf/cm 2
-35°C
58°C
Torre Desetanizadora
Propano
Óleo quente LGN 58°C
77°C
179°CC5+
49°C82°C
Óleo quente
GLP
38°C
65°C
50°C
15 kgf/cm 2
Gliciol P/ Regeneração
Torre Desbutanizadora
Processamento do GásProcessamento do Gás : Absorção Refrigerada
Gás Residual de Alta
Gás Entrada
-24°C
13°C
41°C
31,6 kgf/cm2
Gliciol
Gliciol
39°C
Propano
Torre Absorvedora
Gliciol P/ Regeneração
-24°C
-18°C
-24°C
31,1 kgf/cm2
40°C
-34°C
-34°C
16,5 kgf/cm2
-34°C
Óleo Pobre da Fracionadora
242°C
93°C
-17°C
49°C
-14°C
30,8 kgf/cm2
Propano
-24°C
-4°C
Propano do Compressor
Gás Residual de Baixa
41°C
Óleo Rico134°C
Torre Desetanizadora
Processamento do GásProcessamento do Gás : Absorção Refrigerada
157°C52°C
Óleo Rico da Desetanizadora
134°C
38°C
7,4 kgf/cm2
89°C
8,0 kgf/cm2
130°C
C5+43°C 38°C
Torre Fracionadora
Torre Desbutanizadora
271°C
Óleo Pobre para Refervedor da Desetanizadora
281°C
260°CForno
242°C
38°C
8,8 kgf/cm2
51°C
9,4 kgf/cm2
GLP
LGN
Processamento do GásProcessamento do Gás : Turbo Expansão
Processamento do GásProcessamento do Gás : Turbo Expansão
Estabilização de CondensadoEstabilização de Condensado
O condensado oriundo dos gasodutos contem frações leves. Se o condensado for para um armazenamento de pressão menor do que a pressão do vaso separador teremos a vaporização das frações leves. Este fato é fator de risco se a despressurização for diretamente para um tanque alem de se perder toda esta fração.A estabilização de condensado consiste na recuperação da fração leve e na produção de um condensado estabilizado , isto é , estável para armazenamento em tanques .
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Processamento do GásProcessamento do Gás : Estabilização de Condensado
Processamento do GásProcessamento do Gás : Tratamento cáustico do GLP
Tratamento do GLP
Objetivo:
Remover compostos de Enxofre presentes no GLP, que provocam corrosividade à lâmina de cobre.
Processo:
Lavagem do GLP em leito cáustico;
Merox;
DEA.
Processamento do GásProcessamento do Gás : Tratamento Cáustico do GLP
GLP CORROSIVO
NaOH NaOH H2O Areia
GLP TRATADO
H2O(dreno)
H2S + 2NaOH Na2S + 2H20
RSH + NaOH NaSR + H20
Processamento do GásProcessamento do Gás : Tratamento Merox do GLP
RSH + NaOH NaSR + H20
AR
Catalisador Merox
GLP Tratado GLP
Recirculação
NaSR + ¼ O2 + ½ H20 NaOH + ½ RSSR
Mercapitídeo de sódio
Mercapitídeo de sódio Dissulfeto
Remoção de H2S com solução de Amina
Processamento do GásProcessamento do Gás : Tratamento DEA do GLP
TRATAMENTO DEA : REAÇÕES
H2SHO – C – C – N
H H
H H
HO
– C – C
–
H
H
HH
+
H
HO – C – C – N
H H
H HH
O – C
– C –
H
H
HH
H2+ HS
-35°C
120°C
CO2 + H2OHO – C – C – N
H H
H H
HO
– C – C
–
H
H
HH
+
H
HO – C – C – N
H H
H H
HO
– C – C
–
H
H
HH
H2 HCO3-35°C
120°C
Processamento do GásProcessamento do Gás : Tratamento DEA do GLP
GLP
Processamento do GásProcessamento do Gás : Estocagem, movimentação e transferencia
Petróleo
Processamento do GásProcessamento do Gás : Estocagem, movimentação e transferencia
Qualidade do gás Qualidade do gás : : Portaria 104 da ANP
Qualidade do gás Qualidade do gás : : Portaria 104 da ANP
Processamento do GásProcessamento do Gás : Problemas Operacionais
Principais Problemas Operacionais
Hidratação
- Injeção de glicol deficiente;
- Aumento do teor de água no gás natural;
- Regeneração deficiente (Torre regeneradora).
Parada do Compressor de Propano
- Pressão de sucção (alta ou baixa);
- Nível alto no scrubber do compressor;
- Regeneração deficiente.
Processamento do GásProcessamento do Gás : Problemas Operacionais
Principais Problemas Operacionais
Arraste de líquido na absorção
- Vazão elevada de óleo;
- Vazão elevada de gás;
- Pratos danificados.
Refrigeração Deficiente
- Qualidade do propano;
- Temperatura do gás na entrada da planta;
- Nível do propano nos permutadores;
- Hidrato no sistema de Propano.
FIM !!FIM !!