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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITÉCNICA DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA E SANEAMENTO CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA AVALIAÇÃO DAS EMISSÕES DE COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS (VOCs) EM OPERAÇÕES DE CARGA E DESCARGA DE DERIVADOS LÍQUIDOS DE PETRÓLEO ROGÉRIO SANTOS DE ASSUNÇÃO SALVADOR , JANEIRO DE 2003

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA - ESCOLA POLITÉCNICA · embarcações e aviões em postos de combustíveis, portos e e aeroportos. Consumidores finais Figura 1 – Etapas de produção

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

ESCOLA POLITÉCNICA DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA E

SANEAMENTO CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM

GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

AVALIAÇÃO DAS EMISSÕES DE COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS (VOCs) EM OPERAÇÕES DE CARGA E DESCARGA DE

DERIVADOS LÍQUIDOS DE PETRÓLEO

ROGÉRIO SANTOS DE ASSUNÇÃO

SALVADOR , JANEIRO DE 2003

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA - ESCOLA POLITÉCNICA

DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA E SANEAMENTO

CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

TEMA

EMISSÕES ATMOSFÉRICAS DE VAPORES ORGÂNICOS

TÍTULO

AVALIAÇÃO DAS EMISSÕES DE COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS (VOCS) EM OPERAÇÕES DE

CARGA E DESCARGA DE DERIVADOS LÍQUIDOS DE PETRÓLEO

AUTOR

ROGÉRIO SANTOS DE ASSUNÇÃO

ORIENTADOR

PROF. DR. JOSÉ GERALDO DE ANDRADE PACHECO FILHO

MONOGRAFIA DE CONCLUSÃO DO CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E

TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA DO DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA E SANEAMENTO

DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA (PERÍODO: MARÇO – DEZEMBRO/2001).

SALVADOR , JANEIRO DE 2003

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

RESUMO

Nos últimos anos empresas de refino de petróleo e do setor petroquímico,

principalmente nos Estados Unidos e Comunidade Européia, têm-se mostrado cada

vez mais preocupadas com o problema das emissões atmosféricas, especificamente

emissões de compostos orgânicos voláteis (VOC) provenientes dos derivados líquidos

de petróleo, a exemplo da gasolina, óleo destilado, nafta e derivados. Esta

preocupação tem sido motivada pelas grandes perdas financeiras envolvidas e pela

necessidade de se proteger a saúde do trabalhador e o meio ambiente, além da forte

pressão dos órgãos ambientais.

Baseado neste cenário e aliado ao fato de que, neste setor industrial, umas das

principais fontes de emissão de VOCs são as operações de carga e descarga de

derivados líquidos de petróleo em caminhões-tanque e vagões-tanque, nas chamadas

ilhas de carregamento, e em embarcações nos terminais marítimos, o presente estudo

avalia métodos para cálculo e controle dessas fontes de emissão, além de descrever

algumas tecnologias atualmente aplicadas para a recuperação desses compostos

orgânicos, bem como uma comparação entre elas.

Após análises e discussões feitas neste trabalho, conclui-se que a metodologia

desenvolvida pela EPA, para cálculo e controle das emissões de VOCs nas operações

de carga e descarga de derivados líquidos de petróleo, são consistentes e confiáveis,

uma vez que é fruto de exaustivos levantamentos de campo e testes de laboratório

para se chegar aos conhecidos fatores de emissão e modelos empíricos de emissões

de VOCs. Fazer uso desta metodologia é o primeiro passo para se elaborar um estudo

de viabilidade econômica, visando implantar um sistema de recuperação de compostos

orgânicos, baseado em diferentes tecnologias, também discutidas neste trabalho.

Palavras-chaves: Emissão, VOC, petróleo, carga, descarga.

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

SUMÁRIO

Lista de Tabelas v

Lista de Figuras v

1 Introdução _______________________________________________________ 1

2 Revisão da Literatura ______________________________________________ 4

2.1 Metodologia EPA para o cálculo e controle de emissões de VOCs nas operações de carga e descarga de derivados líquidos de petróleo __________ 6

2.2 Tecnologias para recuperação de compostos orgânicos voláteis ______ 15

2.2.1 Adsorsão __________________________________________________ 17

2.2.2 Absorção __________________________________________________ 19

2.2.3 Separação por Membrana _____________________________________ 20

2.2.4 Condensação_______________________________________________ 20

2.2.5 Comparação Entre Tecnologias_________________________________ 21

3 Estudo de Caso__________________________________________________ 24

4 Conclusão ______________________________________________________ 26

5 Glossário _______________________________________________________ 28

6 Referências Bibliográficas_________________________________________ 29

7 Anexos_________________________________________________________ 31

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Fatores de Saturação (S) para Cálculo de Emissões de VOCs nas

operações de carregamento de derivados líquidos de petróleo a...........................11

Tabela 2 – Propriedades Físico-químicas de Alguns Derivados Líquidos de Petróleo a11

Tabela 3 – Fatores de Emissão para VOCs nas Operações de Carregamento de

Gasolina em Terminais Marítimos a........................................................................13

Tabela 4 – Fatores de Emissão para Orgânicos Totais (CA) nas Operações de

Carregamento de Óleo Bruto em Terminais Marítimos a........................................15

Tabela 5 – Vantagens e Desvantagens do Sistema de Adsorsão.................................18

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Etapas de produção de petróleo, refino, transformação e distribuição (as

setas indicadas para cima referem-se aos pontos de emissão de VOCs) -

Adaptado da EPA [7] ................................................................................................2

Figura 2 - Carregamento de um navio-tanque com líquido orgânico [3]..........................6

Figura 3 – Carregamento com tubo não submerso - adaptado da EPA [7] .....................8

Figura 4 – Carregamento com tubo submerso - adaptado da EPA [7] ............................8

Figura 5 – Carregamento com tubo fixado no fundo do tanque - adaptado da EPA [7]...9

Figura 6 – Caminhão-tanque abastecendo um tanque subterrâneo de um posto de

gasolina com sistema de Balanço de Vapor - Adaptado da EPA [7] ......................10

Figura 7 – Carregamento de um caminhão-tanque, com um sistema de recuperação de

vapores orgânicos acoplado - Adaptado da EPA [7] ..............................................16

Figura 8 – Tecnologias para tratamento de VOCs versus vazão da corrente gasosa -

adaptado de Hunter [15].........................................................................................22

Figura 9 - Tecnologias para tratamento de VOCs versus concentração de orgânicos na

corrente gasosa - adaptado de Hunter [15] ............................................................23

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

1 INTRODUÇÃO

As discussões em torno das emissões atmosféricas estão cada vez mais em pauta no

planejamento das metas ambientais das indústrias petroquímicas e refinarias. Muitas

das empresas do setor têm se mostrado preocupadas com as perdas envolvidas nas

emissões de compostos orgânicos voláteis (VOCs) para a atmosfera. As

conseqüências destas perdas vão desde os efeitos nocivos que estas substâncias

orgânicas causam à saúde do trabalhador e ao meio ambiente até as grandes perdas

financeiras envolvidas, uma vez que toneladas de produtos são lançados na atmosfera.

Além disso, cada vez mais as empresas têm sido cobradas pelos órgão ambientais

para um maior controle sobre essas fontes poluidoras.

Conforme mostra a Figura 1, essas emissões ocorrem desde a etapa de extração do

petróleo, passando pelas etapas de carga/descarga, transporte, refino e transformação

na indústria petroquímica, até chegar na etapa de comercialização, ou seja, distribuição

e consumo final. Ao longo deste percurso, as maiores fontes potenciais de emissão de

VOCs ocorrem durante as operações de carregamento e descarregamento de

derivados líquidos de petróleo em caminhões-tanque e vagões-tanque, nas ilhas de

carregamento, e de embarcações nos terminais marítimos. Daí então a necessidade de

se controlar estas emissões, uma vez que essas operações são realizadas na maiorias

das vezes abertas para a atmosfera.

São nestas ilhas de carregamento e terminais marítimos que ocorrem a distribuição e

recebimento de matérias-primas para refinarias, indústria petroquímica e de

transformação, além dos produtos derivados de petróleo (ex.: gasolina, querosene,

óleo destilado, etc) para consumo final.

No Brasil, estudos mais apurados sobre estes tipos de emissões, bem como seu

controle a nível industrial, são bastante escassos, sem falar da inexistência de

legislação local que trate sobre o tema.

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

Poço de produção de Petróleo

Refinaria

Carregamento e descarregamento de vagões

Tubovia

Carregamento e descarregamento deNavios Cargueiros/Barcaças

Tanques deestocagem

de óleobruto

Tanques deestocagem

de crus

Tanques deestocagem

de produtos

Tubovia

Tanques decombustível emDistribuidoras

IndústriaPetroquímica

Tanques deestocagemde Matéria-

prima

Tanques deestocagem

de produtosorgânicos

Carregamento e descarregamento de vagões

Carregamento e descarregamento deNavios Cargueiros/Barcaças

Carregamento e descarregamentode Caminhões-tanque

Tubovia

Carregamento e descarregamentode Caminhões-tanque Indústrias de

Transformação

Abastecimento de veículos,embarcações e aviões em postos

de combustíveis, portos e eaeroportos.

Consumidores

finais

Figura 1 – Etapas de produção de petróleo, refino, transformação e distribuição (as setas indicadas para cima referem-se aos pontos de

emissão de VOCs) - Adaptado da EPA [7]

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

Já nos Estados Unidos, o próprio órgão ambiental federal (US-EPA – Environmental

Protection Agency) elabora métodos reconhecidos mundialmente para o cálculo e

controle das emissões atmosféricas durante as operações de carga e descarga de

caminhões-tanque, vagões-tanque e embarcações, como também exige a utilização

destes métodos por parte das empresas. Países da comunidade européia também

aplicam os métodos americanos, além de desenvolverem tecnologias próprias de

controle e recuperação de VOCs.

Dentro deste contexto, o direcionamento do presente trabalho baseou-se nos seguintes

aspectos econômico-ambientais:

− Impactos ambientais causados pelo lançamento de compostos orgânicos na

atmosfera, uma vez que estes compostos, juntamente com os óxidos de nitrogênio,

são os grandes precursores do ozônio na troposfera (camada da atmosfera com

altitude que varia de 8 km, nos Pólos Norte e Sul, a 15km, na região do equador);

− Grandes perdas financeiras, devido à perda de produtos;

− Uso de tecnologias limpas para eliminação de perdas;

− Aspectos legais;

− Crescente preocupação das empresas do setor petroquímico e de refino de petróleo

em controlar suas emissões atmosféricas.

Neste sentido, o principal objetivo deste trabalho é discutir e disseminar as

metodologias atualmente utilizadas para se estimar as taxas de emissões de VOCs,

bem como as ferramentas de controle e tecnologias de recuperação dos compostos

orgânicos voláteis emitidos para a atmosfera, disponíveis atualmente.

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

2 REVISÃO DA LITERATURA

Os compostos orgânicos voláteis (VOCs) pertencem a uma classe de substâncias na

qual o carbono esta ligado ao hidrogênio ou a outros elementos, e cuja pressão de

vapor na temperatura ambiente é maior que 0,01 psia (0,0007 atm) e ponto de ebulição

vai até 260oC [15]. A maior parte dos compostos orgânicos com menos que 12 átomos

de carbono são considerados VOCs. A US-EPA define um VOC como um composto

de carbono que participa de reações fotoquímicas na atmosfera, excluindo entretanto o

carbono puro, metano, etano, carbonatos, carbono ligado a metal, CO e CO2 [15].

A importância de se controlar as emissões dos VOCs se deve ao fato deles serem os

principais componentes das reações químicas e físicas na atmosfera que formam o

ozônio e outros oxidantes fotoquímicos, causando o chamado “Smog” Fotoquímico.

Devido à poluição ambiental causada pelo smog fotoquímico, os processos industriais

que causam este fenômeno em diversas cidades do Japão (Tóquio, Osaka, Kanagawa,

etc) foram obrigados a instalar sistemas de recuperação de hidrocarbonetos de acordo

com as exigências legais de cada prefeitura. Em 1990, havia em todo Japão cerca de

70 sistemas de recuperação de vapores de hidrocarbonetos [14].

É sabido que as emissões de VOCs durante as operações de carga e descarga de

derivados líquidos de petróleo em caminhões-tanque, vagões-tanque e embarcações

se dão por evaporação e principalmente pela exaustão através do topo dos tanques de

carga. E as corrente gasosas que saem do topo destes tanques possuem 15-50%vv de

compostos orgânicos, sendo que após passarem por um sistema de recuperação, este

percentual cai para valores menores que 5-8%vv [14].

A legislação européia, em seu documento “European Directive 94/63/EC” sobre

controle de emissões de VOCs, exige a instalação de sistemas de controle de emissão

durante o carregamento de gasolina em caminhões, vagões e em terminais marítimos

que operam com barcaças. A lei é aplicada para terminais cuja capacidade de carga

seja superior a 31.000 toneladas de gasolina por ano. Para se ter uma idéia, isto

eqüivale a 42.466 m3 de gasolina, ou seja, 4 caminhões-tanque de 30 m3 por dia,

durante um ano, considerando a densidade da gasolina igual a 730 kg/m3. Esta lei não

define limites de taxa de emissão.

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

Nos Estados Unidos existem tanto leis estaduais quanto federais que ditam regras a

respeito do controle de emissões de VOCs durante o carregamento de gasolina em

navios. O documento federal “Federal Clean Air Act”, em uma das suas exigências,

ordena o uso de sistemas de recuperação de vapores orgânicos com uma eficiência de

95%, ou a utilização de técnicas de destruição que reduzam em 98% as emissões de

VOCs. Segundo o documento, estes sistemas de recuperação são requeridos para

terminais com capacidade de carga superior a 1,2 milhões de toneladas de gasolina

por ano. Isto eqüivale a 150 caminhões-tanque de 30 m3 por dia, durante um ano,

considerando a densidade da gasolina igual a 730 kg/m3. A lei americana, da mesma

forma que a européia, também não define limites de taxa de emissão.

Comparando-se as duas legislações, percebe-se que a legislação européia exige

apenas a instalação de sistemas para o controle das emissões de VOCs, enquanto que

a americana exige a instalação de sistemas de recuperação ou destruição dos vapores

orgânicos.

Em um relatório publicado pela EPA em 1995, concluiu-se que, das 4,7 milhões de

toneladas [12] de VOCs lançadas para a atmosfera nos EUA em 1992, 8% [11] é

devido ao transporte e comercialização de produtos (líquidos) orgânicos voláteis. Os

92% restantes são provenientes de emissões veiculares (27%); utilização de solvente

orgânico em revestimento de superfícies (12%); utilização de solvente orgânico não

industrial (12%); resíduos industriais (10%); processos industriais e outros.

Em uma outra pesquisa mais específica realizada em 2000 pela empresa belga

CONCAWE em 64 terminais marítimos da Europa, concluiu-se que das 47,2 milhões

de toneladas de gasolina carregadas em 1998, 13.190t/ano correspondem ao total

emitido sem que houvesse controle algum. Para o cálculo desta emissão foi utilizado o

fator de emissão publicado pela EPA de 0,034% por volume de gasolina carregada, e

assumindo a densidade da gasolina igual a 730 Kg/m3 e do vapor de gasolina

condensado, 600Kg/m3. A Figura 2 ilustra de forma simplificada o carregamento de um

navio-tanque com líquido orgânico provocando emissão de VOCs.

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Figura 2 - Carregamento de um navio-tanque com líquido orgânico [3].

Reconhecidos, aprovados e adotados nos Estados Unidos, Europa e Japão, além de

serem aceitos pelos órgãos ambientais destes países, os métodos publicados pela

EPA para se estimar as emissões de VOCs, seja por modelos matemáticos empíricos,

seja por fatores de emissão, servem como ponto de partida para se conhecer, de forma

menos custosa e consistente, o quanto de produto se está perdendo para daí então se

avaliar a necessidade de controle e/ou recuperação destes produtos. Nos capítulos a

seguir estes métodos serão apresentados com mais detalhes.

2.1 METODOLOGIA EPA PARA O CÁLCULO E CONTROLE DE EMISSÕES DE VOCS NAS

OPERAÇÕES DE CARGA E DESCARGA DE DERIVADOS LÍQUIDOS DE PETRÓLEO

Conforme dito anteriormente, as emissões de VOCs durante as operações de carga e

descarga de derivados líquidos de petróleo em caminhões-tanque, vagões-tanque e

embarcações se dão por evaporação e/ou exaustão através do topo dos tanques de

carga. Esta perda de produto durante o carregamento ocorre quando os vapores

orgânicos presentes no tanque são expulsos para a atmosfera enquanto este mesmo

tanque é carregado com um novo líquido. Estes vapores são constituídos por: (1)

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vapores formados no tanque vazio pela evaporação do produto residual carregado

anteriormente; (2) vapores transferidos através de sistemas de balanço de vapor,

quando um tanque de carga que está sendo descarregado resgata os vapores que

estão sendo deslocados para fora de um outro tanque que está sendo carregado,

conforme mostrado na Figura 6; (3) vapores gerados no tanque enquanto um novo

produto é carregado. Logo, a quantidade de produto emitido para a atmosfera durante

as operações de carregamento depende dos seguinte parâmetros:

− Características físico-químicas do produto da última carga/descarga;

− Método para descarregamento utilizado na operação anterior (ex.: se havia

sistema de balanço de vapor);

− Método para carregamento do novo produto;

− Características físico-químicas do novo produto a ser carregado;

− Temperatura ambiente.

Os principais métodos utilizados para carregamento de tanques de carga de

caminhões, trens e embarcações são:

− método de carregamento com tubo não submerso;

− método de carregamento com tubo submerso;

− e método de carregamento com tubo fixado no fundo do tanque de carga,

conforme ilustrados respectivamente na Figura 3, Figura 4 e Figura 5.

No método de carregamento com tubo não submerso (Figura 3), o líquido é lançado no

tanque num nível próximo ao topo. Isto causa grande turbulência e contato

líquido/vapor, resultando em altos níveis de geração de vapores orgânicos e emissões.

Adicionalmente, a depender do nível de turbulência, gotas de líquido podem ser

carreadas na corrente de vapor, aumentando ainda mais as perdas.

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Emissão de vaporesorgânicos

Vapores

Tubo paraCarregamento

Tampa dotanque

Produto

Tanquede Carga

Figura 3 – Carregamento com tubo não submerso - adaptado da EPA [7]

No método de carregamento com tubo submerso (Figura 4), a extremidade do tubo é

posicionada próximo ao fundo do tanque de carga, ficando mergulhado no líquido. Este

é então carregado quase que sem turbulência, diminuindo em muito as emissões.

Emissão de vaporesorgânicos

Vapores

Tubo paraCarregamento

Tampa dotanque

Produto

Tanquede Carga

Figura 4 – Carregamento com tubo submerso - adaptado da EPA [7]

No terceiro método (Figura 5), o tubo é fixado permanentemente ao fundo do tanque de

carga, por onde ocorrerá a entrada do líquido. Neste método, como no anterior, a

turbulência do líquido enquanto é carregado é significantemente controlada, resultando

em menores emissões dos VOCs.

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM GERENCIAMENTO E TECNOLOGIAS AMBIENTAIS NA INDÚSTRIA

Vent de vaporesorgânicos para atmosfera

ou para unidade derecuperação

Vapores

Tubo paraCarregamento

Tampa dotanque

Produto

Tanquede Carga

Figura 5 – Carregamento com tubo fixado no fundo do tanque - adaptado da EPA [7]

Tanques de carga são às vezes designados para transportar apenas um produto, o que

é denominado de “Serviço Dedicado”. Por exemplo: tanques dedicados apenas ao

transporte de gasolina retornam aos terminais de carga contendo em seu interior ar

totalmente ou parcialmente saturado com vapores de gasolina da última carga.

Uma medida de controle de emissão de vapores durante o carregamento do produto

líquido é o chamado serviço com “Balanço de Vapor”, no qual o próprio tanque de

carga (de um caminhão ou trem) que está sendo descarregado resgata os vapores que

estão sendo deslocados para fora de um outro tanque que está sendo carregado.

Desta maneira não há emissões para a atmosfera. A Figura 6 mostra um caminhão-

tanque descarregando combustível em um tanque subterrâneo de um posto de

gasolina, utilizando nesta operação o “Balanço de Vapor”, onde os vapores orgânicos

capturados retornam aos tanques de carga nas ilhas de carregamento. Vale ressaltar

que estes tanques que retornam para as ilhas de carregamento estão saturados com

vapores orgânicos, e a presença desses vapores quando se inicia uma nova carga de

produto com o tubo submerso, como mostra a Figura 4, resulta em emissões bem

maiores do que aquelas encontradas quando o tanque não possui o sistema de

balanço de vapor. Operações que utilizam balanço de vapor não são usualmente

praticadas em tanques de navios.

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Tubo de carregamento submerso

Nível do Líquido

Manifold para retorno dos vapores

Compartimentosde estocagem

Linha de vent dos vapores

Válvulas de alívio de pressãoVálvula de

intertravamento

Linha deretorno de

vapor

Tanquesubterrâneo

Figura 6 – Caminhão-tanque abastecendo um tanque subterrâneo de um posto de

gasolina com sistema de Balanço de Vapor - Adaptado da EPA [7]

A EPA desenvolveu um modelo empírico que estima as emissões de VOCs durante o

carregamento de derivados líquidos de petróleo [7]:

(1)

onde,

LL = “Loading Loss” (perda

emitido, em libras por 1000

S = Fator de saturação – da

P = Pressão de vapor verd

ao quadrado (psia) – obtida

M = Peso molecular do va

tabela 2;

LL= 12,46 · S·P·M T

por carregamento) - quantidade de produto orgânico

galões (lb/103 gal) de líquido carregado;

do pela tabela 1;

adeira do líquido carregado, em libras por polegada

no anexo B ou tabela 2;

por, em libras por libra-mol (lb/lb-mol) – obtido na

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T = Temperatura do líquido carregado, em ºR (ºF+460).

Tabela 1 - Fatores de Saturação (S) para Cálculo de Emissões de VOCs nas

operações de carregamento de derivados líquidos de petróleo a

Tipo de Tanque de Carga Modo de Operação Fator S Tubo Submersob em um tanque limpo 0,50 Tubo Submersob: serviço dedicado sem sistema de “Balanço de Vapor”

0,60

Tubo Submersob: serviço dedicado com sistema de “Balanço de Vapor”

1,00

Tubo Não Submersoc em um tanque limpo 1,45 Tubo Não Submersoc: serviço dedicado com sistema de “Balanço de Vapor”

1,45

Caminhões e Vagões-tanque

Tubo Não Submersoc: serviço com sistema de “Balanço de Vapor”

1,00

Tubo Submersob: navios 0,20 Tanques marítimos d Tubo Submersob: barcaças 0,50

a Referência 7 b ver Figura 4; c ver Figura 3 d Não aplicados para gasolina e óleo bruto. Para carregamento marítimo de gasolina, usar os fatores de emissão da tabela 3. Para carregamento marítimo de óleo bruto, usar as equações 3 e 4, e os fatores de emissão da tabela 4.

Tabela 2 – Propriedades Físico-químicas de Alguns Derivados Líquidos de Petróleo a

Pressão de Vapor Verdadeira (psia)

Líquido de Petróleo

Peso Molecular do Vapor à 60oF

(lb/lb-mol)

Densidade do Vapor

Condensado à 60oF (lb/gal)

Densidade do Líquido

à 60oF (lb/gal) 40oF 50oF 60oF 70oF 80oF 90oF 100oF

Gasolina RVP b 13 62 4,9 5,6 4,7 5,7 6,9 8,3 9,9 11,7 13,8 Gasolina RVP 10 66 5,1 5,6 3,4 4,2 5,2 6,2 7,4 8,8 10,5 Gasolina RVP 7 68 5,2 5,6 2,3 2,9 3,5 4,3 5,2 6,2 7,4 Óleo Bruto c RVP 5 50 4,5 7,1 1,8 2,3 2,8 3,4 4,0 4,8 5,7 Jet Nafta (JP-4) 80 5,4 6,4 0,8 1,0 1,3 1,6 1,9 2,4 2,7 Jet Querosene 130 6,1 7,0 0,0041 0,0060 0,0085 0,011 0,015 0,021 0,029 Óleo Combustível Destilado No. 2

130 6,1 7,1 0,0031 0,0045 0,0074 0,0090 0,012 0,016 0,022

Óleo Residual No 6 190 6,4 7,9 0,00002 0,00003 0,00004 0,00006 0,00009 0,00013 0,00019 a Referência 8; b RVP – Reid Vapor Pressure; c Petróleo no seu estado natural, antes de ser processado.

O fator de saturação (S) representa a fração de vapor (próxima à saturação) expelida, e

leva em consideração as variações observadas nas taxas de emissão dos diferentes

métodos de carregamento e descarregamento, ilustradas nas figuras 3 e 4.

11

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Vale ressaltar que a equação 1 é obtida a partir da equação dos gases ideais, na qual

se insere um fator empírico o qual chamaremos de F. Sendo A o produto líquido de

petróleo a ser carregado, tem-se que:

PASAT · V = mA · R·T

MA

mA = PASAT · MA

V R·T

mA = F · PASAT · MA (2)

V T

onde,

V = volume de ar+vapor deslocados durante o carregamento = volume de líquido

carregado;

mA = massa de líquido carregado;

F = fator empírico;

PASAT = pressão de saturação do líquido A;

MA = peso molecular do vapor do líquido A;

T = temperatura do líquido A;

Comparando-se as equações (1) e (2) tem-se que:

mA/V = LL = “Loading Loss” (perda por carregamento) - quantidade de produto

orgânico emitido;

F = 12,46 · S;

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PASAT = P = Pressão de vapor do líquido carregado;

MA = M = Peso molecular do vapor;

Conforme mencionado na observação da Tabela 1, para se estimar as emissões de

VOCs durante o carregamento de gasolina em terminais marítimos, devem ser usados

os fatores de emissão listados na tabela 3 ao invés da equação 1.

Tabela 3 – Fatores de Emissão para VOCs nas Operações de Carregamento de

Gasolina em Terminais Marítimos a

Navios e Barcaças oceânicas b Barcaças Menores b Condição do

tanque Caract. do produto

da última carga mg/L Transferido

lb/103 gal Transferido

Mg/L Transferido

lb/103 gal Transferido

Com produto residual Volátil c 315 2,6 465 3,9

“Ballasted” d Volátil 205 1,7 e e

Limpo Volátil 180 1,5 SD SD Livre de Gás Volátil 85 0,7 SD SD Não especificado Não volátil 85 0,7 SD SD Livre de Gás Não especificado SD SD 245 2,0 a Referência 7. Estes fatores são aplicados tanto para emissões de VOCs (com execeção do metano e etano) quanto para emissões de orgânicos totais. O metano e o etano têm sido encontrados em insignificantes frações mássicas nas emissões evaporativas da gasolina. SD = Sem Dados. b Barcaças oceânicas, cujos compartimentos de carga possuem profundidade em torno de 12,2m, geram emissões similares aos tanques de navios. Já as barcaças menores, cujos compartimentos têm de 3 a 3,7 metros de profundidade, emitem mais. c Possuem pressão de vapor verdadeira maior que 1,5 psia. d O termo “Ballasted” é usado quando o tanque de carga de navios ou barcaças oceânicas foi anteriormente carregado com água do mar após o último descarregamento. Esta água, denominada “Ballast”, é quem dá estabilidade à embarcação. e Não é comum barcaças menores passarem pelo processo de “Ballasting”.

Para se estimar as emissões em terminais de carga e descarga que possuem sistemas

de controle e recuperação de vapores orgânicos, basta multiplicar o valor encontrado

na equação 1 pelo termo que representa a eficiência global de controle e recuperação

de vapores orgânicos do sistema:

[1 – η / 100]

onde η é a eficiência global de recuperação e controle. Por exemplo: se o sistema de

controle tem uma eficiência na redução da emissão de 90%, e um outro sistema de

13

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recuperação, acoplado ao primeiro, tem uma eficiência de 97%, a eficiência global (η)

é 90% x 97% = 87,3%. Neste caso [1 – η / 100] é igual a 0,127. A Figura 7 ilustra bem

esta situação.

Adicionalmente à equação 1, a qual estima as emissões de VOCs durante o

carregamento de derivados líquidos de petróleo, a equação 3 foi desenvolvida

especificamente para estimar as emissões durante o carregamento de óleo bruto

(nome dado ao petróleo antes de ser processado) em navios e barcaças oceânicas:

(3)

onde,

L’L = “Loading Loss” - qu

1000 galões (lb/103 gal) de

CA = Fator de emissão

tanque vazio antes do ca

óleo bruto carregado – da

CG = emissão gerada pelo

libras por 1000 galões (lb

4.

A equação 3 foi desenvolvida

diversos tanques marítimos.

O termo CG da equação 3 pode s

CG = 1,84 ·

onde,

P = Pressão de vapor

polegada ao quadrado (ps

L’L = CA + CG

antidade de produto orgânico emitido, em libras por

óleo bruto carregado;

que representa a quantidade de vapor presente no

rregamento, em libras por 1000 galões (lb/103 gal) de

do pela tabela 4;

processo de evaporação durante o carregamento, em

/103 gal) de óleo bruto carregado – obtida da equação

empiricamente após testes de medições feitos em

er calculado usando o seguinte modelo empírico:

(4) (0,44·P - 0,42) · M·G T

verdadeira do óleo bruto carregado, em libras por

ia) – obtida no anexo A ou tabela 2;

14

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M = Peso molecular do vapor, em libras por libra-mol (lb/lb-mol) – obtido na

tabela 2;

G = Fator de incremento de vapor = 1,02 (adimensional);

T = Temperatura do líquido carregado, em ºR (ºF+460).

Tabela 4 – Fatores de Emissão para Orgânicos Totais (CA) nas Operações de

Carregamento de Óleo Bruto em Terminais Marítimos a

Condição do tanque de navio ou de barcaça oceânica

Caract. do produto da última carga

Fator de Emissão (lb/103 gal)

Com produto residual Volátil b 0,86 “Ballasted” Volátil 0,46 Limpo ou Livre de Gás Volátil 0,33 Não especificado Não volátil 0,33

a Referência 7. b Possuem pressão de vapor verdadeira maior que 1,5 psia.

Os fatores CA da tabela 4, somados à emissão CG (calculada pela equação 4), resultam

na emissão total de orgânicos (L’L), durante o carregamento de óleo bruto. Ressalta-se

que estes fatores são aplicados para o cálculo de emissão de compostos orgânicos

totais, incluindo gases como o metano, etano, etc. No caso de VOCs, os fatores são

em média 15% menores, pois VOCs não incluem metano e etano.

2.2 TECNOLOGIAS PARA RECUPERAÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS

Atualmente existem diversas estratégias para diminuir ou até mesmo eliminar o

lançamento de VOCs para a atmosfera durante as operações de carga e descarga de

derivados líquidos de petróleo. A maneira mais simples e menos ambientalmente

correta é a combustão dos vapores emitidos por incineração, queima no flare ou

oxidação catalítica. Estes métodos eliminam a possibilidade de recuperação do

produto, e o calor de sua combustão geralmente não é economicamente aproveitável.

Logo eles são mais adequados para emissões com baixa concentração de vapores,

como por exemplo: menor que 1000 ppm para incineração sem recuperação de calor e

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menor que 10.000 ppm para incineração catalítica, como mostra a Figura 9 do capítulo

2.2.5.

Existem maneiras mais “limpas” de se reduzir as emissões de VOCs, fazendo uso de

tecnologias de recuperação de vapores orgânicos, as quais são discutidas neste

capítulo.

Na aplicação destas tecnologias, os VOCs, presentes na corrente de ar gerada durante

a carga ou descarga de produtos, são recuperados, estocados e posteriormente

reutilizados, conforme exemplo ilustrado na Figura 7.

Linha de retornode vapor

Compartimentosde estocagem

Unidade deRecuperaçãode vapores

Vent de ar tratadopara a atmosfera

Produto recuperado para estocagem ereuso

Produto vindo detanques de terminais

de carga/descarga

Vapores

orgânicos

Figura 7 – Carregamento de um caminhão-tanque, com um sistema de recuperação de

vapores orgânicos acoplado - Adaptado da EPA [7]

As unidades de recuperação de vapores orgânicos são compostas de duas etapas:

− Separação dos compostos orgânicos

− Liquefação dos compostos orgânicos separados

As tecnologias usadas para separar os compostos orgânicos do ar são: [2, 15]

− Adsorsão em carbono ativado

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− Absorção

− Separação por membrana seletiva

− Condensação por resfriamento ou por compressão. Neste caso, separação e

liquefação são combinados em um mesmo processo.

Já as tecnologias aplicáveis na etapa da liquefação são:

− Reabsorção (ex.: vapores de gasolina são absorvidas pela própria gasolina

líquida)

− Condensação

− Compressão

Tomando como exemplo prático, para se recuperar os hidrocarbonetos emitidos

durante a carga/descarga da gasolina nas ilhas de carregamento ou nos terminais

marítimos, os processos mais comumente usados nos EUA e Europa [2] são:

− Adsorsão

− Absorção em uma corrente de óleo resfriado (ex.: querosene), a uma

temperatura de -30oC

− Condensação em um trocador de calor com gás refrigerante, a uma

temperatura de -80oC

− Separação através de membrana seletiva

Uma breve descrição de cada um destes processo é feita a seguir.

2.2.1 Adsorsão

No processo de adsorsão as moléculas de hidrocarbonetos aderem fisicamente nos

poros ativados da superfície de um sólido, como por exemplo o carbono ativado

(comercialmente conhecido como carvão ativado). Este processo tem alta seletividade

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na adsorsão de butano e compostos mais pesados. Com esta tecnologia é possível

obter uma eficiência de recuperação de 99%. Como o carbono tem capacidade de

adsorsão limitada, é necessário, para que o processo seja contínuo, a instalação de

pelo menos dois vasos (“leitos”) contendo carvão ativado, revezando entre os modos

de adsorsão e regeneração ou dessorsão [2].

A regeneração ou dessorsão do carvão ativado é feita geralmente utilizando-se uma

corrente aquecida de vapor d’água ou fazendo vácuo no sistema, de maneira tal que o

processo de adsorsão é revertido. Em sistemas de adsorsão instalados nas ilhas de

carregamento e nos terminais marítimos para recuperação de VOCs, o método para

regeneração mais usado é a utilização de bombas à vácuo e/ou sopradores, uma vez

que torna-se dispendioso a instalação de um sistema para geração de vapor. A

corrente de gás gerada no processo de dessorsão, agora com uma concentração de

orgânicos maior do que a corrente original, é soprada para um condensador para que

se recupere os poluentes orgânicos. No caso de se utilizar corrente de vapor para a

regeneração do carvão ativado, se o poluente não for solúvel em água, a corrente

líquida do condensado pode ser decantada, obtendo-se então uma corrente

relativamente pura de líquido orgânico. Por outro lado, se o poluente for solúvel em

água, a corrente líquida do condensado deve ser destilada para que se obtenha o

líquido orgânico [2, 13, 15].

A tabela 5 lista algumas vantagens e desvantagens do sistema de adsorsão.

Tabela 5 – Vantagens e Desvantagens do Sistema de Adsorsão

Vantagens Desvantagens Alta eficiência na adsorsão de um amplo número de compostos.

Problemas de corrosão com alguns solventes orgânicos. (ex.: cetonas e compostos halogenados)

Alta eficiência para uma ampla faixa de concentrações.

Requer tratamento da água residual.

Usualmente não há formação de compostos adicionais.

Necessidade constante de regeneração do carvão ativado, devido a sua capacidade de adsorsão limitada.

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2.2.2 Absorção

No processo de absorção, as moléculas de VOCs contidos na corrente gasosa são

dissolvidas, por transferência de massa, em uma corrente contendo um solvente líquido

resfriado. A força motriz para a transferência de massa é a diferença entre a pressão

parcial do poluente na corrente de gás e a pressão de vapor (ou solubilidade) deste

mesmo poluente na corrente líquida. Ou seja, quanto a maior a pressão parcial do

poluente emitido e quanto menor a pressão de vapor deste poluente na corrente

líquida, maior a eficiência de absorção, e consequentemente de recuperação [15]. A

eficiência esperada neste tipo de processo, por exemplo, para recuperar butano é da

ordem de 95 a 97% [2], dependendo das propriedades de absorção do líquido utilizado.

O tamanho de um sistema de absorção pode ser minimizado usando um líquido que

reaja com o poluente (absorção química). Porém neste caso, a recuperação do

poluente torna-se inviável, uma vez que ele já reagiu e formou outros compostos. Para

os processos aqui discutidos (carga e descarga de caminhões, trens e navios), o ideal

é optar pela tradicional absorção física, onde o poluente dissolvido no líquido pode ser

posteriormente recuperado e reutilizado [15].

Em muitos terminais marítimos da Europa, o processo de absorção é muito utilizado

para recuperar os hidrocarbonetos emitidos durante o carregamento de gasolina nos

navios. Neste caso, utiliza-se o querosene resfriado entre -25 e -30oC como líquido

absorvente [2].

A tecnologia de absorção, apesar do seu uso já consolidado na indústria, possui alguns

pontos negativos [2, 13, 15]:

− É mecanicamente complexa, necessitando intensa manutenção;

− Não é apropriada para tratar correntes de vapor com diferentes compostos

orgânicos em sua composição, pois é improvável encontrar um solvente

líquido que absorva de forma eficiente diferentes substâncias, ou seja, o

processo teria baixa eficiência;

− Requer um substancial tempo para a partida antes de estar disponível para

operação.

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2.2.3 Separação por Membrana

Nesta tecnologia os compostos orgânicos são separados da corrente gasosa passando

por um filtro de membrana semi-permeável de superfície vítrea ou feita de um polímero

especial. A força motriz para separação é devido a um gradiente de pressão

estabelecido através da membrana. A membrana é projetada para permitir que as

moléculas de ar ou as moléculas do poluente passem preferencialmente, resultando

em uma corrente mais concentrada do poluente em um dos lados da membrana [15].

Os sistemas de membrana são bastante apropriados para processo de operação

contínua, além de poderem ser usados com uma larga variação na concentração e na

vazão da corrente de entrada. Uma outra vantagem é a facilidade de instalação [15].

Com esta tecnologia, facilmente se obtém uma eficiência de recuperação de 99% para

vapores de gasolina emitidos nas operações de carga e descarga de caminhões e

vagões-tanque, e navios. Porém o sistema de separação por membrana tem altos

custos energéticos, uma vez que requer a instalação de compressor de alta potência,

com o objetivo de se maximizar a diferença de pressão através do filtro de membrana

[2].

2.2.4 Condensação

Condensação é a liquefação de contaminantes condensáveis fazendo uso de baixas

temperaturas. Ou seja, os contaminantes para serem removidos da fase gasosa são

resfriados para uma temperatura na qual a pressão parcial deles na corrente do gás

exceda a pressão de vapor de cada um deles, passando então para o estado líquido

[15]. O processo de condensação pode ser feito de duas maneiras: por contato e sem

contado entre o gás e o líquido refrigerante. O do tipo sem contato é usado na maioria

dos sistemas instalados nas ilhas de carregamento e terminais marítimos dos Estados

Unidos e Europa, onde as moléculas de VOCs emitidas são capturadas e condensadas

na superfície fria de um trocador de calor, cuja temperatura é a responsável direta pela

eficiência do processo de recuperação. Outra variável importante na eficiência da

condensação é a pressão de vapor e a concentração do poluente na corrente gasosa,

e a pressão de operação do sistema. Para recuperar butano e componentes mais

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pesados por exemplo, a eficiência deste processo é da ordem de 80-90% em um

estágio simples [2]. Para uma eficiência de mais de 90% é necessário instalar um

segundo estágio de condensação (ex.: condensador criogênico usando nitrogênio

líquido), o que torna o processo mais custoso.

A tecnologia de condensação, apesar do seu largo uso, possui algumas desvantagens

[2]:

− Regularmente deve-se fazer o degelo da unidade, e este procedimento

operacional produz uma corrente de água contaminada com orgânicos;

− Da mesma forma que a absorção, esta tecnologia é mecanicamente

complexa e necessita de intensa manutenção;

− Devido às baixas temperaturas operacionais, esta tecnologia é

energeticamente pouco eficiente, e constitui substancial custo de operação.

2.2.5 Comparação Entre Tecnologias

O uso de todas essas tecnologias depende da natureza química dos VOCs, dos níveis

de concentração e das condições de temperatura, pressão e vazão. A Figura 8 ilustra

as faixas de concentração apropriadas para as diversas tecnologias existentes no

mercado. A Figura 9 por sua vez ilustra as faixas de vazão. Todas estas propriedades,

combinadas com a eficiência de controle requerida e com a disponibilidade de

utilidades (vapor, água, energia, etc), laboratório e capital de investimento, são a chave

para escolha da tecnologia adequada para o controle de emissão e recuperação dos

VOCs [15].

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Condensação

Adsorsão

Absorção

Incineração semrecuperação de calor

Incineração comrecuperação de calor

Incineração catalítica

Biofiltração

Separação por Membrana

Tratamento UV

Oxidação Catalítica com Ozônio

Vazão (Nft3/min)

Figura 8 – Tecnologias para tratamento de VOCs versus vazão da corrente gasosa -

adaptado de Hunter [15]

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Condensação

Adsorsão

Absorção

Incineração semrecuperação de calor

Incineração comrecuperação de calor

Incineração catalítica

Biofiltração

Separação por Membrana

Tratamento UV

Oxidação Catalítica com Ozônio

Concentração de VOCs (ppm)

Figura 9 - Tecnologias para tratamento de VOCs versus concentração de orgânicos na

corrente gasosa - adaptado de Hunter [15]

Dentre as tecnologias aqui discutidas, a adsorsão é reconhecida como umas das

tecnologias de maior eficiência, chegando a 99% em alguns casos. Outra vantagem é

que os hidrocarbonetos recuperados podem ser reutilizados. Entretanto, nem todo

VOC é adequado para adsorsão, e além disto, uma fonte de vapor ou calor deve estar

disponível para o sistema regenerativo do carvão ativado. Sistemas não-regenerativos

resultam em adicional geração de resíduo sólido, o que não é recomendado [15].

Separação por membrana também tem alta eficiência (99% na recuperação de vapores

de gasolina) [2], porém é uma tecnologia emergente que está sendo estudada com

mais detalhes, com o objetivo de se determinar a sua adaptabilidade para diferentes

situações operacionais.

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Comparando-se os custos de uma sistema de separação por membrana com os custos

de um sistema de adsorsão por carbono ativado, eles tornam-se bastante competitivos

quando a concentração de VOCs na corrente gasosa é em torno de 1000ppm [15].

Além disto, o processo de separação por membrana é aplicável em situações em que a

adsorsão não é apropriada, quando por exemplo os compostos têm alto peso molecular

ou quando polimerizam na superfície do carbono ativado.

Um estudo feito pela empresa NKK [14] mostra ainda que o processo de separação por

membrana, comparado com o processo de absorção, possui custos menores de

equipamentos, requer uma área 20-30% menor e é de mais fácil manutenção.

Na verdade não existe uma tecnologia perfeitamente apropriada para cada situação. A

escolha de uma estratégia para recuperação e reuso de VOCs é quase sempre uma

escolha que podemos chamar de mais adequada. E esta escolha está diretamente

ligada ao que se deseja em termos de eficiência e ao capital disponível.

3 ESTUDO DE CASO

O presente estudo de caso avalia as emissões de tolueno durante as operações de

carga de caminhões-tanque em uma Ilha de Carregamento, utilizando a metodologia

EPA. Os dados são de uma indústria química cuja movimentação na ilha é de cerca de

99 mil toneladas de tolueno por ano. O método de carregamento é do tipo tubo

submerso, ilustrado na Figura 4.

Os dados utilizados nos cálculos foram:

− Volume do tanque de carga = 30m3;

− Densidade do Tolueno = 864 kg/m3;

− Movimentação anual de tolueno = 99.000.000 kg ÷ 864 kg/m3 = 114.583 m3

− Temperatura do tolueno (T) = temperatura ambiente = 538,5ºR (26ºC);

− Peso molecular do vapor de tolueno (M) = 92,14 lb/lb-mol;

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− Pressão de vapor do tolueno (P) = 0,58 psia;

− Fator de Saturação (S) = 0,60 (para carregamento com tubo submerso,

obtido na Tabela 1).

O dados de densidade, pressão de vapor e peso molecular do vapor do tolueno foram

obtidos através ASPEN (software de simulação de processos petroquímicos).

Utilizando a equação 1, tem-se que a perda por carregamento (LL) é de:

LL= 12,46 · S·P·M T

LL= 12,46 · 0,60 · 0,58 · 92,14

538,5

LL= 0,74 lb/103gal = 0,089 kg/m3

Para um tanque de carga de 30 m3, a emissão total por caminhão carregado é:

(0,089 kg/m3) x (30 m3) = 2,67 kg/carga

Com uma movimentação anual de tolueno igual a 114.583 m3, o que eqüivale a 3.820

caminhões carregados por ano, a emissão total anual é:

Emissão total anual = 3.820cargas x 2,67kg/carga = 10.199kg = 10,2 toneladas/ano

Tendo em vista esta perda significativa, torna-se necessário avaliar o custo/benefício

de se instalar um sistema de recuperação de tolueno. Porém antes de se fazer este

estudo econômico, deve-se estudar qual a tecnologia mas adequada para recuperar o

tolueno emitido, da seguinte maneira:

a) sabe-se que a perda por carregamento ou emissão de tolueno por caminhão

carregado é igual a 0,089 kg/m3 = 8,9x104 mg/m3;

b) esta emissão pode ser transformada em concentração (ppm), multiplicando o valor

8,9x104 mg/m3 por 24,45 e dividindo pelo peso molecular do tolueno (92) = 23.653

ppm. Isto nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP);

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c) lançando este valor de concentração (23.653 ppm) no gráfico da Figura 9, conclui-

se que as tecnologias mais apropriadas para se recuperar o tolueno emitido seriam

a adsorsão ou a absorção. Caso não seja economicamente viável a instalação de

um sistema de recuperação e a legislação exija que estas emissões sejam

controladas, pode-se optar pela destruição dos gases através da incineração/flare

ou oxidação catalítica, como também mostra a Figura 9.

4 CONCLUSÃO

O principal ponto de partida para se conhecer as emissões de VOCs nas operações de

carga e descarga de derivados líquidos de petróleo é saber como estimá-las de forma

consistente e pouco custosa. E a melhor forma de se fazer isso é utilizar os modelos

matemáticos desenvolvidos pela EPA. Trata-se de uma metodologia bastante

consistente e confiável, uma vez que é fruto de exaustivos levantamentos de campo e

testes de laboratório para se chegar aos conhecidos fatores de emissão e equações

empíricas. Diversas empresas de refino de petróleo e do setor petroquímico de

diversos países têm feito uso intenso desta metodologia, para a partir daí tomar

decisões importantes no que se refere a investimentos em tecnologias de controle de

emissões e recuperação de produtos orgânicos.

As tecnologias para controle de emissões e recuperação de produtos orgânicos são

diversas, e como não existe uma tecnologia perfeitamente apropriada para cada

situação, a escolha de uma delas é uma tarefa que requer conhecimento profundo do

processo e uma análise de custo-benefício que envolve:

− o retorno do capital investido em termos de produto recuperado;

− se as despesas com operação e manutenção serão cobertas;

− e, em uma avaliação mais específica, o quanto de energia está se gastando

na operação do sistema comparado com o poder calorífico do produto a ser

recuperado.

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Além dos aspectos econômicos, outras variáveis que devem ser levadas em

consideração neste estudo são a abrangência dos impactos ao meio ambiente e as

exigências legais dos órgãos ambientais, que estão cada vez mais rígidas.

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5 GLOSSÁRIO

EPA - Environmental Protection Agency – agência federal de proteção ambiental dos

Estados Unidos.

“BALLASTED” – termo usado quando o tanque de carga de navios ou barcaças

oceânicas é carregado com água do mar após terem sido descarregados. Esta água,

denominada “Ballast”, é quem dá estabilidade à embarcação.

ILHAS DE CARREGAMENTO - terminais de carga e descarga onde ocorrem a

distribuição e recebimento de matérias-primas para refinarias, indústria petroquímica e

de transformação, além dos produtos derivados de petróleo (ex.: gasolina, querosene,

óleo destilado, etc) para consumo final.

ÓLEO BRUTO – petróleo no seu estado natural, extraído nos campos de produção e

transportado para as refinarias para processamento.

REAÇÕES FOTOQUÍMICAS – reações que ocorrem na presença de radiação solar.

SMOG FOTOQUÍMICO – resultado da mistura de ozônio, nitrato de peroxiacetila

(PAN), aldeídos e outros produtos de oxidação de hidrocarbonetos, óxidos de

nitrogênio, aerossóis, etc., formados em atmosferas urbanas altamente poluídas, sob

controle de estagnação e alta intensidade solar.

TROPOSFERA - camada da atmosfera com altitude que varia de 8 km, nos Pólos

Norte e Sul, a 15km, na região do equador.

VOCs (Volatile Organics Compouds) – compostos orgânicos voláteis, também

chamados neste trabalho de compostos orgânicos ou ainda vapores orgânicos.

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6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE – API. Atmospheric Hydrocarbon Emissions From Marine Vessel Transfer Operations. Publication 2514A, Washington, DC, 1981.

2. CONCAWE. VOC emissions from loading gasoline onto sea-going tankers in EU-15: control technology and cost-effectiveness. Report No. 6/02. Brussels, 2002. Disponível

em: < http://www.concawe.be >

3. CONCAWE. Cost-effectiveness of marine vapour emissions control. Concawe Review

7, No. 2. Brussels, 1998. Disponível em: < http://www.concawe.be >

4. CONCAWE. Gasoline loading - Cost-effectiveness of emission controls for ship loading. Concawe Review 9, No. 2. Brussels, 2000. Disponível em: <

http://www.concawe.be >

5. CONCAWE. Ballasting - Emission controls for loading ballast water at gasoline off-loading terminals. Concawe Review 9, No. 2. Brussels, 2000. Disponível em: <

http://www.concawe.be >

6. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY - EPA. Capsule Report: Sources and air emission control technologies at waste management facilities. Report

EPA/625/R-97/002, Washington, DC, 1997. Disponível em: < http://www.epa.gov >

7. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY - EPA. Compilation of Air Pollutant

Emission Factors, AP-42. Vol. I, Cap. 5.2: Transportation and marketing of petroleum liquids. Research Triangle Park, North Caroline, 1995. p. 5.2-1 - 5.2-16.

Disponível em: < http://www.epa.gov/ttn/chief/ >

8. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY - EPA. Compilation of Air Pollutant

Emission Factors, AP-42. Vol. I, Cap. 7.1: Organic liquid storage tanks. Research

Triangle Park, North Caroline, 1995. p. 7.1-1 - 7.1-102. Disponível em: <

http://www.epa.gov/ttn/chief/ >

9. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY - EPA. Emission Inventory

Improviment Program - EIIP. Vol. III: Gasoline marketing (stage I and stage II). North Caroline,1997. Disponível em: < http://www.epa.gov/ttn/chief/ >

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10. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY - EPA. Emission Inventory

Improviment Program - EIIP. Vol. III: Marine vessel loading, ballating, and transit. North Caroline, 1998. Disponível em: < http://www.epa.gov/ttn/chief/ >

11. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY - EPA. National Air Quality and Emissions Trends Report 1990-1994. Report EPA-454/R-95-011, U.S. EPA,

Research Triangle Park. North Caroline, 27711, Out.1995. Disponível em: <

http://www.epa.gov >

12. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY - EPA. National Air Quality and Emissions Trends Report 1992. U.S. EPA, Research Triangle Park. North

Caroline, Out.1993. Disponível em: < http://www.epa.gov >

13. I. Smallwood. Solvent Recovery Handbook. Great Britain,1993. 387p

14. NKK Technical Review. Hydrocarbon Vapor Recovery With Membrane Technology. Review No. 56. Japan, 1989.

15. P. Hunter; S.T. Oyama. Control of Volatile Organic Compound Emissions. New

York - N.Y.,2000. 279p. (capítulos 1 e 2)

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7 ANEXOS

Anexo A - Pressão de Vapor Verdadeira de óleo bruto com RVP (Reid Vapor Pressure)

de 2 a 15 psia;

Anexo B - Pressão de Vapor Verdadeira de derivados líquidos de petróleo com RVP

(Reid Vapor Pressure) de 1 a 20 psia.

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Anexo A – Pressão de Vapor Verdadeira de óleo bruto com RVP (Reid Vapor

Pressure) de 2 a 15 psia - Fonte EPA [8].

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Anexo B – Pressão de Vapor Verdadeira de derivados líquidos de petróleo com RVP

(Reid Vapor Pressure) de 1 a 20 psia - Fonte EPA [8].

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