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DESENVOLVIMENTO DE UM SEQUESTRANTE DE GÁS SULFÍDRICO PARA APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DE PETRÓLEO Mestrando: Luiz Ferreira da Silva Filho Orientadores: Prof.

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1 DESENVOLVIMENTO DE UM SEQUESTRANTE DE GÁS SULFÍDRICO PARA APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DE PETRÓLEO Mestrando: Luiz Ferreira da Silva Filho Orientadores: Prof. Eduardo Lins de Barros Neto Prof. Afonso Avelino Dantas Neto

2 Motivação A pouca aplicação da remoção do gás sulfídrico A pouca aplicação da remoção do gás sulfídrico em meio reacional inorgânico A necessidade da eliminação deste gás na A necessidade da eliminação deste gás na indústria de petróleo, pois o mesmo além de causar sérios danos à saúde, levando inclusive à morte, também danifica as tubulações e equipamentos.

3 Objetivos Desenvolver um sequestrante que remova o gás sulfídrico do gás natural, a um custo menor que os existentes no mercado atual e com maior eficiência, ou seja, não formando compostos secundários que interfiram no uso dos tanques, tubulações e etc.

4 Gás Sulfídrico O gás sulfídrico apresenta as seguintes características: É incolor Altamente tóxico Mais pesado que o ar e forma com este uma mistura explosiva Possui cheiro de ovo podre em baixas concentrações, e inibe o olfato em altas concentrações Queima facilmente formando o dióxido de enxofre (SO2) Durante a corrosão forma uma camada de sulfeto ferroso (FeS), fenômeno este que danifica superfícies internas de tanques, torres, vasos e tubulações. É solúvel em água.

5 Gás Sulfídrico O sulfeto de hidrogênio pode ser encontrado no mar e nas emissões vulcânicas, em processos de produção e refino de petróleo, sistemas de esgoto, indústria de papel, águas subterrâneas, numa variedade de processos industriais, em locais onde haja estagnação de água com quantidades variadas de matéria orgânica/nutrientes e em ambientes contaminados com bactérias.

6 Gás Sulfídrico A decomposição térmica de moléculas de sulfetos e dissulfetos orgânicos de alto peso molecular inseridas nas rochas matrizes podem gerar H2S conforme mostram as reações a seguir: H3C -{[CH2]n}- S- H3C CXHY + H2S- H3C-{[CH2]n}- S-S-H3C CXHY +H2S-

7 Gás Sulfídrico A água do mar, que apresenta diversos grupos de bactérias (entre elas as bactérias redutoras de sulfato - BRS) e nutrientes, quando mantida em condições de estagnação por longo tempo, poderá também desenvolver processo de geração de H2S a teores perceptíveis ao olfato humano, conforme mostra a reação a seguir: 2 CH 2 O + SO4 2- H 2 S + 2 HCO 3 –

8 Métodos de Remoção de H 2 S Existem vários métodos que podem ser utilizados para remover componentes ácidos, tais como H 2 S e CO 2, e outras impurezas do fluxo de hidrocarbonetos. A variedade dos métodos disponíveis pode ser classificada como aqueles dependentes de reação química, absorção, adsorção ou permeabilidade.

9 Métodos de Remoção de H 2 S Os processos de remoção de H2S conhecidos comercialmente estão baseados nas seguintes tecnologias: Absorção e regeneração com diversos tipos de aminas; Absorção sem regeneração com soluções alcalinas; Oxidação com agentes oxidantes como oxigênio, cloro, hipoclorito, ozônio, peróxido de hidrogênio; Oxidação seletiva direta para enxofre, com catalisadores a base de vanádio e outros metais, exemplo: Stretford, Sulferox e Lo-cat; Absorção e regeneração em óxidos de ferro, manganês, etc; Solventes físicos, por exemplo: Selexol, Purisol, Solvente de Flúor e Rectisol; Soluções de carbonato de potássio, por exemplo, Hot Pot, Catacarb, Benfield e Giammarco-Vetrocoke; Adsorção, por exemplo: peneiras moleculares. Membranas, por exemplo: AVIR, Separex, Cyrano (Dow), Grace lnternational Permeation, e Monsanto (SPILLMAN, 1989).

10 Metodologia Experimental A composição da fase gasosa será determinada por cromatografia. Os ensaios e as análises de cromatografia gasosa serão realizados no Laboratório de Análises Gasosas do Centro de Tecnologia do Gás (CT-Gás), localizados em Natal/RN.

11 Metodologia Experimental Reações: H2O2 + H2S S + 2H2O H2O2 + H2S S + 2H2O KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2S 5S + 8H2O KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2S 5S + 8H2O + K2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 2MnSO4

12 Metodologia Experimental 1 – Cilindro de gás padrão; 2 – válvula reguladora de pressão; 3 – medidor de vazão; 4 – válvula de controle; 5 – entrada do gás no reator; 6 – reator ; 7 – saída do gás na reator; 8 – frasco lavador de gás; 9 – válvula de três vias (divisão de fluxo); 10 – purga; 11 – cromatógrafo GC 3800 Varian; 12 – computador.

13 Metodologia Experimental Cromatógrafo GC 3800 Varian.

14 Plano de trabalho: -Selecionar os meios reacionais: Inorgânico ou Orgânico -Selecionar os tensoativos: Estudo de solubilidade O/A e A/O; Diagramas de fases e Estabilidade à temperatura, e concentrações de seqüestrantes e H 2 S. - Montagem do sistema de tratamento e avaliação do processo. Resultados e Discussão

15 Na segunda quinzena de agosto, do ano corrente, começaremos o trabalho em meio reacional inorgânico, com as seguintes reações: H 2 O 2 + H 2 S S + 2H 2 O KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5H 2 S 5S + 8H 2 O + K 2 SO 4 +2MnSO 4 Onde será avaliada qual dos reagentes acima, peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) ou permanganato de potássio (KMnO 4 ) apresenta-se como melhor seqüestrante de H 2 S do gás natural, para então assim começarmos a montagem do sistema e conseqüente realização dos experimentos.

16 Aplicação na Indústria Com a eliminação do gás sulfídrico haverá uma redução dos custos de operação e melhor qualidade do óleo destinado à refinaria, já que o mesmo causa corrosão em já que o mesmo causa corrosão em tubulações, tanques e outros equipamentos danificando suas superfícies internas.

17 Benefícios Apresenta benefícios sociais, econômicos e ambientais. A redução dos custos de operação e melhor qualidade do óleo destinado à refinaria devido a remoção do gás sulfídrico, do gás natural, é um dos benefícios econômicos. A redução dos custos de operação e melhor qualidade do óleo destinado à refinaria devido a remoção do gás sulfídrico, do gás natural, é um dos benefícios econômicos. Assim como a redução no lançamento de contaminantes nas águas (rios, lagos e mares) e no ar é considerado um grande benefício ambiental. Assim como a redução no lançamento de contaminantes nas águas (rios, lagos e mares) e no ar é considerado um grande benefício ambiental. Como benefício social temos, a diminuição da emissão de produtos causadores de doenças relacionadas aos efeitos estufa e a chuva ácida, preservando a saúde e segurança das pessoas que trabalham em operações com petróleo e gás natural ou residem próximas a sua exploração. Como benefício social temos, a diminuição da emissão de produtos causadores de doenças relacionadas aos efeitos estufa e a chuva ácida, preservando a saúde e segurança das pessoas que trabalham em operações com petróleo e gás natural ou residem próximas a sua exploração.

18 Agradecimentos


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