Deivid Sousa de Figueiroa - Processamento de Gás Natural

Universidade Federal de Campina GrandeUnidade Acadêmica de Engenharia Química

Pós-Graduação em Engenharia QuímicaDisciplina: Tecnologia de gás natural

Professora: Meiry Gláucia Freire RodriguesAluno: Deivid Sousa de Figueiroa

PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL

Processamento de gás natural

• Adequa para os setores:– Industrial;– Comercial;– Automotivo;– Domiciliar.

• UPGN:– Unidade de Processamento de Gás Natural.

• Separar componentes em produtos com especificação definida e controlada;

• Aumenta o desempenho em aplicações específicas, incorporação de maior valor agregado aos produtos gerados.

Produtos do gás naturalH2ON2

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

.

.

.

.CN

PROCESSAMENTO

H 2S

H2O

N2

CO2

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

.

.CN

GÁS ESPECIFICADO

ETANO PETROQUÍMICO

GLP

GASOLINA NATURAL

Esquema básico de uma UPGN

Liquefação EspecificaçãoFracionamento

Sistema de geração de baixa

temperatura

Sistema de separação de

produtos

Sistema de tratamento de

produtos

Sistemas Auxiliares

GN

Processo termodinâmico

utilizado

Produtos Gerados

Configuração básica de uma UPGN

• Área fria;• Área quente;• Sistema de tratamento de cargas e produtos;• Sistemas auxiliares;• Sistema de aquecimento de óleo térmico;• Sistema de compressão de propano;• Sistema de desidratação de gás natural.

Sistema de geração de criogenia

• Efeito Joule-Thomson;• Refrigeração simples;• Absorção refrigerada;• Turbo-expansão;• Processos combinados.

Escolha do processo

• Itens relevantes:

• Qualidade do Gás Residual requerida;• Vazão de gás natural disponível;• Produtos requeridos;• Proximidade de centros consumidores;• Viabilização econômica;• Tempo de retorno do capital investido.

Processo Joule-Thomson

• Características principais:

• Expansão isentálpica ( lpica ∆H = 0);• Baixa eficiência;• Baixo nível de recuperação de propano;• Muito baixo investimento;• Por ser muito simples, é de muito rápida instalação;• Utilizado de forma a antecipar projetos definitivos mais

elaborados;• Normalmente aproveita equipamentos existentes;• Utilizado em campos de produção pequenos e/ou isolados.

Esquema processo Joule-Thomson

Processo refrigeração simples• PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS:

• DESIDRATAÇÃO DO GÁS NATURAL (necessário);• ABAIXAMENTO DE TEMPERATURA DO GN;• UTILIZAÇÃO DE FLUIDO REFRIGERANTE;• CICLO DE REFRIGERAÇÃO A PROPANO;• ETAPAS DO CICLO:

– Compressão;– Condensação;– Expansão;– Evaporação;

• BOM NÍVEL DE RECUPERAÇÃO DE C3;

• MÉDIO INVESTIMENTO.

Esquema processo de refrigeração simples

Esquema de refrigeração simples: Etapas do ciclo de refrigeração à propano

Permutador de Propano

Processo de absorção refrigerada– PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS:

• PROCESSO FÍSICO E EXOTÉRMICO• DESIDRATAÇÃO DO GÁS NATURAL COM GLICOL• REFRIGERAÇÃO A PROPANO• UTILIZAÇÃO DE SOLVENTE (ÓLEO DE ABSORÇÃO)• MECANISMO DE ABSORÇÃO

• LAVAGEM DO GÁS EM CONTRA-CORRENTE• VARIÁVEIS DE CONTROLE• • TEMPERATURA• • PRESSÃO• • VAZÃO DE SOLVENTE• ALTA RECUPERAÇÃO DE PROPANO

Processo de absorção refrigerada

• ETAPAS BÁSICAS DO PROCESSO• Separação de líquido;• Desidratação;• Refrigeração;• Absorção;• Desetanização;• Fracionamento;• Desbutanização; • Regeneração de glicol;• Tratamento de produtos.

Esquema processo absorção refrigerada

Esquema mecanismo de absorção

Processo turbo expansão

• PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS• – EXPANSÃO ISENTROPICA (∆S= 0)• – PROPORCIONA TEMPERATURA FINAL MAIS BAIXA • – DESIDRATAÇÃO DO GÁS POR PENEIRA MOLECULAR• – PODE USAR REFRIGERAÇÃO A PROPANO NO PRE-

RESFRIAMENTO• – MAIOR EFICIÊNCIA (RIQUEZA RESIDUAL TENDE A ZERO)• – POSSIBILIDADE DE GERAR ETANO PARA PETROQUÍMICA• – TOTAL RECUPERAÇÃO DE C3• – ALTA RECUPERAÇÃO DE C2• – NECESSITA INVESTIMENTO MAIS ALTO

Diagrama processo turbo-expansão

Esquema processo turbo-expansão

O turbo-expansor