CAPÍTULO I - GÁS NATURAL

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CAPÍTULO I - GÁS NATURAL

  1. 1. O Gás Natural
  2. 2. Gás Natural substância em estado gasoso nas condições ambiente de temperatura e pressão . <ul><li>por seu estado gasoso e suas características físico–químicas naturais, qualquer processamento desta substância, seja: </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>compressão ; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>expansão ; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>evaporação ; </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>variação de temperatura ; e </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>liquefação ou transporte . </li></ul></ul></ul></ul>exigirá um tratamento termodinâmico como qualquer outro gás
  3. 3. Composição do Gás Natural Bruto <ul><li>A composição do gás natural bruto é função de uma série de fatores naturais que determinaram o seu: </li></ul><ul><ul><li>processo de formação; e </li></ul></ul><ul><ul><li>as condições de acumulação do seu reservatório de origem . </li></ul></ul>O gás natural é encontrado em reservatórios subterrâneos em muitos lugares do planeta, tanto em terra quanto no mar , tal qual o petróleo.
  4. 4. Formação do Gás Natural <ul><li>Os processos naturais de formação do gás natural são: </li></ul><ul><ul><li>a degradações da matéria orgânica de origem animal por bactérias anaeróbias ; </li></ul></ul><ul><ul><li>a degradações da matéria orgânica de origem vegetal e do carvão por temperatura e pressão elevadas ; ou </li></ul></ul><ul><ul><li>da alteração térmica dos hidrocarbonetos líquidos . </li></ul></ul>
  5. 5. Formação do Gás Natural <ul><ul><li>querogêneo gorduroso , quando proveniente de algas e matéria animal . </li></ul></ul>A matéria orgânica fóssil é também chamada de querogêneo e pode ser de dois tipos: <ul><ul><li>querogêneo seco , quando proveniente de matéria vegetal ; e </li></ul></ul>
  6. 6. Formação do Gás Natural e do Carvão Mineral Matéria de Origem Vegetal celulose e lignina Querogêneo Seco ao alcançar maiores profundidades na crosta terrestre sofreu um processo gradual de cozimento, transformando-se em linhito, carvão negro, antracito, xisto carbonífero e metano magma
  7. 7. Formação do Petróleo e Gás Natural Matéria Orgânica de Origem Animal Querogêneo Gorduroso Não sofre o processo de cozimento lento, e sim, a ação das bactérias anaeróbicas, formando o petróleo, Nos últimos estágios de degradação do querogêneo gorduroso, o petróleo apresenta-se como condensado volátil associado a hidrocarbonetos gasosos com predominância do metano – GÁS NATURAL
  8. 8. Reservas de Gás Natural e Petróleo ASSOCIADAS NÃO ASSOCIADAS Reservas gás natural associadas, possui parcelas % de G.N. e Petróleo economicamente viável de exploração. Possuí além da grande participação do metano, proporções mais significativas de Etano, Propano, Butano e hidrocarbonetos mais pesados Reservas gás natural não associadas, possui, somente, parcelas % de G.N. economicamente viável de exploração. Quase na sua totalidade de metano. gás natural água salgada óleo gás natural água salgada óleo
  9. 9. Gás Natural Bruto <ul><li>Além dos hidrocarbonetos fazem parte da composição do gás natural bruto outros componentes, tais como: </li></ul><ul><ul><li>o Dióxido de Carbono (CO 2 ), </li></ul></ul><ul><ul><li>o Nitrogênio (N 2 ), </li></ul></ul><ul><ul><li>Hidrogênio Sulfurado (H 2 S), </li></ul></ul><ul><ul><li>Água (H 2 O), </li></ul></ul><ul><ul><li>Ácido Clorídrico (HCl), </li></ul></ul><ul><ul><li>Metanol e </li></ul></ul><ul><ul><li>impurezas mecânicas. </li></ul></ul>A presença e proporção destes elementos dependem fundamentalmente da localização do reservatório , se em terra ou no mar, sua condição de associado ou não , do tipo de matéria orgânica ou mistura do qual se originou, da geologia do solo e do tipo de rocha onde se encontra o reservatório , etc
  10. 10. Gás Natural Bruto Composição em Alguns Países
  11. 11. Gás Natural Comercial <ul><li>A composição comercial do gás natural é variada e depende da composição do gás natural bruto, do mercado atendido, do uso final e do produto gás que se deseja. </li></ul><ul><li>Apesar desta variabilidade da composição, são parâmetros fundamentais que determinam a especificação comercial do gás natural: </li></ul><ul><li>o seu teor de enxofre total, </li></ul><ul><li>o teor de gás sulfídrico, </li></ul><ul><li>o teor de gás carbônico, </li></ul><ul><li>o teor de gases inertes, </li></ul><ul><li>o ponto de orvalho da água, </li></ul><ul><li>o ponto de orvalho dos hidrocarbonetos e </li></ul><ul><li>o poder calorífico. </li></ul>Poder Calorífico Superior (PCS) do Gás Natural fixado composição comercial do gás natural é: 9.400 kcal/m 3 1 atm 20 o C
  12. 12. Gás Natural Comercial Especificação para o Gás Natural Comercializado no Brasildeterminadas pela Agência Nacional do Petróleo – ANP na Portaria N.º 41, de 15 de Abril de 1998. O Gás Natural deverá atender à especificações apresentadas na Tabela 2. Obs.: (1) - Limites especificados são valores referidos a 20ºC a 101,33 kPa (1 atm), exceto onde indicado. (2) - Para as Regiões Norte e Nordeste, admite-se o valor de 3,5. (3) - Para as Regiões Norte e Nordeste, admite-se o valor de 6,0. (4) - Para as Regiões Norte e Nordeste, admite-se o valor de - 39. Fonte: Agência Nacional do Petróleo – ANP, Regulamento Técnico ANP N.º 001/98 Além de obedecer aos índices da Tabela 2, o produto deve estar sempre livre de poeira, água condensada, odores objetáveis, gomas, elementos formadores de goma, glicóis, hidrocarbonetos condensáveis, compostos aromáticos, metanol ou outros elementos sólidos ou líquidos que possam interferir com a operação dos sistemas de transporte e distribuição e à utilização pelos consumidores.
  13. 13. U.P.G.N. Esquemático de Unidade de Processamento de Gás Natural C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 + Gás Natural U P G N C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 + FRAC Gás Processado GLP Gasolina Natural GNL C5 C6 C7 + C3 C4
  14. 14. Produtos Comercializáveis PCS: 9.400 kcal/m3 1 atm 20 o C O gás natural é composto basicamente por Metano e as quantidades de Etano e Propano presentes são apenas suficientes para elevar o poder calorífico e alcançar o valor desejado , uma vez que o poder calorífico do Etano 1,8 vezes maior que o do Metano e o do Propano é mais de 2,6 vezes superior ao do Metano
  15. 15. Características do Gás Natural Limites de Inflamabilidade – os limites de inflamabilidade podem ser definidos como as percentagens mínima e máxima de gás combustível em composição com o ar, a partir das quais a mistura não irá inflamar-se e permanecer em combustão. O limite inferior representa a menor proporção de gás em mistura com o ar que irá queimar sem a aplicação continua de calor de uma fonte externa. Em proporções menores ao limite inferior a combustão cessa quando interrompida a aplicação de calor. O limite superior é a proporção de gás na mistura a partir da qual o gás age como diluente e a combustão não pode se auto-propagar. Para o Gás Natural, os limites de inflamabilidade inferior e superior são, respectivamente, 5% e 15% do volume; Ponto de Vaporização – é o ponto em que ocorre a mudança de fase do estado líquido para o estado gasoso em uma certa combinação de temperatura e pressão. À pressão atmosférica a vaporização do gás natural ocorre à temperatura de (-162) ºC; Densidade – o gás natural é o único gás cuja densidade relativa é inferior à 1,0, sendo portanto mais leve que o ar. Este fato tem importância decisiva para segurança;
  16. 16. COMBUSTÃO A combustão é o processo de reações químicas que se produzem durante a oxidação completa ou parcial do carbono, do hidrogênio e do enxofre contidos em um combustível . A análise destas reações é feita através de Balanço de Massas e de Balanço Térmico. No Balanço de Massas está em consideração a quantidade de ar empregada para a combustão , sendo a referência a quantidade mínima exata para reagir completamente o combustível, chamada estequiométrica . No Balanço Térmico são analisadas as quantidades de calor liberadas, a temperatura da combustão e a quantidade de calor perdido na exaustão . São características importantes da combustão a composição do combustível e sua temperatura, a pressão em que ocorre, seu estado e o formato da câmara de combustão . Estes determinam a forma com que ocorrerá o processo , se por detonação ou por deflagração .

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