Aula Processos Químicos Industriais - Extração e Refino de Petróleo

PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS I AULA 03 Extração de Petróleo UNIDADES DE REFINO 1 PréTratamento do petróleo 2 Refinaria Topping 3 Processamento Downstream 4 Tratamentos químicos 1 PRÉTRATAMENTO No reservatório o petróleo encontrase em uma fase líquida denominada óleo ou fase oleosa Algumas frações leves e gases como H2S e CO2 aparecem na fase vapor devido a redução da pressão ao alcançar a superfície Além das fases gasosa e oleosa um campo de petróleo pode também produzir água seja pela sua presença inicialmente ou pela sua injeção salmoura OBJETIVOS DO PRÉTRATAMENTO Promover a separação das três fases oleosa gasosa e aquosa Tratar a fase oleosa para reduzir a presença de água emulsionada e sais dissolvidos 10 Tratar a fase gasosa para reduzir a presença de vapor de água e contaminantes Tratar a água separada do petróleo para descarte ou reinjeção em poços produtores concentração de óleos e graxas menor do 29 mgL Esquema de uma instalação complexa Poços Manifold Separação Água Tratamento de água Descarte Reinjeção Óleo Tratamento de óleo Exportação Gás Alta pressão Média pressão Compressão Baixa pressão Tratamento de gás Exportação Reinjeção SISTEMA COM SEPARAÇÃO TRIFÁSICA E TRATAMENTO DE ÓLEO SEPARADORES BIFÁSICOS E TRIFÁSICOS HORIZONTAIS SEPARADORES BIFÁSICOS E TRIFÁSICOS VERTICAIS PROBLEMAS OPERACIONAIS NOS SEPARADORES DE FASES Formação de espuma Obstrução por parafinas Areias e sedimentos Formação de emulsão na interface águaóleo Arraste de gotículas de líquido pela corrente gasosa ou de bolhas pela corrente oleosa TRATAMENTO DO ÓLEO DESSALGAÇÃO Gotículas de água salmoura com diâmetro de 10 μm a 10 μm não têm tempo suficiente para se aproximarem e coalescerem permanecendo dispersas no óleo e formando emulsões Principais sais dissolvidos na salmoura carbonatos sulfatos e cloretos de sódio potássio cálcio e magnésio O objetivo do tratamento é reduzir o teor de água emulsionada no óleo e consequentemente todos os sais e sedimentos nele presente TRATAMENTO DO ÓLEO DESSALGAÇÃO A formação de emulsões no petróleo é beneficiada pela presença de substâncias emulsionantes caráter hidrofílicolipofílico Essas substâncias normalmente fazem parte do grupo das resinas e dos asfaltenos TRATAMENTO DO ÓLEO DESSALGAÇÃO Quebra da emulsão rompimento da película formada pelos agentes emulsionantes a fim de permitir que gotículas vizinhas se aglutinem e decantem Formas de quebrar as emulsões Tratamento termoquímico adição de desemulsificantes com aquecimento para redução da viscosidade da fase oleosa Tratamento eletrostático a aplicação de um campo elétrico 15 a 35 kV sobre uma emulsão provoca a polarização das partículas de água principalmente pela migração de seus sais dissolvidos Em média são produzidos 795 L H2Obarril de óleo TRATAMENTO DO GÁS A corrente gasosa é formada por HC parafínicos leves C1C7 e Contaminantes como H2S CO2 N2 e H2Ov CO2 e N2 diminuem o poder calorífico do gás H2S e CO2 tornamse corrosivos em presença de umidade em alta pressão e baixa temperatura pode formar hidratos que entopem as tubulações e causam corrosão na presença dos gases ácidos O tratamento do gás consiste na retirada desses componentes TRATAMENTO DO GÁS Remoção dos gases ácidos segurança operacional ajuste às especificações técnicas e controle de corrosão Tipos de tratamento Solução de MEA monoetanolamina remoção de H2S e CO2 Adsorção por peneiras moleculares Permeação por membranas poliméricas TRATAMENTO DO GÁS Desidratação processo de absorção do gás utilizando como solvente o trietilenoglicol TEG pois é facilmente regenerado possui menor pressão de vapor menores custos de investimento e de operação A coluna de absorção utilizada é do tipo recheada na qual o gás após passar por uma seção de remoção de HC líquidos sobe em contracorrente com a solução de TEG proveniente do sistema de regeneração e no topo da torre o gás passa por um eliminador de névoas para remoção de gotículas de TEG arrastadas Tratamento do gás Gás seco Torre de absorção Gás úmido Hidrocarbonetos líquidos Água de resfriamento Desvio TEG rico TEG pobre Tocha Hidrocarbonetos líquidos Filtros Torre regeneradora Aquecedor elétrico Gás de esgotamento Vapor dágua TRATAMENTO DA ÁGUA O tipo de tratamento da água depende de sua destinação final Reinjeção em poços de petróleo forma de recuperação secundária de poços de petróleo á água precisa ter parâmetros como teores de óleo emulsionado gases ácidos sedimentos e bactérias redutoras de sulfatos controlados Descarte o descarte deve ser feito atendendo às exigências da regulamentação do CONAMA e regulamentos estaduais eou municipais aplicáveis Tratamento da água Salmoura oleosa Vaso desgasificador Água oleosa Separador águaóleo Efluente oleoso Tubo de despejo Caisson Tanque de óleo recuperado slop Óleo recuperado Água oleosa Gás UNIDADES DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL UPGN Gás úmido é o gás natural GN com a presença de HC com mais de três carbonos que irão gerar o GLP e a nafta leve gasolina natural UNIDADES DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL UPGN A etapa mais importante de uma UPGN é o abaixamento da temperatura do gás natural para separação dos componentes mais pesados que o etano Processos empregados Expansão JouleThomson Refrigeração simples Absorção refrigerada Turboexpansão Principais operações unitárias empregadas Desidratação Compressão Absorção Resfriamento UNIDADES DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL UPGN Processo Expansão JouleThomson UNIDADES DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL UPGN Processo Refrigeração Simples UNIDADES DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL UPGN Processo Absorção Refrigerada UNIDADES DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL UPGN Processo Turbo expansão