Processamento Primário de Petróleo e suas Novas Tecnologias

Entrevistamos Yasmin Gavioli, aluna da 32ª turma do MBP, Engenheira química e mestranda em engenharia mecânica.

PERFIL YASMIN GAVIOLISobre a aluna:
Turma: MBP 32

Formação:

Sou Engenheira Química formada pela UFRJ. Concluí minha pós-graduação Executiva em Petróleo e Gás, na MBP/Coppe/UFRJ, e, recentemente, ingressei no Programa de Mestrado da Engenharia Mecânica da COPPE/UFRJ. Minha última experiência profissional foi no Consórcio SGP – Odebrecht, como Engenheira de Processos Júnior. Anteriormente, atuei no CETEM – Centro de Tecnologia Mineral, como Bolsista de Iniciação Científica CNPQ; na FENEEQ – Federação Nacional dos Estudantes de Engenharia Química, como Secretária Geral; e na Associação Atlética dos Estudantes da Escola de Química (UFRJ), como Presidente. Tenho vivência internacional nos EUA, através da qual adquiri proficiência avançada em inglês.

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Processamento primário de petróleo é a primeira etapa pela qual o petróleo passa depois que sai do reservatório e emerge na superfície, seja ela marítima, plataforma ou, até mesmo, onshore, ainda em sua fase de produção. Esse processo visa realizar a separação dos fluidos produzidos (fases gasosa, oleosa e aquosa) e, posteriormente, tratá-los de forma individual. O tratamento se faz necessário, pois deve-se alcançar as especificações do óleo e/ou do gás exigidas pelo mercado, além de atingir os requisitos ambientais necessários para o descarte/reinjeção da água e/ou gás, e cumprir a legislação ambiental em vigor.

No processo, trata-se a fase oleosa reduzindo o teor de água emulsionada e sais dissolvidos nela; trata-se a fase gasosa, por sua vez, desidratando o gás e removendo outros contaminantes, e também é realizado o tratamento da água separando-a do petróleo para possível descarte e/ou injeção em reservatório, através de poços injetores, posteriormente.

Numa instalação de processamento primário de fluidos são utilizados equipamentos de separação gravitacional. A escolha do tipo de separador depende da natureza do petróleo, do local de instalação e da atratividade do negócio.

No que diz respeito à redução de custos e ao aumento de segurança, estes tópicos são constantemente almejados por qualquer indústria. Na área de petróleo e gás, há grandes investimentos em tecnologia; por isso, o custo do projeto aumenta, porém, o lucro obtido com estes investimentos é recompensado, ou seja, vale a pena investir. Atualmente, é possível observar um aumento das unidades de pesquisa (convênios com faculdades renomadas) para auxiliar na maior eficiência do processo de exploração e produção, como, por exemplo, o alto índice de recuperação do óleo e/ou gás utilizando softwares e novos materiais.

Sobre a segurança, acidentes são estudados e informados para a força de trabalho, onde são criados normas e padrões para que esses não ocorram novamente. É, assim, um aprendizado constante. Uma metodologia de análise de riscos muito utilizada nos projetos de O&G é o Hazards and Operability Study (HAZOP, na sigla em inglês).

A exploração “offshore” é muito desafiadora, pois as condições de operação são desfavoráveis para a produção do petróleo, como: a exposição ao ambiente salino, altas pressões devido à profundidade dos campos, a presença de sais, gases dissolvidos e micro-organismos. Dentre esses, destacam-se a presença dos gases H2S e CO2 (o pH diminui e a taxa de corrosão aumenta) e a presença de água salgada no sistema (cloreto de cálcio, cloreto de magnésio, cloreto de sódio e a formação de hidratos).

Para minimizar os problemas de corrosão e incrustação são utilizados materiais especiais (por exemplo, aço inox e aço-cromo especial) e/ou técnicas anticorrosivas: revestimentos, proteção anódica e catódica, técnicas de modificação do meio, utilização de biodispersantes, inibidores de incrustações (polímeros), sequestrantes de H2S, inibidores de hidratos e inibidores de corrosão (utilização de compostos orgânicos).

Os compostos orgânicos usados como inibidores de corrosão na indústria de petróleo são aminas, mercaptanas, aldeídos, compostos acetilênicos, compostos heterocíclicos nitrogenados e compostos contendo enxofre. Estes compostos, por meio da adsorção, conseguem bloquear os sítios ativos sobre a superfície, diminuindo assim os problemas de corrosão.

Faz-se necessário o processo de adoçamento ou remoção de gases ácidos do gás produzido. Os processos mais utilizados são o tratamento com solução de aminas MEA (monoetanolamina) e DEA (dietanolamina), adsorção por peneiras moleculares (PSA) e a permeação por membranas poliméricas.

A água salgada é proveniente da própria exploração do reservatório. Um método de minimizar os problemas operacionais é a realização de uma separação eficiente, além da dessalinização por métodos de lavagem e decantação, de adição de produtos químicos, centrifugação e filtragem. Para desidratar o gás usa-se subsistemas de absorção (TEG) e de regeneração.

Normalmente, a fim de prevenir paradas devido às incrustações, realiza-se a passagem de “PIG”, que é um dispositivo inserido nas linhas de produção para desobstruí-las.

Visando a diminuição da queima de gás, que também é uma fonte de energia muito importante, foram desenvolvidas técnicas de aproveitamento do gás associado produzido. Em uma plataforma de produção de óleo e gás natural, o destino do gás produzido pode ser a exportação (gás transferido), o uso como gás combustível, o gas-lift e a reinjeção do gás no reservatório.

Logo após passar pelo processamento primário, o gás associado precisa ser tratado, a fim de atender a duas especificações: a primeira é a especificação referente à qualidade do gás que será transferido do sistema de produção para o sistema de processamento (UPGN – Unidade de Processamento de Gás Natural); a segunda especificação está relacionada ao atendimento à legislação em vigor para a exportação. Normalmente, são utilizados dutos submarinos para a transferência de gás até o continente.

A utilização do gás associado como gás combustível na própria plataforma de produção é a parcela do gás tratado utilizada nos equipamentos de geração de energia térmica, elétrica e nos processos físico-químicos.

Um dos principais métodos de elevação é o gas-lift. Esse método baseia-se na injeção do gás na própria coluna de produção do poço, almejando a gaseificação do fluido, desde o ponto de injeção até a unidade de produção. Dessa maneira, ocorre a redução da massa específica do fluido e consequentemente há a diminuição da pressão hidrostática da coluna de fluido, bem como o aumento da vazão de produção.

O gás associado também pode ser reinjetado no reservatório. Normalmente, esse método é utilizado por limitações do sistema de transferência e para aumentar o fator de recuperação. A reinjeção do gás é importante para manter a produção, uma vez que, ao fazê-lo, a pressão no reservatório aumenta e melhora o diferencial de pressão entre a coluna de fluido e a pressão do reservatório.

Os resíduos produzidos no processamento primário são inerentes à matéria –prima e extraídos juntamente com o óleo produzido. Eles variam de acordo com as características geológicas de cada reservatório. Eu diria que um dos maiores problemas neste processo é a presença de água no sistema.

A presença de água, como já abordado anteriormente, é muito prejudicial ao processo, pois todas as substâncias e componentes químicos encontrados nela podem provocar a corrosão e a formação de depósitos inorgânicos (formação de hidratos, espumas e emulsões) nas instalações de produção, transporte e refino.

Para reduzir os impactos e atender às especificações ambientais, é necessário realizar o tratamento das águas oleosas, permitindo, assim, o seu descarte e/ou reinjeção no reservatório.

Um dos tratamentos da água oleosa proveniente dos separadores e do tratador eletrostático de petróleo (equipamentos do processamento primário) consiste em encaminhar a corrente de água para um vaso desgaseificador de alto tempo de residência e baixa pressão, facilitando a remoção de hidrocarbonetos gasosos que estão em solução no óleo ainda presente na água. Após sair desse vaso desgaseificador, a água oleosa é encaminhada para um separador água-óleo (SAO), onde é possível remover o óleo remanescente. Se ainda existir algum óleo que foi arrastado, esse será separado por ação da gravidade, formando uma camada sobrenadante no tubo de despejo. Posteriormente, o óleo coletado é bombeado para o tanque de resíduos, denominado de slop. Esse sistema é muito aproveitado, mas, com o objetivo de aumentar a velocidade de separação, outros equipamentos estão sendo empregados em plataformas marítimas, como os flotadores e os hidrociclones.

Escolhi este tema para meu TCC por acreditar ser fundamental o esclarecimento dos conceitos da tecnologia de separação e do tratamento de petróleo. Uma vez que o petróleo é a principal fonte de energia da economia mundial, imprescindível às facilidades e à comodidade da vida moderna, para sua utilização é necessária a realização de diversas etapas, métodos de separação e refino, a fim de conseguir produtos finais dentro das especificações que o mercado exige. O petróleo explorado no poço, sem o devido tratamento, não pode ser exportado para a refinaria. A ausência de processamento apresenta riscos de problemas de corrosão, explosão ou acúmulo de sólidos, elevando os custos com bombeamento e transporte. Desta forma, este trabalho de conclusão de curso abordou um assunto de extrema relevância no mercado de óleo/gás e seus derivados: o processamento primário de petróleo e suas novas tecnologias.

Sou engenheira química e sempre mantive interesse pela área de Gestão e Energia. Visando uma maior especialização, ingressei no curso de pós-graduação Executiva em Petróleo e Gás do MBP/Coppe/UFRJ, onde obtive um conhecimento aprofundado sobre toda a cadeia de produção do petróleo de uma forma simples e direta, além de ter disciplinas de gerenciamento que, acredito eu, oferecem uma oportunidade de compreender a gestão de grandes projetos e, assim, almejar cargos de maior relevância em empresas de maior porte. A pós-graduação do MBP, definitivamente, contribuirá para minha inserção no setor de óleo e gás.

 

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