Instituto Federal do Rio de Janeiro

- IFRJ -

Operações de Dutos

Sistemas de Segurança – Tochas

e Blowdown

Profª: Monique Kort-Kamp Figueiredo

Alunos:Filipe Oliveira

Peterson AlmeidaRodrigo Vieira

Thiago MonteiroVictor Almeida

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Sumário

Blowdown ........................................................................................ 3 Combustão ...................................................................................... 4 Sistema de Flare (tocha) ................................................................. 5Referências ...................................................................................... 6

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Professora: Monique Kort-Kamp FigueiredoAlunos: Filipe Oliveira, Peterson Almeida, Rodrigo Vieira, Thiago Monteiro e Victor Almeida. Turma: PGM 261 Operações de Dutos

Blowdown

Blowdown é o alívio intencional ou ventilação de pressão para fora de um sistema de tubulação ou de um dos seus equipamentos. Caldeiras, HRSG e outros equipamentos de petroquímica e energia precisam de pequenos alívios de forma contínua ou periódica para remover as impurezas e escala corrosão de suas superfícies interiores.

Válvulas de purga devem funcionar dentro de um sistema de controle, que normalmente controla o tempo dos eventos de purga contínua ou automatizadas. Outras válvulas de purga são controlados manualmente, e devem permanecer fechadas e sem fugas até a refinaria sofrer uma reviravolta ou a usina realizar sua interrupção.

Serviço Blowdown normalmente é exigente, e a válvula deve enfrentar altas temperaturas, uma variedade de líquidos corrosivos ou erosivos e detritos.

Queima: Os proponentes do projeto podem entrar em combustão de gás através de uma chama (caso contrário teria sido ventilado para a atmosfera). A combustão converte o metano em dióxido de carbono, um Gás do Efeito Estufa menos agressivo. Tipicamente, um queimador móvel é transportado para o local por caminhão e conectado ao sistema de gás pressurizado primária, embora seja possível que uma chama permanente sé utilizada. O gás é queimado até que a pressão no sistema seja reduzida, a ponto da chama não conseguir ser sustentável. O restante do gás é expelido para a atmosfera. Normalmente, essa queima não vai exigir combustível suplementar para um piloto ou para sustentar a combustão.

Existe um complexo sistema de canaletas de águas contaminadas, distribuído por praticamente toda a refinaria, que recolhe, de todas as unidades de processo, os efluentes e os drenos gerados. Tal sistema é vulgarmente conhecido por blowdown.

O blowdown permite o manuseio seguro e a correta disposição dos líquidos e gases que são automaticamente ventilados das unidades de processo através das válvulas de alívio, ou que são retirados manualmente das mesmas. As correntes de processo recirculadas e as correntes de água de refrigeração são freqüentemente purgadas manualmente para esse sistema, a fim de se prevenir o aumento contínuo da concentração de contaminantes em tais correntes. Parte, ou todo o conteúdo de um equipamento também pode ser purgado para o sistema blowdown, antes de o equipamento ser desligado por qualquer razão.

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Os sistemas blowdown utilizam uma série de baterias de flash, assim como condensadores, que são usados para separar o efluente recolhido em seus componentes líquidos e gasosos.

O líquido é normalmente composto de uma mistura de água e hidrocarbonetos, com contaminações variáveis de sulfetos, amônia e outros. Essa parte é enviada para a estação de tratamento de efluentes.

A parte gasosa usualmente contém hidrocarbonetos, gás sulfídrico, amônia, mercaptanas, solventes e outros constituintes e é, ou descartada diretamente na atmosfera, ou queimada nos flares.

A principal emissão atmosférica dos sistemas blowdown é a dos hidrocarbonetos, no caso do lançamento direto para a atmosfera, e dos óxidos de enxofre, no caso da queima nos flares. O blowdown também é um importante contribuinte das emissões fugitivas de hidrocarbonetos voláteis.

Combustão

Muitos compostos orgânicos liberados durante as operações de refino podem ser convertidos em CO2 e água, a partir do processo de combustão. A fim de se obter uma combustão completa é importante que se observe cuidadosamente variáveis como: proporção de oxigênio, temperatura da queima, turbulência e tempo.

Um bom exemplo do uso dessa medida de controle de poluição nas refinarias é o uso de caldeiras de queima de CO, junto aos regeneradores de catalisador. O CO liberado na regeneração é queimado nas caldeiras, transformando-se em CO2. Além do benefício do ponto de vista ambiental, a caldeira ainda gera calor para consumo próprio da unidade.

Os flares das refinarias promovem a queima de gases tóxicos e perigosos, nas unidades que manuseiam hidrocarbonetos, amônia, hidrogênio e cianeto de hidrogênio, além de outros que possam ser eventualmente emitidos em situações de emergência, as quais exigem liberação imediata de grandes volumes desses gases, seja para proteção da planta ou das pessoas. A combustão nos flares é o melhor meio de se dispor de tais poluentes.

Uma tocha (ou flare) é um dispositivo de segurança utilizado para queima de gases quando da despressurização de equipamentos, os quais não podem ser enviados para atmosfera. Isso acontece tanto em operação normal como em emergências operacionais. A tocha convencional recebe descartes gasosos de equipamentos de altas e baixas pressões das Unidades de Processo e do Setor de Transferência e Estocagem. A tocha química que recebe o desvio de gases ácidos da Unidade de Águas Ácidas (UTAA), gases

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desviados da Unidade de recuperação de Enxofre (URE) e todos os outros tipos de gases corrosivos.

As descargas das válvulas de Seguranças (PSV) de líquido são enviadas para um tanque denominado de vaso de blowdown. O efluente de vapor deste tanque é enviado para um sistema de tocha com controle de fluxo do tipo ultra-sônico. A fase aquosa é enviada para o sistema de águaoleosa. A fase líquida de hidrocarbonetos é enviada para um tanque de slop.

Sistema de Flare (tocha)O dispositivo utilizado em instalações de produções para queima de gás

usualmente é denominado flare, do inglês, podendo ser traduzido como queimador ou tocha. Em instalações de perfuração este queimador pode ser utilizado também para queima de petróleo, em eventos de teste.

O objetivo do sistema flare é a eliminação segura e eficaz dos gases não aproveitaods ou a recuperação destes. Refinarias, plantas petroquímicas e outras instalações de processamento de hidorocarbonetos têm necessidade de eliminar resíduos combustíveis, afim de manter o controle do processo e a segurança dos equipamentos e das pessoas. Para alcançar este objetivo, os resíduos são recolhidos em um sistema coletos (flare header) e encaminhados para a tocha.

Além do fluxo para o queimador, oriundo do controle de processo e das válvulas de alívio de segurança, o sistema coletor deve estar fluindo gás para manter a si mesmo e os sistemas associados purgados de ar. Adicionalmente, gás deve ser injetado no sistema coletor para elevar o calor do gás a ser queimado. A complexidade do sistema de flare(tocha) pode variar de uma simples aplicação, com a eliminação de gases em uma locação de poço, a sistemas de componentes múltiplos atendendo a uma refinaria.

O queimador é normalmente formado por trÊs componentes : a torre, o selo e o queimador. O sistema, por sua vez, contém elementos adicionais como um vaso de separação liquido, um vaso de selagem hidráulica opcional e alguns componentes auxilares como pilotos, ignitores, retentores de chama, instrumentos de controle etc.

Os projetos dos sistemas de tocha levam em consideração uma série de fatores como sua localização, área disponível, velocidade do vento, nível de ruído posição, radiação térmica entre outros.

Segundo a Norma API MPMS 14, seção 10 os tipos mais comuns de sistemas de tochas são aqueles de um único queimador, de um queimador enclausurado ou de múltiplos queimadores. Sistemas de que queimadores individuais quase sempre incluem um estrutura vertical de suporte que coloca a saída do queimador em uma posição elevadoa em relação aos seus arredores

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para reduzir a intensidade da radiação e ajudar na dispersão. Em contraste, sestemas de vários queimadores são quase sempre localizados no nível do solo e muitas vezes rodeados por alguma cerca que reduz a visibilidades da chama e restringe o acesso ao trabalhador. Queimadores enclausurados escondem completamente a chama e minimizam os níveos de visibilidade e som. Um queimador enclausurado ou multi-queimador podem ser vantajosamente combinados com um queimador vertical para minimizar chamas abertar de queimas emergências.

Referências

IMPACTOS AMBIENTAIS DO REFINO DE PETRÓLEO - Jacqueline Barboza Marianohttp://www.ppe.ufrj.br/ppe/production/tesis/jbmariano.pdf

Blowdown Protocol for Pipeline Systems – Blue Source Canadahttp://www.pacificcarbontrust.com/assets/Uploads/Protocols/Blowdown-ProtocolApr-14.pdf

file:///C:/Users/Filipe/Downloads/Caso_de_Estudo_Refino-_dayse-libre.pdf

http://www2.dbd.puc-rio.br/pergamum/tesesabertas/1012003_2013_cap_2.pdf

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