Avaliação de sensibilidade de uma planta utilizando trietileno glicol

ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DE UMA PLANTA DE GÁS NATURAL UTILIZANDO TRIETILENO GLICOL

 

J. A. S. de SOUSA1 e E. F. M. SALAS2 

1 Universidade Salvador – UNIFACS, Departamento de Engenharia Química

2 Mendoza Engenharia de Controle LTDA,

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RESUMO – A visão principal deste trabalho é realizar uma análise no processo de uma planta de gás natural utilizando trietileno glicol, visto que um possível descontrole de alguns parâmetros pode comprometer o desempenho de todo o processo. Assim, a atenção deste trabalho será voltada ao estudo de sensibilidade destes parâmetros, que estão relacionados à produtividade e proteção do meio ambiente.

ABSTRACT – In view of this study is to analyze the process of a natural gas plant using triethylene glycol, since a possible lack of some parameters may compromise the performance of the whole process. Thus, attention will be focused this work to study the sensitivity of these parameters, which are related to productivity and environment protection

1. INTRODUÇÃO

Na indústria de petróleo, o tratamento do gás natural é realizado por diversos processos, sendo a desidratação e a remoção de contaminantes as etapas principais. Para se enquadrar nas especificações de transporte e comercialização, o gás natural requer a remoção de hidrocarbonetos mais pesados (condensado) e de água para minimizar o potencial de formação de hidratos como requisitos mínimos.

Além da água, é preciso analisar também a presença de alguns contaminantes no processo, como o gás carbônico e o ácido sulfídrico, que por serem gases ácidos e corrosivos, representam um perigo em potencial para a integridade de dutos e equipamentos, além de participarem como agentes do efeito estufa e da chuva ácida.

O processo de desidratação é realizado para remover a água contida no fluxo de gás, e é o Trietileno glicol, que normalmente realiza essa absorção. Porém, além de absorver a água, ele acaba absorvendo também hidrocarbonetos como o benzeno e gases voláteis que em alguns casos são emitidos de forma direta para a atmosfera desencadeando alguns problemas ambientais.

 O processo de absorção é importante, pois a água junto com o gás ocasiona problemas de corrosão em tubulações e equipamentos, principalmente na presença de compostos ácidos, e em condições de baixa temperatura e alta pressão. Podem bloquear válvulas e tubulações, devido à formação de hidratos que surgem a partir da absorção da água em contato com hidrocarbonetos.

O desenvolvimento da simulação deste processo requer uma modelagem termodinâmica adequada dos equilíbrios de fases envolvidos neste tipo de sistema, para refletir adequadamente o comportamento da remoção destes contaminantes.

Um resumo a respeito da cadeia de tratamento do gás natural é apresentado na figura 1.

[pic 2]

Figura 1 – Processamento de Gás Natural

Será através destes fatores, que o estudo, com o auxílio da simulação do processo, apontará a viabilidade do projeto e a eficiência da planta de gás natural, de modo a minimizar os efeitos ambientais e os econômicos.

2. REVISÃO BIBLIOGRAFICA

2.1. Gás Natural

É um combustível fóssil encontrado na natureza normalmente em reservatórios profundos, sendo retirados da terra através de perfurações. Ele resulta da degradação da matéria orgânica, de fósseis de animais e plantas pré-históricas tendo como principais características ser inodoro, incolor e de queima mais limpa que os demais combustíveis. O gás natural nada mais é que o resultado da combinação de hidrocarbonetos gasosos, nas condições normais atmosféricas de pressão e temperatura, contendo, principalmente, metano e etano, como está especificado logo abaixo na Tabela 1:

   Tabela 1 – Composição típica do Gás Natural

COMPONENTE	(%) VOLUME
Metano	88,82
Etano	8,41
Propano	0,55
Nitrogênio	1,62
Dióxido de Carbono	0,6

As principais propriedades do gás natural são a sua menor densidade em relação ao ar e o seu baixo índice de emissão de poluentes, em comparação a outros combustíveis fósseis, rápida dispersão em caso de vazamentos. Ainda, em relação a outros combustíveis fósseis, o gás natural quando comparado, apresenta vantagens, tanto em termos de transporte como de aproveitamento (ANEEL, 2000).

2.2. Trietileno Glicol

Para a desidratação do gás natural, soluções de glicol são os solventes mais adequados, pois eles apresentam ligações polares entre o oxigênio e o hidrogênio. Com isso, a água, que também é uma molécula polar, é então absorvida por afinidade química.

A escolha do trietileno glicol como solvente do processo de absorção, foi feita levando-se em conta critérios de disponibilidade no mercado, custo e estabilidade térmica e química.

2.3. Descritivo do Processo

A unidade de processamento de gás natural é dividida em seções, onde sua produção é analisada para atender determinadas especificações. Inicialmente, o gás natural é processado para se encontrar em condições adequadas, em relação à presença de água, hidrocarbonetos pesados e outros gases. Para isso, ele irá passar então pela unidade de processamento, para assim serem retiradas as suas impurezas e os seus componentes condensáveis.

A maioria dos processos de desidratação ocorrem de forma contínua, onde o gás e o trietileno glicol fluem continuamente através de um vaso (contactor) para assim ocorrer a absorção da água.

A seção de recebimento de condensado é constituída por 4 vasos trifásicos, cuja função é separar a água, o condensado e o gás. A água é encaminhada para tanques de armazenamento, onde após os devidos tratamentos ela é destinada ao descarte. O condensado é enviado para uma coluna estabilizadora e o gás para compressores de reciclo.