Fracionamento Gn

MESTRADO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS

FRACIONAMENTO DO GS

1Prof. Andr Luis Dantas Ramos e Prof. Alexandre Ferreira Santos, PEP/NDTR/UNIT

NATURAL

DISCIPLINA: TECNOLOGIA DE PETRLEO E GS NATURAL

Regulamentao As instalaes industriais de processamento de gs natural tiveram regulamentaes especficas por parte da ANP, constantes no Regulamento Tcnico 2/2001, anexo da Portaria ANP 54, de 30/03/2001 Definies da Portaria:-UPGN (Unidade de Processamento de Gs Natural):


-UPGN (Unidade de Processamento de Gs Natural):objetiva realizar a separao das fraes pesadas (C3+) existentes no gs natural do metano e etano, gerando GLP (C3 e C4) e gasolina natural (C5+)-URGN (Unidade de Recuperao de Gs Natural): objetiva separar o metano e o etano das fraes mais pesadas, contendo C3+ na forma de lquido (LGN)

Regulamentao Obs: o LGN o gs natural liquefeito por meio de reduo de temperatura e/ou aumento de pressoDefinies da Portaria:-URL (Unidade de Recuperao de Lquidos do Gs Natural) : objetiva separar o metano das fraes mais pesadas, contendo C2+ na forma de lquido (LGN)


pesadas, contendo C2 na forma de lquido (LGN)-UFL (Unidade de Fracionamento de Lquidos do Gs Natural): objetiva separar o LGN obtido na URL em correntes contendo etano, propano, GLP e C5+.Etano comumente incorporado ao GLP, em teores que no alterem a especificao estabelecida pela ANP

RegulamentaoTipo Denominao Produtos UPGN Unidade de

Processamento de Gs Natural

Gs industrial GLP Gasolina natural(C5+)

URGN Unidade de Recuperao de Gs Natural

Gs industrial LGN(C3+)

URL Unidade de Gs industrial


URL Unidade de Recuperao de Lquidos de Gs Natural

Gs industrial LGN(C2+)

UFL Unidade de Fracionamento de Lquidos de Gs Natural

Etano Propano GLP Gasolina natural(C5+)

Dessulfurizao/Remoo CO2

Desidratao Remoo de gua

Gs Natural (gs mido)

PROCESSAMENTO DO GS NATURAL (UPGN)


UPGN separao das fraes leves das pesadas

?

Composies mdias Correntes

Componentes (%mol)

CARGA GSINDUSTRIAL

LGN

CO2 0,73

Gasolina Natural Composta de hidrocarbonetos de 5 tomos de carbono ou mais (C5+) uma gasolina bastante voltil Apropriada para mistura em combustveis automotivos, especialmente para facilitar a partida em perodos frios


Algumas usinas realizam isomerizao da gasolina natural, produzindo isobutano e isopentano puros, utilizados para alquilao com olefinas leves (oriundas do gs de craqueamento), fornecendo gasolina alquilada

Processos para diminuir

Recuperao de lquidos (100% de butanos e mais pesados, 90% a 95% de propano e 80% etanos (%molar)

Processamento do Gs Natural (UPGN)

Processos de absoro


Processos para diminuir temperatura e/ou

aumentar a presso do Gs Natural

Processos de absoro com leo

Processamento do Gs Natural (UPGN)Refrigerao simples ou destilao a baixa temperatura:condensao de HCs mais pesados por meio de reduo da temperatura, com o uso de fluido refrigerante Absoro refrigerada: contato com fluido auxiliar (leo de absoro) numa torre da alta presso e baixa temperatura, com o uso de fluido refrigerante (propano)


com o uso de fluido refrigerante (propano)Turboexpanso: Abaixamento da temperatura do gs, atravs de sua expanso numa turbina, condensando HCs mais pesados;Expanso Joule-Thompson: Expanso em uma vlvula causa reduo de presso e abaixamento de temperatura

URGN TURBOEXPANSO

turbina


UPGN-ATALAIA

Aspectos Operacionais da UPGN-ATA- Entrada em operao: 1980

-Carga nominal : 2.800.000 m/d (a 1,033 kgf/cm abs e20 C)

-Finalidade:

- Recuperar 88% do propano e 100% dos hidrocarbonetosmais pesados

UPGN-ATALAIAProdutos da UPGN-ATA

- Gs industrial rico em metano, com teor mximo de gua 20mg/Nm, destinado Unidade de Amnia e Uria, reinjeo depoos, gs lift, fornecimentos aos Distritos Industriais de Aracaju,Estncia, N.S. Socorro, Bahia (Gaseb) e consumo interno;- Gs de alto poder calorfico, do sistema de desetanizao doslquidos produzidos, rico em metano e etano, para reinjeo emlquidos produzidos, rico em metano e etano, para reinjeo emGuaricema e consumo interno;- GLP, frao contendo propano e butano, especificado de acordocom a regulamentao do CNP, Resoluo 2/75, para fornecimentolocal, via carregamento de caminhes-tanque ou por bombeamentodireto;- Gasolina desbutanizada, contendo a frao de hidrocarbonetos depentanos e mais pesados, que ir para tanques do TECARMO.

SEPARAO DO GS INDUSTRIAL POR ABSORO REFRIGERADA COM LEO DE ABSORO:

- A solubilidade de gases em lquidos, cresce com o aumento da presso e diminuio da temperatura;

- Utiliza-se leo de absoro, a presses e temperaturas - Utiliza-se leo de absoro, a presses e temperaturas que garantam a absoro de propano (C3) e mais pesados. Nesta etapa, no entanto, algum metano e etano so tambm absorvidos.

UPGN-ATALAIA2. O Processo

A UPGN-ATA pode ser dividida em 10 sistemas bsicos:

2.1 Alimentao de Gs Natural, Recuperao e Estabilizao de Condensado2.2 Desidratao e Resfriamento do Gs mido2.3 Sistema de Regenerao de Glicol (MonoetilenoGlicol)2.4 Sistema de Absoro2.5 Sistema de Desetanizao2.5 Sistema de Desetanizao2.6 Sistema de Fracionamento do leo Rico2.7 Sistema de Desbutanizao do LGN2.8 Tratamento Custico do GLP2.9 Sistema de Refrigerao a Propano2.10 Sistema de Odorizao do GLP


2.1 Alimentao de Gs Natural, Recuperao e Estabilizao de Condensado

- O gs admitido a 33,5 kgf/cm (man) de presso dos seguintes alimentadores:

a) Gasoduto Norte;b) Estao de Compresso de Atalaia (ECA's)

- O gs proveniente do Gasoduto Norte passa pelo Coletor de Condensado, ondese separam gua e condensado de gs, que aparecem em grandes quantidades nase separam gua e condensado de gs, que aparecem em grandes quantidades naoperao de passagem de pig espuma pelo gasoduto. O condensado armazenado nos cilindros do coletor, indo o gs para processamento na UPGN-ATA.- O condensado proveniente dos cilindros de armazenamento enviado para oSistema de Estabilizao de Condensado, onde troca calor com condensadoestabilizado, entrando em seguida no topo da Torre de Estabilizao deCondensado.- O condensado estabilizado passa por um permutador, e enviado para o tanquede armazenamento de condensado ou enviado direto para os Tanques daTRANSPETRO.


2.2 Desidratao e Resfriamento do Gs mido O desidratante usado o monoetilenoglicol (MEG), com a finalidadede impedir o congelamento da gua e a formao de hidratos. atomizado na corrente de gs por intermdio de aspersores instaladosna entrada do permutador gs-gs e no resfriador de gs.

Gs + condensado + soluo de glicol exausto escoam para umvaso, onde o glicol exausto+condensado separado do gs. O glicolvaso, onde o glicol exausto+condensado separado do gs. O glicolexausto (com condensado) ento encaminhado para o vaso deexpanso de glicol, onde hidrocarbonetos condensados que tenhamsido arrastados pelo glicol exausto, so aqui separados.

O glicol exausto, isento de hidrocarbonetos, encaminhado para oSistema de Regenerao de Glicol


2.3 Sistema de Regenerao de Glicol (MonoetilenoGlicol) O glicol usado para absorver a gua do gs natural dever estar naconcentrao entre 76% e 86% em peso.

O glicol mido primeiramente filtrado e ao passar por uma vlvulade controle de nvel, sofre uma expanso brusca, sendo encaminhado torre T-20406torre T-20406

A torre T-20406 opera presso atmosfrica; possui um refervedoraquecido com leo de absoro e um condensador de topo (P-20418). A gua retirada da torre em forma de vapor, pelo topo; este vapordgua condensado em permutador e separado do CO2 em vaso.

O glicol regenerado escoa do fundo da torre para um permutador,onde resfriado, antes de voltar circulao para absoro dgua.

UPGN-ATALAIA2. O Processo2.4 Sistema de AbsoroT-204.01: Absoro das fraes mais pesadas que o etano;- Escoamento em contracorrente, de um leo de absoro com o gs rico;

- Refrigerao com propano (atinge at -250C), com o objetivo de removero calor de absoro gerado ao longo da torre;

- O gs de topo da torre absorvedora constitui o gs industrial de baixopoder calorfico (rico em CH4) que, antes de deixar a UPGN-ATA, trocacalor com o gs natural

- A torre T-20401 opera com recuperao de 91% do propano contido nogs natural, visando uma recuperao final de propano em 88%, aps seperder uma parte deste no topo da torre desetanizadora (T-20402).- O produto de fundo da torre o leo rico (leo+hidrocarbonetos), queconstitui a carga para a desetanizadora (T-20402).


Torres de Absoro (T-204.01), Desetanizao (T-204.02), Fracionadora deleo (T-204.03) e Desbutanizadora (T-204.04)

T-204.02

T-204.04T-204.03 T-204.01


2.5 Sistema de Desetanizao (T-20402)

A torre desetanizadora uma fracionadora que utiliza umrefervedor para retirar o metano e o etano do leo.

Uma corrente de leo de absoro pobre alimentada pelo topoda torre, para absorver o propano e mais pesados.da torre, para absorver o propano e mais pesados.

O leo rico do fundo da desetanizadora a carga para afracionadora de leo (T-20403), sendo rico em C3+; O produto de topo da desetanizadora (rico em C2) enviadopara a suco dos compressores Sulzer, que tm a opo de enviaro gs para a entrada da planta (UPGN-ATA) ou para a suco doscompressores da ECA.


2.6 Sistema de Fracionamento do leo Rico (T-20403)

Objetivo: separar o lquido do gs natural (LGN), do leo de absoro leo de absoro, produto de fundo, retorna s torres absorvedora edesetanizadora.

LGN, produto de topo, condensado em um permutador, indo em LGN, produto de topo, condensado em um permutador, indo emseguida para um vaso, sendo uma parte bombeada de volta torrecomo refluxo e outra parte para a torre desbutanizadora (T-20404).


2.6 Sistema de Fracionamento do leo Rico

F-20401 Forno Refervedor da Fracionadora


2.7 Sistema de Desbutanizao do LGN (Torre T-20404)

Objetivo: Separar GLP (C3-C4) da gasolina natural (C5+) O produto de fundo a gasolina natural (C5+), resfriado eenviado aos tanques de armazenamento de gasolina ou tanques daTRANSPETRO.TRANSPETRO.

O produto de topo o GLP (C3,C4), que condensa-se, indo emseguida para um vaso, voltando parte torre como refluxo, e outraparte sendo enviada para o tratamento custico de GLP, indo emseguida para as esferas de armazenamento aps filtragem eodorizao


2.8 Tratamento Custico do GLP

O GLP efluente da torre desbutanizadora (T-20404) alimentamvasos com recheio, cheios de soluo custica;

O GLP efluente destes vasos alimenta outro vaso, tambmrecheado, para sofrer lavagem com gua.recheado, para sofrer lavagem com gua.

Antes de ser enviado para as esferas de armazenamento, o GLPpassa em outro no vaso, para coalescimento das gotculas de guaarrastadas.


2.9 Sistema de Refrigerao a Propano

Consiste de um conjunto de compressores, vlvula deexpanso, condensadores, resfriadores, trocadores de calor evasos

Funo: fornecer propano para refrigerar as torres


2.10 Sistema de Odorizao do GLPObjetivo - odorizao do GLP e dos gasodutos do DIA e SAMARSA, atravs

da injeo do odorante etil mercaptan (C2H5SH); o sistema constitudo de umvaso acumulador de odorante e de dois vasos dosadores.

UPGN Absoro Refrigerada - Outra Planta

UPGN Absoro Refrigerada Outra Planta


UPGN-CARMPOLIS1. Informaes Gerais

- Processo: Abaixamento da temperatura com refrigerao a propanoe expanso do gs residual (no usa leo de absoro)

2. Liquefao do GN- Teor mdio de C3+ no gs de entrada: 5,5%- Injeo de monoetilenoglicol a 75% em peso nos feixes de 3- Injeo de monoetilenoglicol a 75% em peso nos feixes de 3permutadores de calor (130, 4 e 5 L/h), para misturar-se com guacondensada do gs, formando soluo a 69% em peso de glicol-GN sai do 10 permutador a -160C e 41,8 Kgf/cm2 e do 30 permutadora -32,20C e 41,2 Kgf/cm2, com 7,1% dos moles no estado lquido e92,9% no estado gasoso.- Sada do 30 permutador: gs e lquido (hidrocarbonetos +monoetilenoglicol)

UPGN-CARMPOLIS3. Expanso em vlvula de controle

- Presso reduzida de 41,2 para 30,6 Kgf/cm2; temperatura caide -32,20C para -390C; mais condensado obtido.

4. Separao Lquido-Gs- Separador trifsico (V-1231-01) fase lquida 1 (glicol) +fase lquida 2 (LGN) + fase gasosa (C1, C2)1 2-Possui eliminador de nvoas no topo, bota (controle de nvelinterface glicol-LGN) e vertedor de lquido

5. Expanso do gs em vlvula de controle- Presso reduzida de 30,6 para 8,5 Kgf/cm2; temperatura caide -390C para -57,50C- Gs troca calor at atingir temperatura de 19,60C, condioque sai da UPGN-CP para o anel de gs combustvel

UPGN-CARMPOLIS6. Desetanizao do LGN

- LGN efluente do vaso V-1231-01 sofre expanso em vlvula,de 30,6 Kgf/cm2 para 27 Kgf/cm2; 3,41% do LGN passam parafase gasosa- Conduzido para torre desetanizadora, com 14 estgiostericos; estabilizao para se obter presso de 14 Kgf/cm2- No topo, sai gs rico em etano (9150 m3/dia) que se junta ags residual do V-1231-01- No fundo, sai LGN (63 m3/dia) que odorizado cometilmercaptana (C2H5SH), na dosagem de 500 ml deodorizante para cada carreta de 35m3- LGN armazenado ou encaminhado para UPGN-Atalaia,gerando 23 ton/dia de GLP e 15 m3/dia de C5+

UPGN-CARMPOLIS7. Regenerao de glicol

- Glicol efluente do V-1231-01, com 69% em peso de glicol e a-390C, vai para torre de esgotamento, saindo dela com 75%- HC eventualmente arrastado tambm separado- gua eliminada por aquecimento, saindo na forma devapor pelo topo, sendo lanado na atmosferavapor pelo topo, sendo lanado na atmosfera- Glicol sai pelo fundo da torre de regenerao a 1220C, resfriado para 800C e alimenta os permutadores, semisturando ao gs natural de entrada na unidade e fechando ociclo

UPGNUPGN

CarmpolisCarmpolis--SESE

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