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Equipamentos 1
Instrutor André Costa
Equipamentos
Tanques de Armazenagem;
Trocadores de Calor;
Fornos;
Caldeiras.
Tanques deArmazenagem
Tanques de Armazenagem
O petróleo quando chega de uma plataformade produção é armazenados em tanques para
ser misturados entre si.
Tanques de Armazenagem Tanques de Armazenagem
Tanques de Armazenagem
Os derivados obtidos com o processo derefino também deverão ser acondicionado em
tanques apropriados, de acordo com suascaracterísticas.
Tanques de Armazenagem
Podem ser do tipo:
Atmosféricos;
Sob Pressão.
Tanques Atmosféricos
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Tanque Atmosférico Vasos Esféricos
André Costa
Abril 2007
Dessalgadora
Refinaria
Em seguida segue para o seu primeiroprocessamento no interior de uma
dessalgadora.
Planta de Processo - Refinaria Dessalgadora
É um precipitador eletrostático que promovea desidratação do petróleo e a remoção do sal.
Dessalgadora Dessalgadora Dessalgadora
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Dessalgadora Dessalgadora
O sal encontra-se dissolvido ou na forma desólidos (cristais) suspenso na água em
emulsão com o óleo cru.
Dessalgadora
Objetivo → redução de teores de água e saisdo petróleo.
Dessalgadora
Classificação → desidratadores (plataforma)e dessalgadoras (refinaria).
Dessalgadora
Princípio Básico → aplicação de uma altatensão (10.000 a 35.000 V) que provoca a
coalescência das gotas de água facilitando suadecantação.
Dessalgadora
Controles → BSW (Basic Sediments Water )antes e após o tratamento.
Efeitos Indesejáveis do Sal
Diminuem a troca térmica dos trocadores decalor na bateria de pré-aquecimento do óleo
cru;
Aceleram a formação de coque nos tubosdos fornos;
Efeitos Indesejáveis do Sal
Atacam o revestimento de inox das torres etubulações;
Aumenta o teor de Na no gás óleo, causandoo envenenamento do catalisador nas unidades
FCC;
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Efeitos Indesejáveis do Sal
Gera HCl através de hidrólise dos CaCl2 eMgCl2, potencializando seu poder de corrosão(principalmente na região do topo da coluna).
Dessalgadora
Os sais são removidos em quase suatotalidade pelo processo físico da precipitação
eletrostática...
Dessalgadora
O processo químico desencadeado pela aadição de demulsificante também ajuda o
processo.
Dessalgadora - Interior Dessalgadora
Variáveis Operacionais:
Vazão;
Qualidade do óleo cru;
Temperatura (120 a 150º C);
Pressão.
Dessalgadora - Limpeza
Circulação de fundo e acesso as bandejasatravés de jatos tridimensionais - Remoção da
borra;
Circulação adicional para limpar costado edesgaseificar;
Dessalgadora - Limpeza
Steam-out e limpeza complementar pararemoção dos sólidos lavados.
Trocadores de Calor
Trocador de Calor
Antes de começar o processo o óleo épreaquecido em um trocador de
calor/queimador.
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Trocador de Calor
Equipamento que efetua a transferência decalor de um fluido para outro, através de
pequenos tubos que separa os fluidos quentedo frio.
Trocador de Calor Trocador de Calor
Trocador de Calor Trocador de Calor Trocador de Calor
De acordo com o fim a que se destina,podemos fazer uma classificação geral:
Aquecimento;
Resfriamento.
Aquecimento - Aquecedor
Quando aquece fluído do processo por meiode vapor de água ou outro meio qualquer.
Aquecimento - Refervedor
Quando vaporiza um líquido por meio devapor d’água ou outro fluido quente.
São utilizados para prover calor as torres dedestilação vaporizando parte do produto de
fundo.
Aquecimento – Geração de Vapor
Quando gera vapor d’água aproveitandocalor de um líquido quente proveniente do
processo.
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Resfriamento – Resfriador
Quando resfria fluidos do processo usandoágua como meio de resfriamento.
O abaixamento de temperatura dos líquidosa serem armazenados evita perdas dos
produtos leves.
Resfriamento – Condensador
Quando condensa um fluido usando águacomo fluido resfriante.
Resfriamento – Resfriador de Ar
Quando resfria vapores ou líquidos,passando por feixes de tubos tipo serpentinas e
usando corrente de ar impulsionado por pásmovidas a motor elétrico.
Intercambiadores
Quando há troca de calor entre dois fluidosdo processo.
Intercambiadores
Executa uma dupla função: aquece um fluidousando outro fluido mais quente que se resfria.
Não há perda de calor
Trocador de Calor
O mais comum é o de feixe tubular “shel and
tube”
Fornos
Forno
Equipamento principal e de grande importânciana geração de calor.
Forno e Torre Atmosférica
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Forno
A chama é proveniente da queima decombustível e é a melhor maneira de se aquecer
grandes volumes de fluidos.
Forno
Na refinaria existe vários processos, que para oseu perfeito desenvolvimento, demandam de
grande quantidade de calor.
Conceitos Físicos
Calor;
Temperatura.
Calor
É a forma de transferir energia térmica entre doiscorpos que se vale da diferença de temperaturas
existente entre eles.
Calor
Se manifesta principalmente pela produção dassensações de “quente” e “frio”...
Calor e Temperatura
Estas sensações dependem do estado deaquecimento dos corpos.
Conhecido como temperatura (parâmetro físico).
Calor e Temperatura
Se dois corpos A e B, um quente e outro frio,forem colocados em contatos, sabemos pela
experiência...
Calor e Temperatura
Que o corpo quente se esfria e o corpo frio seaquece, até que os dois apresentem o mesmoestado de aquecimento (ponto de equilíbrio).
Calor e Temperatura
Esta sensação é causada pela transferência decalor.
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Calor e Temperatura
Calor → É uma forma de energia que étransferida de um corpo para o outro em virtude da
diferença de temperatura existente entre eles.
Calor e Temperatura
Um corpo, ao trocar de calor com outro, podeexperimentar uma variação de temperatura ou uma
mudança de estado.
Variação de Temperatura
Ocorre uma troca de calor sensível.
Mudança de Estado
Ocorre uma troca de calor latente.
Transmissão de Calor
Dois corpos com temperatura diferentes, quandounidos, vai trocar calor até cessar a transferência,conhecido com equilíbrio térmico (igualdades das
temperaturas...
Transmissão de Calor
As ondas de calor se movem dentro do corpo oude um ponto para outro de 3 (três) formas:
Condução;
Convecção;
Radiação.
Condução
A transferência ocorre de molécula a molécula,sem que haja transporte das mesmas;
Cria um gradiente de temperatura ao longo dapeça (objeto).
Convecção
A transferência ocorre de molécula a molécula,com o transporte das mesmas;
Surge a corrente de convecção criadas por razão da diferença de densidade da matéria
aquecida.
Radiação
A transferência ocorre de um corpo para o outro,mesmo sem ligação material;
A energia térmica é transformada em energiaradiante que se propaga por meio de ondas
eletromagnéticas;
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Radiação
Estas transformadas em calor quando absorvidapelo corpo que incidem;
Todos os corpos possuem a capacidade deradiar energia.
Utilização dos Fornos
Os do tipo tubulares são incorporados aoprocesso com a finalidade de fornecer calor.
Utilização dos Fornos
De acordo com o projeto e porte da refinaria, acarga térmica pode variar inclusive dependendo da
etapa do processo.
Utilização dos Fornos
Em média consomem 20% do investimento totalde uma refinaria.
Refinaria
75 a 80% da energia consumida é obtida daqueima de derivados combustíveis nos fornos e
caldeiras.
Fornos
Fornos
Classificação quanto a utilização em unidadesde destilação:
Pré-aquecedores de carga de torresfracionadoras;
Refervedores de torres pré-fracionadoras.
Pré-aquecedores de Carga de Torres
Fracionadoras
Bastante comuns em unidades de p rocesso eem refinarias de petróleo;
A carga é pré-aquecida em trocadores de calor afim de obter-se o melhor rendimento térmico da
unidade.
Pré-aquecedores de Carga de Torres
Fracionadoras
Empregados basicamente na destilaçãoatmosférica e a vácuo.
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Refervedores de Pré-fracionadoras
O fluido sai do fundo de destilação, circula peloforno e retorna à torre parcialmente vaporizado
(cerca de 50%) e ligeiramente aquecido(aproximadamente 55ºC)
Refervedores de Pré-fracionadoras
Empregados basicamente na torre de pré-flash
ou pré-fracionamento.Principais Seções
Câmara de Combustão
É a seção do forno onde se processam asreações de queima do combustível.
Zona de Radiação
É praticamente a mesma câmara de combustão;
É a parte mais quente de um forno e onde asuperfície do tubo é exposta diretamente à
radiação do calor da chama;
Zona de Radiação
A maior parte do calor absorvido pelo fluido étransmitida nessa seção;
O fluido abandona o forno após passar por ela.
Zona de Convecção
É a região de entrada da carga, por ser menosquente que a radiação;
Os gases oriundos da câmara de combustãoatravessam essa região cedendo seu calor ao
fluido que passa nos tubos;
Zona de Convecção
A transferência se processa preferencialmentepor convecção;
Zona de Convecção
Em alguns fornos, para aproveitar o calor remanescente dos gases residuais de combustão,
existe no topo desta zona uma serpentina...
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Zona de Convecção
Com objetivo de superaquecer vapor de baixapressão, utilizado para outros fins na própria
unidade.
Caixa de Fumaça
Seção onde os gases são coletados e dirigidos abase da chaminé.
Chaminé
Parte do forno responsável pela descarga dosgases para a atmosfera.
Passo
Compreende o conjunto de tubos consecutivosatravés dos quais o fluido passa dentro do forno;
O número de passos da zona de convecção eradiação podem ser iguais ou não.
Caixa de Cabeçote
É um compartimento de fácil acesso onde seencontra as ligações de um tubo com o seu
seguinte, do mesmo passo;
Os tubos podem também são ligados entre si,através de curvas de retorno.
Principais Componentes
Fornos - Principais Componentes
Estrutura e carcaça metálica;
Tubos;
Suporte dos tubos;
Chaminé e abafadores;
Fornos - Principais Componentes
Refratários;
Curvas e cabeçote de retorno;
Queimadores;
Sopradores de fuligem.
Instrumentação e Acessórios
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Instrumentação e Acessórios
São eletrônicos para um perfeitoacompanhamento das condições operacionais e
para o controle automático das variáveis doprocesso.
Indicadores de Temperatura (TI)
São instrumentos que indicam a temperatura nosdiversos pontos de interesse para
acompanhamento e boa operação do forno.
Controlador e Registrador de Temperatura(TRC)
Instrumento de controle automático datemperatura de saída da carga do forno;
Atua sobre o controlador de vazão ou pressãodo óleo ou gás combustível.
Controlador e Registrador de Vazão (FRC)
Instrumento de controle automático da cargapara o forno;
Atua na válvula de entrada da carga, ouválvulas, quando são vários passos.
Indicador de Pressão (PI)
Instalados nos anéis de gás combustível, vapor e óleo combustível, e entrada de carga de cada
passo;
Em alguns casos, podem ser utilizados naslinhas individuais de cada queimador.
Controlador de Pressão Diferencial(Vapor/Óleo)
Responsável pelo controle da pressão do anelde vapor de atomização.
Esquema de Processo
Caldeiras
Caldeiras
É um recipiente metálico cuja função é, entremuitas, a produção de vapor através do
aquecimento da água.
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Caldeira Caldeira - Funcionamento Caldeiras
São empregadas para alimentar as torres dosprocessos de separação e conversão, bem como
qualquer outras unidades que demandam devapor.
Caldeiras - Tipos
Flamotubulares;
Verticais;
Horizontais;
Multitubulares de fornalha externa.
Caldeiras Flamotubulares
São aquelas em que os gases provenientes dacombustão atravessam a caldeira no interior detubos que se encontram circundados por água,
cedendo calor a mesma.
Caldeiras Verticais
Os tubos são colocados verticalmente numcorpo cilíndrico e os gases de combustão sobem
através de tubos, aquecendo e vaporizando a águaque se encontra externamente aos mesmos.
Caldeiras Horizontais
Esse tipo abrange várias modalidades eapresentam tubulações internas, por onde passam
os gases quentes.
Caldeiras Multitubulares de Fornalha Externa
Em algumas caldeiras deste tipo a fornalha éconstituída pela própria alvenaria, situada abaixo
do corpo cilíndrico...
Caldeiras Multitubulares de Fornalha Externa
Os gases quentes provindos da combustãoentram inicialmente em contato com a base inferior
do cilindro, retornando pelos tubos de fogo.
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Caldeiras Caldeira
O profissional que for locado para trabalhar neste equipamento deverá possuir a certificação
NR-13.
Caldeira - Controle
Bibliografia
Fundamentos do Refino de Petróleo -Alexandre Salem Szklo;
Notas de Aulas (UNESA) – Luiz Chaves &Simone Lamarca;
Cadeia produtiva do Petróleo & Gás - AndréaLanes e Jane Nunes;
Bibliografia - Empresas
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