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ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO II
PROCESSAMENTO PRIMÁRIOPROCESSAMENTO PRIMÁRIO
Cláudio Neves Borges
junho/2012
Finalidade Produtos Gerados Estrutura das Unidades de Processamento Tipos de Processo Seleção do Processo Termodinâmico Processamento de Condensado Natural Tratamento de Produtos Transferência e Estocagem Sistema de Tocha
TÓPICOS
2
Composição Típica – Gás Natural
ComponenteComponente ComposiComposiçção, %vol.ão, %vol.
MetanoMetano 84,0784,07
EtanoEtano 5,865,86
PropanoPropano 2,202,20
ii--ButanoButano 0,350,35
nn--ButanoButano 0,580,58
ii--PentanoPentano 0,270,27
nn--PentanoPentano 0,250,25
HexanoHexano 0,280,28
HeptanoHeptano e mais pesadoe mais pesado 0,760,76
DiDióóxido de Carbonoxido de Carbono 1,301,30
Sulfeto de HidrogênioSulfeto de Hidrogênio 0,630,63
NitrogênioNitrogênio 3,453,45
TotalTotal 100,00100,00
DEFINIÇÕES
3
PROCESSAMENTO DE GPROCESSAMENTO DE GÁÁS NATURALS NATURAL
4
PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL
O Processamento de Gás Natural é realizado através de umainstalação industrial denominada Unidade de Processamentode Gás Natural (UPGN).
O objetivo da UPGN é separar as frações pesadas ou ricas(propano e mais pesados) existentes no gás natural úmido ourico, gerando o chamado gás natural seco ou pobre (metano e etano) e uma corrente de Líquido de Gás Natural (LNG).
O LGN é composto pelas frações mais pesadas que o propano: o gás liqüefeito de petróleo (GLP), popularmenteconhecido como gás de cozinha, e a gasolina natural.
5
PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL
Eventualmente, pode-se produzir uma corrente de LGN composta de frações mais pesadas que o etano, de onde serápossível separar frações líquidas de etano, de GLP e de gasolina natural.
Nesse caso, recupera-se, também, uma fração de gás natural pobre predominante em metano. Essa UPGN recebe o nomede Unidade de Recuperação de Líquidos (URL).
O LGN é composto pelas frações mais pesadas que o propano: o gás liqüefeito de petróleo (GLP), popularmenteconhecido como gás de cozinha, e a gasolina natural.
6
Especificar o gás natural conforme a Portaria N.o 104 daANP.
Separar os componentes do gás natural em diversosprodutos com uso específico.
Aumentar o valor agregado dos produtos. Ajustar o ponto de orvalho do gás natural para atender
a necessidade requerida no escoamento.
Finalidade:
PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL
7
PRODUTOS
8
COMPOSIÇÃO, %vol.
COMPONENTESGÁS
ASSOCIADOGÁS NÃO
ASSOCIADOGÁS
PROCESSADO
N2 Nitrogênio 0,7 1,4 1,3
CO2 Dióxido de Carbono 0,7 1,3 0,6
CH4 C1 Metano 76,0 92,0 89,0
C2H6 C2 Etano 12,0 3,7 8,7
C3H8 C3 Propano 7,0 1,3 0,4
C4H10 C4 n-Butano 3,0 0,2 -
C5H12 C5 n-Pentano 0,4 0,1 -
C6H14 C6 n-Hexano 0,1 traços -
C7H16 C7 n-Heptano 0,1 traços -
7% < R < 12% R < 2% R < 0,5%
R – Riqueza do Gás Natural
PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL
9
O conceito de “riqueza do gás natural” é relacionado com o teor de compostos mais pesados que o propano, constituído pelas frações de GLP e gasolina natural.
Assim, quando se diz que uma determinada corrente de gás natural úmidoou rico apresenta riqueza de 6%, significa que a corrente é constituída de 6% de GLP e gasolina natural e 94% de gás natural propriamente dito.
E será esta parcela de 94% que constituirá, após tratamento e processamento em uma UPGN, a corrente de gás natural seco ou pobre, também chamada de gás natural processado ou residual.
PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL
Riqueza do Gás Natural (R)
10
Área Fria Baixa temperatura & alta pressão
Área Quente Alta temperatura & baixa pressão
Sistema Auxiliares
Área de Tratamento
Área de Transferência e Estocagem
ESTRTURA DA UNIDADE DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL
11
CONFIGURAÇÃO BÁSICA
Unidade de Processamento de Gás Natural (UPGN)
Liquefação Fracionamento Especificação
Sistema de Tratamento de
Carga e Produtos
Sistema de Separação de
Produtos
Sistema de Refrigeração
Sistemas Auxiliares
Sistema de Refrigeração
Gás Natural Produtos
12
Os principais tipos de processos utilizados numa UPGN sãoos seguintes:
Refrigeração simples Absorção refrigerada Expansão Joule-Thompson Turbo-expansão Processos combinados
TIPOS DE PROCESSO
13
De maneira simplificada, pode-se dizer que estesprocessos realizam as mencionadas separações atravésde uma seqüência de operações, que pode incluirtratamento (para eliminação de teores remanescentes de umidade), compressão, absorção e resfriamento, dependendo do tipo a ser empregado.
Os hidrocarbonetos recuperados podem ser estabilizadose separados por fracionamento, para obtenção dos produtos desejados, na própria UPGN ou em outrasunidades específicas, tais como as Unidades de Fracionamento de Líquidos (UFL) e de Processamento de Condensado de Gás Natural (UPCGN).
TIPOS DE PROCESSO
14
Qualidade desejada para o Gás Produzido Produtos desejadosVazão de gás natural disponível Proximidade de centros consumidoresAnálise de Viabilidade Técnica-Econômica
Parâmetros Relevantes:
ESCOLHA DE PROCESSO
15
REFRIGERAÇÃO SIMPLESREFRIGERAÇÃO SIMPLES
16
Desidratação do Gás NaturalRedução de temperatura do Gás Natural É utilizado um fluido refrigeranteCiclo de Refrigeração à Propano Etapas do ciclo compressão, condensação, expansão e
evaporação Investimento médio
Principais Características:
PROCESSO DE REFRIGERAÇÃO SIMPLES
17
Liquefação das frações pesadas presente no gás natural por meio troca térmica com o fluido refrigerante (C3).
Recuperação de energia (fluido quente x fluido frio).
Fundamento Termodinâmico:
PROCESSO DE REFRIGERAÇÃO SIMPLES
18
PROCESSO DE REFRIGERAÇÃO SIMPLES
Resfriamento do Glicol C5
+
GLP
LGN
Gás Natural Refrigerado
Gás Natural
Gás Seco
ResfriamentoSeparador de
GlicolSeparador de
LíquidoDestilação
Ciclo àPropano
Opcional
L + V
19
PROCESSO DE REFRIGERAÇÃO SIMPLESEtapas do Ciclo de Refrigeração à Propano
20
JOULE-THOMSONJOULE-THOMSON
21
Expansão isentálpica (H = 0)Baixa eficiênciaBaixo nível de recuperação de propanoUtilizado de forma a antecipar projetos definitivos mais
elaboradosNormalmente, aproveita equipamentos existentesUtilizado em campos de produção pequenos e/ou isoladosUtilizado em unidades de acerto de ponto de orvalho para
condicionamento de gás natural para transferência.
Principais Características:
PROCESSO JOULE-THOMSON
22
Processo muito rápido Liquefação dos componentes mais pesados do gás natural
devido a redução de temperatura proporcionado pelaexpansão isentálpica.
Baixa eficiência na separação de compostos pesadospresente na fase gasosa.
Não chega a alcançar o equilíbrio termodinâmico entre as fases.
Fundamento Termodinâmico:
PROCESSO JOULE-THOMSON
23
PROCESSO JOULE-THOMSON
UNIDADE EMPREGADA PARA ACERTAR O PONTO DE ORVALHO 24
Coeficiente Joule-Thomson isotérmico
> 0 Resfriamento na expansão < 0 Aquecimento na expansão
T
T P
H
EFEITO JOULE-THOMSON
25
: coeficiente Joule - Thomson
temperatura de inversão
Para uma dada pressão há duas temperaturas de inversão:uma superior e uma inferior
aquecimento na expansão
resfriamento na expansão
EFEITO JOULE-THOMSON
26
Coeficiente Joule-Thomson @ entalpia constante
Este coeficiente é uma propriedade do gás, sendo função da temperatura e da pressão.
H
med PP
TT
12
12
EFEITO JOULE-THOMSON
27 28
EFEITO JOULE-THOMSON
29
EFEITO JOULE-THOMSON
30
Vapor d’ água a 7,5 kgf/cm2 abs., 260 oC é estrangulado para 2,0 kgf/cm2 abs.
As variações de energia cinética são desprezíveis nesse processo. Determine a temperatura e o coeficiente de Joule-Thomson médio
Exemplo
EFEITO JOULE-THOMSON
31
Solução
CONDIÇÃO 1
7,5 kgf/cm2 abs.
260 °C
H1 = 710,2 kcal/kg
CONDIÇÃO 2
2,0 kgf/cm2 abs.
T2 = ?
H2 = 710,2 kcal/kg
Essas duas propriedades determinam o estado final. Da tabela de vapor d’ água superaquecido, temos T2 = 251,5 °C
0H
EFEITO JOULE-THOMSON
32
Solução
CONDIÇÃO 1
7,5 kgf/cm2 abs.
260 °C
H1 = 710,2 kcal/kg
CONDIÇÃO 2
2,0 kgf/cm2 abs.
T2 = 251,5 °C
H2 = 710,2 kcal/kg MÉDIO = 1,545 °C/(kgf/cm2)
HHMÉDIO
5,5
5,8
6,70,2
2605,251
EFEITO JOULE-THOMSON
33
EFEITO JOULE-THOMSON
ABSORÇÃO REFRIGERADAABSORÇÃO REFRIGERADA
34
Processo físico e exotérmicoDesidratação do gás natural com glicolRefrigeração à propano Seleção do óleo de absorçãoMecanismo de absorção fluxo em contra-correnteVariávies de controle pressão, temperatura e vazão de
solventeAfinilidade x seletividadeAlta recuperação de C3
Principais Características:
ABSORÇÃO REFRIGERADA
35
PROCESSO ABSORÇÃO REFRIGERADA
Parte da liquefação das frações pesadas do gás natural éproporcionada pela redução de temperatura provocadapela troca térmica com fluido refrigerante (C3).
Parte é proporcionada pela absorção provocada pelalavagem em contra-corrente do gás natural com fluido de absorção (por exemplo: aguarrás).
Fundamento Termodinâmico:
36
PROCESSO ABSORÇÃO REFRIGERADADiagrama Simplificado – Processamento de Gás Natural
37
PROCESSO ABSORÇÃO REFRIGERADA
Diagrama de Bloco – Planta Típica de Extração de NGL
38
PROCESSO ABSORÇÃO REFRIGERADA
Diagrama de Bloco – Processo Integrado NGL & LNG
39
DIAGRAMA SIMPLIFICADO – ABSORÇÃO REFRIGERADA
40
CICLO DE REFRIGERAÇÃO
41
1. E
vap
ora
do
r
3. C
on
de
ns
ado
r
Va
po
r
TORRE ABSORVEDORA
42
MECANISMO DE ABSORÇÃO
43
TORRE DESETANIZADORA
44
SISTEMA DE FRACIONAMENTO
45
TORRE DESBUTANIZADORA
46
PROCESSO TURBO EXPANSÃOPROCESSO TURBO EXPANSÃO
47
Expansão Isoentrópica (S = 0) Proporciona uma temperatura final mais baixaDesidratação do gás por peneira molecular Pode usar refrigeração à propano no pré-resfriamentoMaior eficiência (riqueza residual tende a zero) Possibilidade de produzir etano grau petroquímicoMáxima recuperação de C3
Alta recuperação de C2
Necessita investimento mais alto
Principais Características:
PROCESSO TURBO-EXPANSÃO
48
Compressão InicialDessulfurizaçãoDesidrataçãoRegeneração das peneiras molecuaresRefrigeração à propano (Pré-resfriamento)Turbo-Expansão (Expansão isoentrópica do gás).Desmetanização (Corte C1/C2
+)Compressão do gás especificado. Seção de Fracionamento do LGN (C2
+).
PROCESSO TURBO-EXPANSÃO
Principais Etapas:
49
Liquefação dos componentes mais pesados do gásnatural devido a redução de temperatura proporcionadopela expansão isoentrópica, com a realização de trabalho.
Atualmente, é o processo mais eficiente utilizado, sendoo único a permitir a liquefação de etano.
Atinge a temperatura da ordem de -95 oC.
PROCESSO TURBO-EXPANSÃO
Princípio Termodinâmico:
50
PROCESSO TURBO-EXPANSÃO
Diagrama de Blocos
51
DESSULFURIZAÇÃO DESIDRATAÇÃO REFRIGERAÇÃO EXPANSÃO
DESETANIZAÇÃODESPROPANIZAÇÃODESBUTANIZAÇÃODEISOPENTANIZAÇÃO
C2C3C4i-C4
C5+
COMPRESSÃO INICIAL
COMPRESSÃO FINAL
C1
DESMETANIZAÇÃO
LGN
COMPRESSÃO INICIAL OU FINAL
CICLO ÀPROPANOREGENERAÇÃO
Energia
SISTEMAS AUXILIARES
RECUPERAÇÃO DE LÍQUIDO
SEPARAÇÃO DE LÍQUIDO
TURBO-EXPANSOR
52
Metano mais C2
+ Liquefeito
Gás Natural para Liquefação de Pesados
(GN Pré-Resfriado)
Gás Processado para Venda
Torre Demetanizadora(Separação de Líquido)
Gás
DESENHO SIMPLIFICADO - TURBO-EXPANSOR
53
QUADRO COMPARATIVO DO SISTEMA DE FRACIONAMENTO DO LGN
VARIÁVEIS OPERACIONAIS
54
Formação de hidrato Parada do turbo-expansor Parada dos compressores de propano Falha do forno da desmetanizadora Isolamento térmico frio danificado Falha de controle do sistema supervisório
PROCESSO TURBO-EXPANSÃO
Problemas Operacionais:
55
OBJETIVO / PROCESSO JT RS AR TE
Especificar o Ponto de Orvalho S S S S
Especificar Gás conforme Portaria N.o 104 N N S S
Maximizará Produção de GLP N N S S
Produzir Etano Petroquímico N N N S
Complexidade: aumenta
COMPARAÇÃO ENTRE OS PROCESSOS
5656
COMPARAÇÃO ENTRE OS PROCESSOS
REFRIGERAÇÃO SIMPLES X ABSORÇÃO REFRIGERADA
57
Absorção Refrigerada
Refrigeração Simples
Etapa de Refrigeração
Etapa de Absorção
50% da Liquefação
Óleo de Absorção
C3
C3
T = - 35 oC
T = - 25 oC
Complemento da Liquefação
Mais eficiente
COMPARAÇÃO ENTRE OS PROCESSOS
TURBO-EXPANSOR X EFEITO JOULE-THMPSON
58
EfeitoJoule-Thompson
Turbo-Expansor
Riqueza do Gás 8 a 10%
T / P = ± 1 oC/atm
T / P = ± 0,5 oC/atm
GÁS NATURAL - ESCOAMENTO E SEPARAÇÃO DE FASES
Processamento de Condensado de Gás Natural
59
ESCOAMENTO DE GÁS NATURAL
PONTO DE PRODUÇÃO DE GÁS NATURAL
PONTO DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL
Transferência de Gás Natural
Condicionado para Escoamento
Separação de Fases
GASODUTOS
Produção & Condicionamento
60
SEPARAÇÃO DE FASES
PLATAFORMAÁgua
Condensado p/ Estabilização
(UPCGN)
Gás p/ Processamento
(UPGN)
Gasoduto
Coletor de Condensado
61
COLETOR DE CONDENSADO
62
COLETOR DE CONDENSADO
63
Separação física
Alto tempo de residência
Baixa velocidade
Ação gravitacional
Composições líquido-gás é função de P & T
Características:
COLETOR DE CONDENSADO
64
COLETOR DE CONDENSADO
VasoVertical
VasoHorizontal
65
COLETOR DE CONDENSADO
66
COLETOR DE CONDENSADO
Coletor Submarino
67
TRATAMENTO DOS PRODUTOS ORIUNDOTRATAMENTO DOS PRODUTOS ORIUNDODE GDE GÁÁS NATURALS NATURAL
68
Especificação Técnica
Tipos de Unidades de Tratamento
Tratamento Cáustico de GLP
Tratamentos patenteados de dessulfurização de GLP
Dessulfurização do Gás Natural
Odorização do GLP
TRATAMENTO DE PRODUTOS
69
ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DO GLP – RESOLUÇÃO N.o 18 ANP
70
TRATAMENTO CÁUSTICO DE GLP
Tem a finalidade de remover oscompostos de enxofre no presente no GLP para minimizar a corrosidade àlamina de cobre.
OBJETIVO
Lavagem do GLP em leito cáustico.PROCESSO
Principais Reações Exotérmicas e Irreversíveis
RSH + NaOH RSNa + H2O +
H2S + 2 NaOH Na2S + 2 H2O +
CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O +
71
TRATAMENTO CÁUSTICO DE GLP - ESQUEMÁTICO
Operação em Paralelo ou Série
72
DESSULFURIZAÇÃO DE GÁS NATURAL
73
GLP CORROSIVO
GLP TRATADO
TECNOLOGIA UTILIZADALeito de compostos sólidos formados por mistura de óxidos metálicos
Produto: PURASPEC ®Empresa : SINETIX
Produto: SULFACLEAN ®Empresa : SULFATREAT
DESSULFURIZAÇÃO DE GÁS NATURAL
Leitos de SULFATREAT®
74
ODORIZAÇÃO DE GÁS NATURAL
Características do Odorante Utilizado no Gás Natural
Nome do Produto: SPOTLEAK 1009 (Nome Comercial)
Composição Química: terc-butil mercaptan (77 a 80 %wt), iso-propil mercaptan (16 a 23 %wt),n-propil mercaptan (< 4 %wt)
Aspecto: Líquido incolor a amarelo claro de odor desagradável
Ponto de Ebulição: 62 oC @ 101,32 kPa
Ponto de Fulgor: 27 oC
Temperatura de Auto-Ignição: 245 oC
Densidade: 0,846 @ 15,5 oC
Pressão de Vapor: 6,6 psia @ 100 oF (0,46 kgf/cm2 abs. @ 37,8 oC)
75
ODORIZAÇÃO DE GLP
Características do Odorante Utilizado no GLP:
Nome do Produto: Etil Mercaptan
Nome Químico: Etanotiol
Aspecto: Líquido incolor a amarelo claro de odor desagradável
Ponto de Ebulição: 34,4 a 36,1 oC @ 101,32 kPa
Ponto de Fusão: -147 oC
Ponto de Fulgor: -48,3 oC
Temperatura de Auto-Ignição: 299 oC
Limite de Explosividade Superior: 18,2 %
Limite de Explosividade Inferior: 2,8 %
Densidade: 0,846 @ 15,5 oC
Pressão de Vapor: 1117 kPa (838 mmHg) @ 37,3 oC
Limite de Odor: 1 ppb76
TRANSFERÊNCIA & ESTOCAGEMTRANSFERÊNCIA & ESTOCAGEM
77
Liquefied Natural Gas (LNG):
É o gás natural liquefeito por meio da redução da sua temperatura a -162 oC àpressão atmosférica normal. Isto proporciona um transporte mais eficiente no estado líquido para longa distância (6.500 milhas naúticas) e regaseificado no destino final.
O LNG é armazenado a pressão atmosférica, mas necessita ser mantidosubresfriado em tanque isolado (@ temperatura da ordem -124 oC).
Em volume, nas condições métricas padrão (15 oC e 1,013 bar), o LNG ocupacerca de 1/600 do gás natural em estado gasoso.
Tipo de Sistema de Armazenamento no Navio:
“Moss Rosenberg” utilizam tanques esféricos isolado com espuma depoliuretano.
Conch utilizam tanques prismáticos.
“Membrane” tanques nas posições convencionais de petroleiros.
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
78
A composição do gás natural liquefeito, igualmente à do gás natural comercialdepende fundamentalmente do seu reservatório de origem. Antes daliquefação é necessário submeter o gás natural bruto a tratamentos quedependem das características originais do gás e normalmente consistem dos seguintes processos:
Desidratação total para evitar o risco de formação de hidratos ou a formaçãode gelo;
Dessulfurização para evitar riscos de corrosão dos equipamentos;
Descarbonatação e eliminação dos C5+ para evitar a formação de partículas
abrasivas;
Separação eventual do mercúrio cuja condensação pode provocar danosnas canalizações de alumínio;
Retirada de hélio;
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEMComposição e Características Físicas do Gás Natural Liquefeito
79
Dentre as características relevantes do Gás Natural Liquefeito (LNG), podemos ressaltar:
Incolor;
Temperatura do líquido à pressão atmosférica é entre (-165) ºC e (-155) ºC,dependendo da composição;
Pressão operacional da planta entre poucos mbar até 75 bar;
Densidade relativa entre 0,43 a 0,48 conforme a composição;
Calor latente de vaporização latente: 120 kcal/kg;
Elevada taxa de expansão. A vaporização de 1 m3 de LNG produz entre560 e 600 Nm3 de gás.
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
80
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
1. Navio Metaneiro 2. Linha Criogênica 3. Tanques de Armazenamento4. Ligação à Rede 5. Cobertura 6. Teto Suspenso 7. Parede Externa8. Tanque Metálico Interior, 9. Isolamento 10. Isolamento em espuma de vidro 11. Lage de fundação.
81
Os metaneiros têm capacidade para transportar de 125.000 a 135.000 m3 de gás natural liquefeito (LNG) e as paredes do tanque, do tipo sanduíche, sãoformadas basicamente por: liga de alumínio, isolante a base de poliuretano e aço, e são dimensionados para conservar a temperatura de resfriamento do gás natual liquefeito.
As turbinas dos navios são acionadas pelo próprio gás transportado que se vaporiza devido a troca de calor com o ambiente, e consume aproximadamente 0,20 a 0,25 % do volume transportado/dia.
Como referência, são apresentadas as dimensões básicas de um metaneiro:
Comprimento: 274m;
Boca 42m, pontal 26m, calado com o navio carregado 11,3 m.
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
82
O isolamento dos reservatórios, por muito eficaz que seja, por si só não podemanter a temperatura baixa.
O LNG é armazenado como produto criogênico, ou seja, em estado liquído àtemperatura de evaporação. No caso da água em ebulição (100ºC) a temperatura mantém-se constante durante a mudança de fase de líquida paragasosa mesmo que se continue a fornecer calor. Isto acontece devido àevaporação.
De forma análoga, o LNG mantém-se praticamente a temperatura constante(-162ºC) se for mantido a uma mesma pressão e desde que o vapor (gásnatural na fase gasosa) seja libertado do reservatório. Se isso não se verificar, a pressão e temperatura no interior do reservatório aumentará.
No entanto, mesmo a cerca de 7 bar, a temperatura do LNG não será superior a cerca de -128ºC.
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
83
Capacidade Típica: 125.000 a 138.000 m3 de LNG (2,6 – 2,8 bilhõesSCF de gás natural).
Outros: 216.000 m3 d LNG (4,8 bilhões SCF de gás natural)
VLCC – Very Large Crude Carrier
ULCC – Ultra Large Crude Carrier
dwt – dead weight tonnage
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
Navio Metaneiro
84
Tamanho de Navios
É igual à diferença volumétrica entre o deslocamento de água do navio em caladode carga (totalmente carregado) e o deslocamento em calado de balastro (que incluio peso do casco, o equipamento, o maquinário e caldeiras.
Em resumo, a tonelagem de peso morto indica o peso de um navio, considerando a carga máxima permitida a bordo, incluído o combustíveis, a tripulação e seuspertences, os mantimentos, os óleos, os tanques de água, etc. O termo “DWT” podeser chamado também de “deslocamento carregado” ou “deslocamento máximo”.
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
85
DWT – “Dead Weight Tonnage”
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
Desenho EsquemáticoNavio Metaneiro com Reservatórios Esféricos
86
Navio Metaneiro com Reservatórios Esféricos
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
87
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
88
TRANSFERÊNCIA E ESTOCAGEM
89
Tanque Refrigerado
• Quantidade: 2
• Volume: 50.000 m3 cada
• Pressão: atmosférico
• Temperatura: -48 oC
Esfera
• Quantidade: 8
• Volume: 3.300 m3
• Pressão: Pressurizada
ARMAZENAMENTO DE GLP - TERMINAL
90
91
SISTEMA DE TOCHA – “FLARE”SISTEMA DE TOCHA – “FLARE”
Sistema de Tocha
SISTEMA DE TOCHA - “FLARE”
92
SISTEMA DE TOCHA - “FLARE”
93
Ground Flare
94
SISTEMA DE TOCHA - “FLARE”
95
TOCHA – SITUAÇÃO DE EMERGÊNCIA
96
TOCHA – SITUAÇÃO DE EMERGÊNCIA
97
TOCHA – SITUAÇÃO DE EMERGÊNCIA
98
Vazão de alívio
Composição
Temperatura do gás
Pressão
Requisitos de segurança
Requisitos de meio ambiente
Requisitos sociais
TOCHA – INFORMAÇÃO DE PROCESSO
99
TOCHA – DETALHES
CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g) H25C = 12132 kcal/kg
100
Tempo
Temperatura
Turbulência
TOCHA – REAÇÃO QUÍMICA
101
TOCHA – REAÇÃO QUÍMICA
102
2**4
**
D
QFK
K – Radiação, BTU/(h*ft2)
– Transmissividade atmosférica
F – Fração radiante
Q – Calor liberado, BTU/h
D – Distância entre o epicêntrico de calor até o objeto, ft
Estimativa do Fluxo de Calor por Radiação:
TOCHA – PROJETO
103
Diâmetro do Queimador:
TOCHA – PROJETO
Número de Mach0,50 em situação de alívio0.20 em situação normal
MW
TZkgc1545c
cc -- Velocidade sônica, ft/sVelocidade sônica, ft/s
gcgc -- 32,174 (32,174 (lbmlbm * ft)/(* ft)/(lbflbf * s* s22))
kk -- Cp/Cp/CvCv
TT -- Temperatura, Temperatura, ooRR
ZZ -- Fator de CompressibilidadeFator de Compressibilidade
MWMW -- Peso MolecularPeso Molecular
104
Diâmetro do Queimador:
TOCHA – PROJETO
c
vMach
v
Qd
*
*4
105
TOCHA – PROJETO
106
MWWW HCSTEAM
8,1068,0*
WSTEAM – Vazão de vapor d’ água, kg/h
WHC – Vazão de hidrocarboneto, kg/h
MW – Peso Molecular
Critério do API-RP 521
INFLUÊNCIA DA INJEÇÃO DE VAPOR D’ ÁGUA
C + H2O CO + H2
( MW > 16 )
107
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Peso Molecular
(kg
de
Vap
or)
/(kg
Gás
)
> 40% Insaturado (JZ) < 40% Insaturado (JZ) API-RP 521
INFLUÊNCIA DA INJEÇÃO DE VAPOR D’ ÁGUA
108
Sem Injeção de Vapor. Início da Injeção de Vapor.
Queima sem Fumaça.
INFLUÊNCIA DA INJEÇÃO DE VAPOR D’ ÁGUA
109
Início da Injeção de Ar.Falta de Injeção de Ar.
Aumento da Injeção de Ar. Queima não Fuliginosa.
INFLUÊNCIA DA VAZÃO DE AR SOBRE A QUEIMA NÃO FULIGINOSA
110
Quantidade de Piloto:
TOCHA – PROJETO
Com a finalidade garantir a ignição durante a situação de emergência, os pilotos da tocha são mantidos acessos continuamente.
Os pilotos “premix” são mais estáveis, permanecendo acessos durante a situação de chuva e de ventos.
Diâmetro do Queimador Quantidade Recomendada
- 8” 1
10” – 20” 2
+ 20” 3
111
TOCHA – PILOTO
112
ACENDIMENTO DO PILOTO
113
Selo Molecular
Velocidade de Purga: ≈ 0,3 ft/s (mínima)
TIPOS DE SELO
114
Selo Fluídico
Velocidade de Purga: ≈ 0,4 ft/s (mínima)
TIPOS DE SELO
115
Selo Fluídico
TIPOS DE SELO
116
TOCHA – VASO DE SELAGEM
117
SELO DE LÍQUIDO
118
“PIGGING”“PIGGING”
119
“PIGGING”
120
“PIGGING”
121
“PIGGING”
122
“PIGGING”
FIMFIM