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Equipamentos 1

Instrutor André Costa

Equipamentos

Tanques de Armazenagem;

Trocadores de Calor;

Fornos;

Caldeiras.

Tanques deArmazenagem

Tanques de Armazenagem

O petróleo quando chega de uma plataformade produção é armazenados em tanques para

ser misturados entre si.

Tanques de Armazenagem Tanques de Armazenagem

Tanques de Armazenagem

Os derivados obtidos com o processo derefino também deverão ser acondicionado em

tanques apropriados, de acordo com suascaracterísticas.

Tanques de Armazenagem

Podem ser do tipo:

Atmosféricos;

Sob Pressão.

Tanques Atmosféricos

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Tanque Atmosférico Vasos Esféricos

André Costa

Abril 2007

Dessalgadora

Refinaria

Em seguida segue para o seu primeiroprocessamento no interior de uma

dessalgadora.

Planta de Processo - Refinaria Dessalgadora

É um precipitador eletrostático que promovea desidratação do petróleo e a remoção do sal.

Dessalgadora Dessalgadora Dessalgadora

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Dessalgadora Dessalgadora

O sal encontra-se dissolvido ou na forma desólidos (cristais) suspenso na água em

emulsão com o óleo cru.

Dessalgadora

Objetivo → redução de teores de água e saisdo petróleo.

Dessalgadora

Classificação → desidratadores (plataforma)e dessalgadoras (refinaria).

Dessalgadora

Princípio Básico → aplicação de uma altatensão (10.000 a 35.000 V) que provoca a

coalescência das gotas de água facilitando suadecantação.

Dessalgadora

Controles → BSW (Basic Sediments Water )antes e após o tratamento.

Efeitos Indesejáveis do Sal

Diminuem a troca térmica dos trocadores decalor na bateria de pré-aquecimento do óleo

cru;

Aceleram a formação de coque nos tubosdos fornos;

Efeitos Indesejáveis do Sal

Atacam o revestimento de inox das torres etubulações;

Aumenta o teor de Na no gás óleo, causandoo envenenamento do catalisador nas unidades

FCC;

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Efeitos Indesejáveis do Sal

Gera HCl através de hidrólise dos CaCl2 eMgCl2, potencializando seu poder de corrosão(principalmente na região do topo da coluna).

Dessalgadora

Os sais são removidos em quase suatotalidade pelo processo físico da precipitação

eletrostática...

Dessalgadora

O processo químico desencadeado pela aadição de demulsificante também ajuda o

processo.

Dessalgadora - Interior Dessalgadora

Variáveis Operacionais:

Vazão;

Qualidade do óleo cru;

Temperatura (120 a 150º C);

Pressão.

Dessalgadora - Limpeza

Circulação de fundo e acesso as bandejasatravés de jatos tridimensionais - Remoção da

borra;

Circulação adicional para limpar costado edesgaseificar;

Dessalgadora - Limpeza

Steam-out e limpeza complementar pararemoção dos sólidos lavados.

Trocadores de Calor

Trocador de Calor 

Antes de começar o processo o óleo épreaquecido em um trocador de

calor/queimador.

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Trocador de Calor 

Equipamento que efetua a transferência decalor de um fluido para outro, através de

pequenos tubos que separa os fluidos quentedo frio.

Trocador de Calor Trocador de Calor 

Trocador de Calor Trocador de Calor Trocador de Calor 

De acordo com o fim a que se destina,podemos fazer uma classificação geral:

Aquecimento;

Resfriamento.

Aquecimento - Aquecedor 

Quando aquece fluído do processo por meiode vapor de água ou outro meio qualquer.

Aquecimento - Refervedor 

Quando vaporiza um líquido por meio devapor d’água ou outro fluido quente.

São utilizados para prover calor as torres dedestilação vaporizando parte do produto de

fundo.

Aquecimento – Geração de Vapor 

Quando gera vapor d’água aproveitandocalor de um líquido quente proveniente do

processo.

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Resfriamento – Resfriador 

Quando resfria fluidos do processo usandoágua como meio de resfriamento.

O abaixamento de temperatura dos líquidosa serem armazenados evita perdas dos

produtos leves.

Resfriamento – Condensador 

Quando condensa um fluido usando águacomo fluido resfriante.

Resfriamento – Resfriador de Ar 

Quando resfria vapores ou líquidos,passando por feixes de tubos tipo serpentinas e

usando corrente de ar impulsionado por pásmovidas a motor elétrico.

Intercambiadores

Quando há troca de calor entre dois fluidosdo processo.

Intercambiadores

Executa uma dupla função: aquece um fluidousando outro fluido mais quente que se resfria.

Não há perda de calor 

Trocador de Calor 

O mais comum é o de feixe tubular “shel and 

tube”

Fornos

Forno

Equipamento principal e de grande importânciana geração de calor.

Forno e Torre Atmosférica

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Forno

A chama é proveniente da queima decombustível e é a melhor maneira de se aquecer 

grandes volumes de fluidos.

Forno

Na refinaria existe vários processos, que para oseu perfeito desenvolvimento, demandam de

grande quantidade de calor.

Conceitos Físicos

Calor;

Temperatura.

Calor 

É a forma de transferir energia térmica entre doiscorpos que se vale da diferença de temperaturas

existente entre eles.

Calor 

Se manifesta principalmente pela produção dassensações de “quente” e “frio”...

Calor e Temperatura

Estas sensações dependem do estado deaquecimento dos corpos.

Conhecido como temperatura (parâmetro físico).

Calor e Temperatura

Se dois corpos A e B, um quente e outro frio,forem colocados em contatos, sabemos pela

experiência...

Calor e Temperatura

Que o corpo quente se esfria e o corpo frio seaquece, até que os dois apresentem o mesmoestado de aquecimento (ponto de equilíbrio).

Calor e Temperatura

Esta sensação é causada pela transferência decalor.

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Calor e Temperatura

Calor → É uma forma de energia que étransferida de um corpo para o outro em virtude da

diferença de temperatura existente entre eles.

Calor e Temperatura

Um corpo, ao trocar de calor com outro, podeexperimentar uma variação de temperatura ou uma

mudança de estado.

Variação de Temperatura

Ocorre uma troca de calor sensível.

Mudança de Estado

Ocorre uma troca de calor latente.

Transmissão de Calor 

Dois corpos com temperatura diferentes, quandounidos, vai trocar calor até cessar a transferência,conhecido com equilíbrio térmico (igualdades das

temperaturas...

Transmissão de Calor 

As ondas de calor se movem dentro do corpo oude um ponto para outro de 3 (três) formas:

Condução;

Convecção;

Radiação.

Condução

A transferência ocorre de molécula a molécula,sem que haja transporte das mesmas;

Cria um gradiente de temperatura ao longo dapeça (objeto).

Convecção

A transferência ocorre de molécula a molécula,com o transporte das mesmas;

Surge a corrente de convecção criadas por razão da diferença de densidade da matéria

aquecida.

Radiação

A transferência ocorre de um corpo para o outro,mesmo sem ligação material;

A energia térmica é transformada em energiaradiante que se propaga por meio de ondas

eletromagnéticas;

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Radiação

Estas transformadas em calor quando absorvidapelo corpo que incidem;

Todos os corpos possuem a capacidade deradiar energia.

Utilização dos Fornos

Os do tipo tubulares são incorporados aoprocesso com a finalidade de fornecer calor.

Utilização dos Fornos

De acordo com o projeto e porte da refinaria, acarga térmica pode variar inclusive dependendo da

etapa do processo.

Utilização dos Fornos

Em média consomem 20% do investimento totalde uma refinaria.

Refinaria

75 a 80% da energia consumida é obtida daqueima de derivados combustíveis nos fornos e

caldeiras.

Fornos

Fornos

Classificação quanto a utilização em unidadesde destilação:

Pré-aquecedores de carga de torresfracionadoras;

Refervedores de torres pré-fracionadoras.

Pré-aquecedores de Carga de Torres

Fracionadoras

Bastante comuns em unidades de p rocesso eem refinarias de petróleo;

A carga é pré-aquecida em trocadores de calor afim de obter-se o melhor rendimento térmico da

unidade.

Pré-aquecedores de Carga de Torres

Fracionadoras

Empregados basicamente na destilaçãoatmosférica e a vácuo.

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Refervedores de Pré-fracionadoras

O fluido sai do fundo de destilação, circula peloforno e retorna à torre parcialmente vaporizado

(cerca de 50%) e ligeiramente aquecido(aproximadamente 55ºC)

Refervedores de Pré-fracionadoras

Empregados basicamente na torre de pré-flash

ou pré-fracionamento.Principais Seções

Câmara de Combustão

É a seção do forno onde se processam asreações de queima do combustível.

Zona de Radiação

É praticamente a mesma câmara de combustão;

É a parte mais quente de um forno e onde asuperfície do tubo é exposta diretamente à

radiação do calor da chama;

Zona de Radiação

A maior parte do calor absorvido pelo fluido étransmitida nessa seção;

O fluido abandona o forno após passar por ela.

Zona de Convecção

É a região de entrada da carga, por ser menosquente que a radiação;

Os gases oriundos da câmara de combustãoatravessam essa região cedendo seu calor ao

fluido que passa nos tubos;

Zona de Convecção

A transferência se processa preferencialmentepor convecção;

Zona de Convecção

Em alguns fornos, para aproveitar o calor remanescente dos gases residuais de combustão,

existe no topo desta zona uma serpentina...

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Zona de Convecção

Com objetivo de superaquecer vapor de baixapressão, utilizado para outros fins na própria

unidade.

Caixa de Fumaça

Seção onde os gases são coletados e dirigidos abase da chaminé.

Chaminé

Parte do forno responsável pela descarga dosgases para a atmosfera.

Passo

Compreende o conjunto de tubos consecutivosatravés dos quais o fluido passa dentro do forno;

O número de passos da zona de convecção eradiação podem ser iguais ou não.

Caixa de Cabeçote

É um compartimento de fácil acesso onde seencontra as ligações de um tubo com o seu

seguinte, do mesmo passo;

Os tubos podem também são ligados entre si,através de curvas de retorno.

Principais Componentes

Fornos - Principais Componentes

Estrutura e carcaça metálica;

Tubos;

Suporte dos tubos;

Chaminé e abafadores;

Fornos - Principais Componentes

Refratários;

Curvas e cabeçote de retorno;

Queimadores;

Sopradores de fuligem.

Instrumentação e Acessórios

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Instrumentação e Acessórios

São eletrônicos para um perfeitoacompanhamento das condições operacionais e

para o controle automático das variáveis doprocesso.

Indicadores de Temperatura (TI)

São instrumentos que indicam a temperatura nosdiversos pontos de interesse para

acompanhamento e boa operação do forno.

Controlador e Registrador de Temperatura(TRC)

Instrumento de controle automático datemperatura de saída da carga do forno;

Atua sobre o controlador de vazão ou pressãodo óleo ou gás combustível.

Controlador e Registrador de Vazão (FRC)

Instrumento de controle automático da cargapara o forno;

Atua na válvula de entrada da carga, ouválvulas, quando são vários passos.

Indicador de Pressão (PI)

Instalados nos anéis de gás combustível, vapor e óleo combustível, e entrada de carga de cada

passo;

Em alguns casos, podem ser utilizados naslinhas individuais de cada queimador.

Controlador de Pressão Diferencial(Vapor/Óleo)

Responsável pelo controle da pressão do anelde vapor de atomização.

Esquema de Processo

Caldeiras

Caldeiras

É um recipiente metálico cuja função é, entremuitas, a produção de vapor através do

aquecimento da água.

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Caldeira Caldeira - Funcionamento Caldeiras

São empregadas para alimentar as torres dosprocessos de separação e conversão, bem como

qualquer outras unidades que demandam devapor.

Caldeiras - Tipos

Flamotubulares;

Verticais;

Horizontais;

Multitubulares de fornalha externa.

Caldeiras Flamotubulares

São aquelas em que os gases provenientes dacombustão atravessam a caldeira no interior detubos que se encontram circundados por água,

cedendo calor a mesma.

Caldeiras Verticais

Os tubos são colocados verticalmente numcorpo cilíndrico e os gases de combustão sobem

através de tubos, aquecendo e vaporizando a águaque se encontra externamente aos mesmos.

Caldeiras Horizontais

Esse tipo abrange várias modalidades eapresentam tubulações internas, por onde passam

os gases quentes.

Caldeiras Multitubulares de Fornalha Externa

Em algumas caldeiras deste tipo a fornalha éconstituída pela própria alvenaria, situada abaixo

do corpo cilíndrico...

Caldeiras Multitubulares de Fornalha Externa

Os gases quentes provindos da combustãoentram inicialmente em contato com a base inferior 

do cilindro, retornando pelos tubos de fogo.

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Caldeiras Caldeira

O profissional que for locado para trabalhar neste equipamento deverá possuir a certificação

NR-13.

Caldeira - Controle

Bibliografia

Fundamentos do Refino de Petróleo -Alexandre Salem Szklo;

Notas de Aulas (UNESA) – Luiz Chaves &Simone Lamarca;

Cadeia produtiva do Petróleo & Gás - AndréaLanes e Jane Nunes;

Bibliografia - Empresas

Obrigado!!! instrutor.andrecosta@gmail.com

Tel: (21) 8255 2360