1Instalações e Serviços Industriais2006
Combustíveis
Notas das aulas da disciplina
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INSTALAÇÕES E SERVIÇOS INDUSTRIAIS
2Instalações e Serviços Industriais2006
Temas a discutir
• Recursos energéticos
• Tipos de combustíveis
• Transporte e arm...
3Instalações e Serviços Industriais2006
Recursos energéticos
• A escassez dos chamados combustíveis
clássicos é cada vez m...
4Instalações e Serviços Industriais2006
Reservas energéticas mundiais
Fonte de energia Tipo Reservas
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Química (Fo...
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Combustíveis clássicos
• A maior parte dos combustíveis são
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Característica térmica
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• Composição química:
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7Instalações e Serviços Industriais2006
Combustíveis sólidos
• Coque
• Carvão: antracite, hulha, lenhite,
betuminoso, sub-...
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Coque de petróleo
• Coque de petróleo
– Produto sólido, negro e brilhante, obtido ...
9Instalações e Serviços Industriais2006
Coque de petróleo e a poluição
• O aumento da utilização do coque petróleo decorre...
10Instalações e Serviços Industriais2006
Processo de obtenção do coque
11Instalações e Serviços Industriais2006
Imagens de combustíveis sólidos
Antracite
Preto com brilho metálico.
Duro, parte ...
12Instalações e Serviços Industriais2006
Preparação dos combustíveis sólidos
para queima
• Preparação:
– secagem,
– tritur...
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Secadores
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Trituradores
15Instalações e Serviços Industriais2006
Principais propriedades
características dos combustíveis
sólidos
• Densidade
• Te...
16Instalações e Serviços Industriais2006
Quando surge a utilização industrial
do carvão?
• O uso generalizado iniciou-se n...
17Instalações e Serviços Industriais2006
Como resulta o carvão?
• Série de transformações sobre os restos vegetais
acumula...
18Instalações e Serviços Industriais2006
Reservas e formação do carvão
19Instalações e Serviços Industriais2006
Classificação do carvão por grau de
incarbonização (%)
1. Antracite 92 - 95
2. Hu...
20Instalações e Serviços Industriais2006
Armazenagem do carvão
Céu aberto
Áreas cobertas
Perigo de combustão espontânea
de...
21Instalações e Serviços Industriais2006
Transporte do carvão e de outros
combustíveis sólidos
• Do local de extracção até...
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Movimentação do carvão
23Instalações e Serviços Industriais2006
Dados sobre
Explosividade de poeiras
Material d50 [mm] Concentração
Explosiva
Mín...
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Combustíveis líquidos
• Derivados do petróleo
– gasolina
– gasóleo
– diesel-oil
–...
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Principais propriedades dos
combustíveis líquidos
• Viscosidade
• Percentagem de ...
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Quando surge a
utilização do petróleo ?
• 3 séculos a.c. já os SumSumééricosricos...
27Instalações e Serviços Industriais2006
Como resulta o petróleo ?
• Encontra-se nos meios de origem sedimentar,
formados ...
28Instalações e Serviços Industriais2006
Reservas de petróleo
29Instalações e Serviços Industriais2006
Evolução
recente do preço
do petróleo
30Instalações e Serviços Industriais2006
Esquema simplificado das várias
fases na destilação do petróleo e
produtos finais...
31Instalações e Serviços Industriais2006
Refinaria da GALP - Porto
32Instalações e Serviços Industriais2006
Unidades processuais do processo de
destilação
• Destilação Atmosférica
Nesta uni...
33Instalações e Serviços Industriais2006
Adoçamento do Petróleo
•
O petróleo separado na destilação atmosférica
contém vár...
34Instalações e Serviços Industriais2006
Dessulfuração de Gasolina Pesada
•
Remove por via catalítica em atmosfera de hidr...
35Instalações e Serviços Industriais2006
Platformings semi-regenerativo e
de regeneração contínua (CCR)
• O propósito dest...
36Instalações e Serviços Industriais2006
Tratamento de GPL e de Gasolina Leve
•
Este processo de tratamento, designado Mer...
37Instalações e Serviços Industriais2006
Tratamento de Gases I e II e
Recuperação de Gases
•
O tratamento de gases realiza...
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Dessulfuração de Gasóleo I e II
• Trata-se dum processo de hidrodessulfuração do
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Produção de Enxofre
•
Converte o sulfureto de hidrogénio (H2S) contido na
corrent...
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Principais combustíveis líquidos
usados em caldeiras
Gasóleo Diesel Burner Thin T...
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Armazenagem dos combustíveis
líquidos
• Depósitos verticais ou horizontais
– capa...
42Instalações e Serviços Industriais2006
43Instalações e Serviços Industriais2006
UNIDADES PROCESSUAIS
• U0100 - Pré - Destilação
Esta unidade é, normalmente, alim...
44Instalações e Serviços Industriais2006
UNIDADES PROCESSUAIS
• U0300 - Parex
A U0300 destina-se a produzir para-xileno de...
45Instalações e Serviços Industriais2006
UNIDADES PROCESSUAIS
• U0500 - Solventes
Funciona alternadamente, produzindo por ...
46Instalações e Serviços Industriais2006
Características dos principais
combustíveis líquidos
• Massa volúmica
• thick-fue...
47Instalações e Serviços Industriais2006
Temperaturas mínimas
recomendadas para armazenagem e
transporte
da nafta
• Armaze...
48Instalações e Serviços Industriais2006
Reservatórios de combustível
49Instalações e Serviços Industriais2006
Transporte de
combustíveis líquidos
• Da refinaria até ao consumidor
– via maríti...
50Instalações e Serviços Industriais2006
Combustíveis gasosos
• Derivados dos processos químicos
– gás de refinaria (H2S)
...
51Instalações e Serviços Industriais2006
Principais propriedades
dos combustíveis gasosos
• Densidade (d)
• Densidade em r...
52Instalações e Serviços Industriais2006
Quando surgiu a
utilização do gás natural ?
• Iniciou-se no princípio do século X...
53Instalações e Serviços Industriais2006
Reservas de GN no Mundo
54Instalações e Serviços Industriais2006
Gás natural em Portugal
• O gás natural é totalmente importado
• Existem normas q...
55Instalações e Serviços Industriais2006
Principais combustíveis gasosos
usados em caldeiras
• Gás natural (inst. de média...
56Instalações e Serviços Industriais2006
Rede nacional de GN
57Instalações e Serviços Industriais2006
Rede ibérica de GN
58Instalações e Serviços Industriais2006
Preço do Gás Doméstico
59Instalações e Serviços Industriais2006
Armazenagem dos combustíveis
gasosos
• Reservatórios sob pressão: gás no estado
l...
60Instalações e Serviços Industriais2006
Tanque de armazenagem
61Instalações e Serviços Industriais2006
Transporte dos
combustíveis gasosos
• Do posto até ao consumidor
– via marítima o...
62Instalações e Serviços Industriais2006
Rede de gás
63Instalações e Serviços Industriais2006
VF de diversos combustíveis
φ =0,8 φ =0,9 φ =1,0 φ =1,1 φ =1,2 VFmax φ p/ VFmax
E...
64Instalações e Serviços Industriais2006
Limites de inflamabilidade
• Temperaturas baixas ⇒ baixas
taxas de reacção
• Exis...
65Instalações e Serviços Industriais2006
Limites de inflamabilidade
de alguns combustíveis
Determinados à pressão atmosfér...
66Instalações e Serviços Industriais2006
Limites de
inflamabilidade em Ar e O2
LII LII LSI LSI
Ar O2 Ar O2
CO 12 16 75 94
...
67Instalações e Serviços Industriais2006
Distribuição dos combustíveis no
sector cerâmico
Dados de 2004
Fonte:
68Instalações e Serviços Industriais2006
Combustíveis no sector cerâmico
Dados 2004
69Instalações e Serviços Industriais2006
Tabela de factores de emissão
Combustível
Factor de emissão
(ton CO2/TJ)
Biomassa...
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  1. 1. 1Instalações e Serviços Industriais2006 Combustíveis Notas das aulas da disciplina de INSTALAÇÕES E SERVIÇOS INDUSTRIAIS
  2. 2. 2Instalações e Serviços Industriais2006 Temas a discutir • Recursos energéticos • Tipos de combustíveis • Transporte e armazenagem
  3. 3. 3Instalações e Serviços Industriais2006 Recursos energéticos • A escassez dos chamados combustíveis clássicos é cada vez mais frequente. • A procura das energias alternativas é cada vez maior, principalmente nas sociedades industrializadas. No entanto não foram ainda desenvolvidos métodos economicamente viáveis para a produção destas energias, capazes de superar o rendimento, a simplicidade e a versatilidade da utilização dos combustíveis clássicos.
  4. 4. 4Instalações e Serviços Industriais2006 Reservas energéticas mundiais Fonte de energia Tipo Reservas (x1021 J) Química (Fossil) Carvão, Petróleo e Gás 32 6 Fissão nuclear Uránio/ Tório 600 Fusão Deutério 1010 Outras fontes de energia solar, eólica, hídrica, geotérmica, resíduos industriais e urbanos.
  5. 5. 5Instalações e Serviços Industriais2006 Combustíveis clássicos • A maior parte dos combustíveis são fósseis. ExEx:: carvão, petróleo e seus derivados e o gás natural. • Combustíveis não fósseis ExEx:: madeira e seus derivados - carvão vegetal, cascas, resíduos sólidos.
  6. 6. 6Instalações e Serviços Industriais2006 Característica térmica dos combustíveis • Composição química: – CnHm - hidrocarbonetos – CnHmNoOpSq - composição geral tipo • Tipo de reacção química: reacção exotérmica • Poder calorífico: calor libertado na combustão completa por unidade de massa, volume ou mole de combustível (normalmente kJ/kg, kJ/m3 ou kJ/mole) – PCS = PCI + m(água)*λ λ - calor latente de vaporização da água
  7. 7. 7Instalações e Serviços Industriais2006 Combustíveis sólidos • Coque • Carvão: antracite, hulha, lenhite, betuminoso, sub-betuminoso, turfa • Madeira: casca, serrim, serradura, estilha (pinho, eucalipto, oliveira, etc.) • Resíduos sólidos: casca de arroz, bagaço de azeitona, bagaço de cana de açúcar, lixo urbano, lixo hospitalar, pneus, restos de materiais poliméricos.
  8. 8. 8Instalações e Serviços Industriais2006 Coque de petróleo • Coque de petróleo – Produto sólido, negro e brilhante, obtido por craqueamento de resíduos pesados, essencialmente constituído por carbono (90 a 95%) – Combustível sólido muito poluente e com um elevado potencial de perigosidade para a saúde humana e para o ambiente, nomeadamente pela sua composição em enxofre e metais pesados. Queima sem deixar cinzas – Usado na indústria metalurgia, cerâmica e mais recentemente nas cimenteiras
  9. 9. 9Instalações e Serviços Industriais2006 Coque de petróleo e a poluição • O aumento da utilização do coque petróleo decorre do facto deste combustível ser mais barato do que outras alternativas menos poluentes, nomeadamente o gás natural, por, inexplicavelmente, não estar sujeito ao Imposto Sobre Produtos Petrolíferos (ISP). • Com o objectivo de corrigir as assimetrias criadas pela preferência do coque de petróleo em algumas indústrias portuguesas, os Ministérios da Economia e do Ambiente publicaram a Portaria 1387/2003 de 22 de Dezembro, tornando obrigatória a monitorização das emissões de gases e o cumprimento da legislação em vigor nas instalações que utilizem este combustível.
  10. 10. 10Instalações e Serviços Industriais2006 Processo de obtenção do coque
  11. 11. 11Instalações e Serviços Industriais2006 Imagens de combustíveis sólidos Antracite Preto com brilho metálico. Duro, parte formando estiletes muito finos. Estilha Bagaço de azeitona
  12. 12. 12Instalações e Serviços Industriais2006 Preparação dos combustíveis sólidos para queima • Preparação: – secagem, – trituração, – corte, – separação granulometrica
  13. 13. 13Instalações e Serviços Industriais2006 Secadores
  14. 14. 14Instalações e Serviços Industriais2006 Trituradores
  15. 15. 15Instalações e Serviços Industriais2006 Principais propriedades características dos combustíveis sólidos • Densidade • Teor de humidade • Percentagem de C • Percentagem de O2, H2, N2, S • Percentagem de matérias voláteis e minerais • Percentagem de cinzas e sua temperatura de fusão • Granulometria • Coesão • Dureza/Resistência • Dilatação por efeito de humidade • Fusibilidade das cinzas • Poder calorífico
  16. 16. 16Instalações e Serviços Industriais2006 Quando surge a utilização industrial do carvão? • O uso generalizado iniciou-se na Europa no século XVI, se bem que antes da era Cristã já os Chineses e os Romanos o tivessem utilizado. • Inglaterra: País da Europa que começou a substituir a madeira pelo carvão, na fabricação do ferro, papel e na indústria têxtil (revolução industrial).
  17. 17. 17Instalações e Serviços Industriais2006 Como resulta o carvão? • Série de transformações sobre os restos vegetais acumulados em fundos pantanosos, lagunas ou deltas fluviais, e sua subsequente consolidação em areias e rochas. • Acção de bactérias anaeróbicas, que produzem a decomposição dos hidratos de carbono e um comcomitante enriquecimento progressivo em carbono.
  18. 18. 18Instalações e Serviços Industriais2006 Reservas e formação do carvão
  19. 19. 19Instalações e Serviços Industriais2006 Classificação do carvão por grau de incarbonização (%) 1. Antracite 92 - 95 2. Hulha 91 - 93 3. Betuminoso 80 - 91 4. Sub-betuminoso 75 - 80 5. Linhite 60 - 75 6. Turfa < 60
  20. 20. 20Instalações e Serviços Industriais2006 Armazenagem do carvão Céu aberto Áreas cobertas Perigo de combustão espontânea devido ao calor produzido por oxidação atmosférica – carvão recém extraído e – montes de altura elevada Pilha de 2,5 m, ventilação adequada, cobertura e pulverização com água.
  21. 21. 21Instalações e Serviços Industriais2006 Transporte do carvão e de outros combustíveis sólidos • Do local de extracção até ao consumidor – via marítima ou terrestre (férrea) • Do local de armazenagem até à caldeira – tela transportadora – sem-fim – cabazes em rotação vertical – gravidade – transporte pneumático – manualmente
  22. 22. 22Instalações e Serviços Industriais2006 Movimentação do carvão
  23. 23. 23Instalações e Serviços Industriais2006 Dados sobre Explosividade de poeiras Material d50 [mm] Concentração Explosiva Mínima [g/cm3] Pmax [bar] (dP/dt)max V1/3 [bar m/s] Alumínio 29 30 12,4 415 Carvão Bituminoso 24 60 9,2 129 Cortiça 7 - 10,3 202 Polimetilmetacrilato 21 30 9,4 269 Polipropileno 25 30 8,4 101 Policloreto de Vinil 107 200 7,6 46 Açúcar 30 200 8,5 138 Zinco 10 250 6,7 125
  24. 24. 24Instalações e Serviços Industriais2006 Combustíveis líquidos • Derivados do petróleo – gasolina – gasóleo – diesel-oil – burner-oil – thick-fuel-oil – thin-fuel-oil – coque • Outros – alcóol, azeite, solventes, licor negro, restos de tintas e vernizes
  25. 25. 25Instalações e Serviços Industriais2006 Principais propriedades dos combustíveis líquidos • Viscosidade • Percentagem de enxofre • Temperatura de inflamação • Limite de inflamabilidade • Pressão de vapor • Cor/cheiro • Percentagem de água • Percentagem de sedimentos • Densidade • Coeficiente de dilatação • Poder calorífico • Toxicidade
  26. 26. 26Instalações e Serviços Industriais2006 Quando surge a utilização do petróleo ? • 3 séculos a.c. já os SumSumééricosricos utilizavam o asfalto proveniente do Vale de Eufrates para embalsamar os mortos e calafetar os barcos e ajudar a fixar as pedras dos templos. O petróleo era também usado para tratar de doenças de pele. • As origens da indústria do petróleo situam-se por volta do ano 18591859, quando o norte americano DrakeDrake, realizou o 1º furo no subsolo (21 m). Actualmente os furos chegam a ultrapassar 5,5 km de profundidade.
  27. 27. 27Instalações e Serviços Industriais2006 Como resulta o petróleo ? • Encontra-se nos meios de origem sedimentar, formados no fundo de uma baía, um meio marítimo, ou em lagoas profundas e num ambiente químico redutor. • As rochas devem ser suficientemente porosas, para permitir que o petróleo se armazene e permeáveis para permitir a sua circulação. • A matéria orgânica deposita-se, e pouco a pouco vai-se cobrindo de sedimentos. À medida que a profundidade aumenta vai-se degradando por efeito de bactérias, transformando-se em hidrocarbonetos.
  28. 28. 28Instalações e Serviços Industriais2006 Reservas de petróleo
  29. 29. 29Instalações e Serviços Industriais2006 Evolução recente do preço do petróleo
  30. 30. 30Instalações e Serviços Industriais2006 Esquema simplificado das várias fases na destilação do petróleo e produtos finais GPL Butano e Propano Normal Super Gasolinas Solventes Petróleo p/ motores Carboreactores (JP1/JP4) Petróleos Gasóleos Fuel oil Alfaltos Óleos lubrificantes Resí duo Destilação do petróleo bruto
  31. 31. 31Instalações e Serviços Industriais2006 Refinaria da GALP - Porto
  32. 32. 32Instalações e Serviços Industriais2006 Unidades processuais do processo de destilação • Destilação Atmosférica Nesta unidade realiza-se, por destilação, a separação primária de matéria prima (petróleo bruto) em quatro grandes fracções, designadas por: – produto topo (leves) • O produto de topo é depois redestilado, dando origem a gases incondensáveis (fuel-gás), GPL e naftas leve e pesada – petróleo, – gasóleo e – resíduo atmosférico.
  33. 33. 33Instalações e Serviços Industriais2006 Adoçamento do Petróleo • O petróleo separado na destilação atmosférica contém vários contaminantes, especialmente sulfuretos orgânicos, designados tióis ou mercaptanos, que corroem os metais e exalam um odor desagradável. • Por esta razão, o petróleo é sujeito a um tratamento específico, no qual os sulfuretos são convertidos em dissulfuretos não corrosivos e eventuais traços de gás sulfídrico e ácidos carboxílicos são removidos. • A maior parte do petróleo tratado é usado como combustível para a aviação, sob a designação de jet- fuel.
  34. 34. 34Instalações e Serviços Industriais2006 Dessulfuração de Gasolina Pesada • Remove por via catalítica em atmosfera de hidrogénio, os compostos orgânicos de enxofre, oxigénio e azoto presentes na gasolina pesada, os quais actuariam como veneno permanente ou temporário do catalisador da Unidade de Reformação Catalítica (Platforming) situada a jusante, na fileira de tratamento. • O produto gasoso da reacção, constituído por hidrogénio e hidrocarbonetos muito leves gás sulfídrico (H2S) e amoníaco (NH3), é submetido a um tratamento de purificação por aminas (tratamento de gases); • o gás sulfídrico separado é enviado para a unidade de recuperação de enxofre e os hidrocarbonetos encaminhados para a rede de fuel-gás.
  35. 35. 35Instalações e Serviços Industriais2006 Platformings semi-regenerativo e de regeneração contínua (CCR) • O propósito desta operação é converter os hidrocarbonetos nafténicos e parafínicos em aromáticos (reformação catalítica), libertando hidrogénio como sub-produto de reacção. • A carga à unidade é constituída por nafta pesada dessulfurada; o produto líquido obtido, designado "reformado", com elevado teor em hidrocarbonetos aromáticos e um número de octano muito alto, é usado como componente de gasolinas ou como matéria prima para a Fábrica de Aromáticos. • O hidrogénio produzido, depois de purificado (PSA), é usado como co-reagente nos processos catalíticos hidrogenantes. Os hidrocarbonetos leves produzidos na reacção são enviados para a recuperação
  36. 36. 36Instalações e Serviços Industriais2006 Tratamento de GPL e de Gasolina Leve • Este processo de tratamento, designado Merox, tem como objectivo remover os mercaptanos (tióis) presentes nas correntes de GPL e nafta leve, através duma extracção com uma solução aquosa de soda cáustica. • Os mercaptitos de sódio formados são depois removidos da solução de soda cáustica (regeneração da soda) por oxidação com ar na presença dum catalisador, convertendo-se em dissulfuretos orgânicos insolúveis na solução aquosa, separando-se por decantação. • Os G.P.L. tratados são enviados para a Unidade de Recuperação de Gases. A gasolina leve tratada, segue para a armazenagem.
  37. 37. 37Instalações e Serviços Industriais2006 Tratamento de Gases I e II e Recuperação de Gases • O tratamento de gases realiza a extracção do gás sulfídrico contido nas várias correntes gasosas destinadas a fuel-gás, utilizando uma lavagem, em contra-corrente, com uma solução aquosa de dietanolamina. A recuperação de gases, compreende a separação dos gases incondensáveis contidos nas correntes GPL (propano e butano) provenientes de diferentes unidades. Os produtos resultantes destas operações são: gás sulfídrico que é enviado à Unidade de Recuperação de Enxofre, os incondensáveis de petróleo (fuel-gás) e os G.P.L., que depois de sujeitos ao tratamento Merox, são separados em Propano e Butano comerciais.
  38. 38. 38Instalações e Serviços Industriais2006 Dessulfuração de Gasóleo I e II • Trata-se dum processo de hidrodessulfuração do gasóleo (reacção catalítica, realizada a alta pressão parcial de hidrogénio, na presença dum catalisador apropriado) que reduz drasticamente o seu teor de enxofre. • Em consequência da severidade da operação, formam-se alguns leves por craqueamento da carga, que são separados por stripping do gasóleo tratado, antes de este ser enviado para a armazenagem. • pelos respectivos processos de purificação.
  39. 39. 39Instalações e Serviços Industriais2006 Produção de Enxofre • Converte o sulfureto de hidrogénio (H2S) contido na corrente gasosa proveniente do Tratamento de Gases, em enxofre elementar. Este processo, designado “Claus”, compreende a queima de 1/3 da corrente de H2S para formação de SO2 que, reagindo com os 2/3 remanescentes, na presença dum catalisador, produz enxofre elementar. É um processo importante da fileira de tratamento na medida em que recupera, como produto comercial, todo o enxofre removido dos diferentes produtos pelos respectivos processos de purificação.
  40. 40. 40Instalações e Serviços Industriais2006 Principais combustíveis líquidos usados em caldeiras Gasóleo Diesel Burner Thin Thick Gasóleo 100 85 50 20 0 Thick 0 15 50 80 100
  41. 41. 41Instalações e Serviços Industriais2006 Armazenagem dos combustíveis líquidos • Depósitos verticais ou horizontais – capacidade p/ 15 a 30 dias de consumo – materiais de construção: aço, fibra de vidro • Equipamento de apoio para combustíveis pesados (i.e. elevada viscosidade) – permutador de fundo (p/ limpeza) – permutador de choque (p/ bombagem) – resistências eléctricas • Equipamento de controle de nível
  42. 42. 42Instalações e Serviços Industriais2006
  43. 43. 43Instalações e Serviços Industriais2006 UNIDADES PROCESSUAIS • U0100 - Pré - Destilação Esta unidade é, normalmente, alimentada com reformado (efluente da reformação catalítica), produzido na Fábrica de Combustíveis. É constituída por três colunas de destilação em série, que separam a alimentação nas seguintes correntes processuais: fracção gasolina leve C5-; corte de C6/C7; corte de C8's e um corte de aromáticos pesados C9+. A gasolina leve é devolvida à refinaria como componente de gasolinas e de nafta química; os aromáticos pesados são usados como matéria prima na Unidade Solventes (U0500), para a produção de solventes industriais aromáticos (C9+ tipo I e II) e como componente de gasolinas na refinaria. • U0200 - Arosolvan Esta unidade trata o corte C6/C7 proveniente da U0100. Os componentes alifáticos são separados dos aromáticos por extracção líquido-líquido, usando como solvente a N-metil-2-pirrolidona (NMP). O extracto, após recuperação do solvente por destilação e lavagem com água, é submetido a uma destilação para obtenção do benzeno e o tolueno de elevada pureza. A corrente de refinado alifático, após lavagem com água, é usada na U0500 para produção de solventes industriais alifáticos (hexano, heptano, solvente borracha, etc.) ou devolvida à refinaria como componente de nafta química e gasolinas.
  44. 44. 44Instalações e Serviços Industriais2006 UNIDADES PROCESSUAIS • U0300 - Parex A U0300 destina-se a produzir para-xileno de elevada pureza, a partir do corte C8 recebido da U-100, quase inteiramente constituído por p- xileno e seus isómeros. O para-xileno é separado por um processo de adsorção selectiva realizada em fase líquida; o adsorvente (peneiro molecular) é um material zeolítico cuja natureza e tipo de porosidade favorece a adsorção do p-xileno em detrimento dos outros hidrocarbonetos presentes. A desadsorção do paraxileno, faz- se usando a um desorvente específico, neste caso o para- dietilbenzeno, do qual finalmente se separa por destilação. • U0400 - Isomar Esta unidade recebe a mistura pobre em para-xileno proveniente da U0300. Esta corrente, essencialmente constituída pelos isómeros orto e meta-xileno e por etilbenzeno, segue para um reactor onde, em atmosfera hidrogenante e na presença de um catalisador especifico, ocorre a isomerização dos C8's, restabelecendo o equilíbrio em xilenos. De seguida, por destilação é retirado o orto-xileno como produto final e a restante corrente de C8's (rica em paraxileno) retorna à U0300.
  45. 45. 45Instalações e Serviços Industriais2006 UNIDADES PROCESSUAIS • U0500 - Solventes Funciona alternadamente, produzindo por destilação do refinado da unidade Arosolvan (U-0200) solventes alifáticos, designadamente hexano e heptano, ou solventes aromáticos (C9+ tipo I e II) por destilação da corrente de aromáticos pesados proveniente da U0100. • GZ0600 - Produção de Azoto A Fábrica de Aromáticos possui uma unidade de produção de azoto. O azoto é obtido por destilação criogénica do ar liquefeito. Como gás inerte, o azoto é utilizado na instalação para inertização de equipamentos e circuitos por razões de segurança e na cobertura de produtos armazenados para evitar a sua oxidação.
  46. 46. 46Instalações e Serviços Industriais2006 Características dos principais combustíveis líquidos • Massa volúmica • thick-fuel-oil = 940,5 - 0,7 T (kg/m3) • thin-fuel-oil = 930,5 - 0,7 T (kg/m3) • gasóleo = 850,5 - 0,7 T (kg/m3) • PCI • thick-fuel-oil = 40195 kJ/kg • thin-fuel-oil = 41030 kJ/kg • gasóleo = 42705 kg/kg • Viscosidade cinemática • thick-fuel-oil = 300 - 800 CSt • thin-fuel-oil = 100 - 200 CSt • gasóleo = 2,1 - 5,8 CSt
  47. 47. 47Instalações e Serviços Industriais2006 Temperaturas mínimas recomendadas para armazenagem e transporte da nafta • Armazenagem thick-fuel-oil = 40 oC thin-fuel-oil =25 oC • Saída do tanque para alimentação do queimador thick-fuel-oil = 50 oC thin-fuel-oil =30 oC
  48. 48. 48Instalações e Serviços Industriais2006 Reservatórios de combustível
  49. 49. 49Instalações e Serviços Industriais2006 Transporte de combustíveis líquidos • Da refinaria até ao consumidor – via marítima ou terrestre (camiões cisternas) • Do local de armazenagem até à caldeira – gravidade – bombagem: bomba de engrenagens equipamento da linha: filtro, permutador, resistências eléctricas, válvula de comando modulado, by pass, circuito de retorno
  50. 50. 50Instalações e Serviços Industriais2006 Combustíveis gasosos • Derivados dos processos químicos – gás de refinaria (H2S) – gás de alto forno (da volatiliz. de comb. sólidos) • Derivados do petróleo – propano, propeno – butano • Gás natural – metano, etano
  51. 51. 51Instalações e Serviços Industriais2006 Principais propriedades dos combustíveis gasosos • Densidade (d) • Densidade em relação ao ar seco • Temperatura de ebulição à pressão atmosférica • Temperatura de inflamação no ar • Limite de inflamabilidade • Massa molecular • Índice de Wobbe: Wo=Ho/(d)0,5 • Odor (artificial, para efeito de detecção) • Poder calorífico (Ho)
  52. 52. 52Instalações e Serviços Industriais2006 Quando surgiu a utilização do gás natural ? • Iniciou-se no princípio do século XX nos EUA • Relação percentual de consumo mundial em 1955: EUA 90 Europa Oriental 5 Europa Ocidental 1 Resto do Mundo 4 • Nos anos 70 houve um impacto no consumo de gás natural • Entrada do gás natural em Portugal: 1997
  53. 53. 53Instalações e Serviços Industriais2006 Reservas de GN no Mundo
  54. 54. 54Instalações e Serviços Industriais2006 Gás natural em Portugal • O gás natural é totalmente importado • Existem normas que regulamentam: – importação, ordenamento, armazenamento, transporte e distribuição (concessão de um serviço público) • Prevê-se que entre o ano 2000 e 2010 o gás natural seja responsável por 8 a 10% do consumo energético nacional. • Prevê-se que a dependência em relação ao petróleo diminua para cerca de 55 a 60 %.
  55. 55. 55Instalações e Serviços Industriais2006 Principais combustíveis gasosos usados em caldeiras • Gás natural (inst. de média e grande dimensão) • Propano/butano (instalações pequena dimensão) • Biogás (ETAR´s) • Gás de cidade (Lisboa)
  56. 56. 56Instalações e Serviços Industriais2006 Rede nacional de GN
  57. 57. 57Instalações e Serviços Industriais2006 Rede ibérica de GN
  58. 58. 58Instalações e Serviços Industriais2006 Preço do Gás Doméstico
  59. 59. 59Instalações e Serviços Industriais2006 Armazenagem dos combustíveis gasosos • Reservatórios sob pressão: gás no estado líquido • Reservatórios (normalmente subterrâneos) nos pontos terminais das condutas ou próximo dos consumidores: gás natural • Espaços porosos ou com fendas: campos de exploração de gás abandonados e minas de hidrocarbonetos • Cavernas artificiais
  60. 60. 60Instalações e Serviços Industriais2006 Tanque de armazenagem
  61. 61. 61Instalações e Serviços Industriais2006 Transporte dos combustíveis gasosos • Do posto até ao consumidor – via marítima ou terrestre (camiões cisternas), para pequenas quantidades e locais em que não há rede de distribuição – pipelines, a uma pressão de 80 bar, podendo subir até 180 bar, quando estes estão submersos • Do ramal (válvula de seccionamento da concessionária) até à caldeira: Existem 3 categorias em função da pressão de serviço (>20 bar, entre 4 e 20 bar, e < 4 bar) – tubagem, válvulas de seccionamento, unidades de contagem e instrumentação de registo, uniões, purgadores de ar
  62. 62. 62Instalações e Serviços Industriais2006 Rede de gás
  63. 63. 63Instalações e Serviços Industriais2006 VF de diversos combustíveis φ =0,8 φ =0,9 φ =1,0 φ =1,1 φ =1,2 VFmax φ p/ VFmax Etano 36,0 40,6 44,5 47,3 47,3 47,6 1,14 Propano - 42,3 45,6 46,2 42,4 46,4 1,06 Metano 30,0 38,3 43,4 44,7 39,8 44,8 1,08 Isopentano 33,0 37,6 39,8 38,4 33,4 39,9 1,01 Acetileno 107 130 144 151 154 155 1,25 Etileno 50,0 60,0 68,0 73,0 72,0 73,5 1,13 Propileno - 48,4 51,2 49,9 46,4 51,2 1,00
  64. 64. 64Instalações e Serviços Industriais2006 Limites de inflamabilidade • Temperaturas baixas ⇒ baixas taxas de reacção • Existe uma gama restrita de condições que dão origem a taxas de reacção suficientemente elevadas para permitir combustão auto-sustentada. • Limites de inflamabilidade – corresponde às percentagens volumétricas de combustível na mistura gasosa entre as quais é possível ter uma combustão auto- sustentada.
  65. 65. 65Instalações e Serviços Industriais2006 Limites de inflamabilidade de alguns combustíveis Determinados à pressão atmosférica e temperatura ambiente num tubo vertical de 50 mm de diâmetro co propagação de baixo para cima Combustível LII (% Volumétrica) LSI (% Volumétrica) Metano 5,3 15 Etano 3,0 12,5 Propano 2,2 9,5 Etileno 3,1 32 Propileno 2,4 10,3 Acetileno 2,5 80 Benzeno 1,4 7,1 Alcool metílico 7,3 36 Etanol 4,3 19
  66. 66. 66Instalações e Serviços Industriais2006 Limites de inflamabilidade em Ar e O2 LII LII LSI LSI Ar O2 Ar O2 CO 12 16 75 94 Amoníaco 15 15 28 79 Hidrogénio 4 4 74 94 Acetileno 2,5 2,5 80 93 Etileno 2,7 2,9 36 80 Metano 5 5 14 61 Propano 2,2 2,2 10 55 Etano 3 3 12,5 66 Butano 1,8 1,8 8,4 49 Hexano 1,2 1,2 7,5 52
  67. 67. 67Instalações e Serviços Industriais2006 Distribuição dos combustíveis no sector cerâmico Dados de 2004 Fonte:
  68. 68. 68Instalações e Serviços Industriais2006 Combustíveis no sector cerâmico Dados 2004
  69. 69. 69Instalações e Serviços Industriais2006 Tabela de factores de emissão Combustível Factor de emissão (ton CO2/TJ) Biomassa 0 Gás natural 56,1 Gás propano 63,0 Fuel 73,3 Coque de petróleo 100,8
  70. 70. 70Instalações e Serviços Industriais2006 LINKS • http://www.galpenergia.com/Galp+Ener gia/Portugues/a+Galp+Energia/a+refina cao/refinaria+porto/Ref_Porto_default.h tm

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