TE GEE.196.02 II
ANEXO 6
MEDIÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS CONSUMIDOS NA REFINARIA DE SINES
1. Introdução
A refinaria de Sines utiliza vários tipos de combustíveis nos seus equipamentos de combustão
e de segurança, provenientes de diversas origens.
Um dos combustíveis utilizados, o gás natural (GN), tem origem externa à refinaria, sendo
fornecido pela Transgás através de ramal de gasoducto, dedicado, com medição de
quantidade.
Todos os outros combustíveis aqui consumidos têm origem no interior da própria refinaria,
sendo obtidos a partir da sua actividade de processamento de petróleo bruto.
É o caso dos seguintes combustíveis :
Resíduo Processual Combustível (RPC) ; Fuel Gas de refinaria (FG) ; Coque ; Combustíveis
residuais (Off-gas da Destilação de Vácuo I, Off-gas da Destilação de Vácuo II, Tail gas da SRU
I, Tail gas da SRU II, Tail gas da SRU II, Gás de purga do HI, Gás de purga do HR, ASO e
Gasóleo).
2. Origem dos combustíveis
Gás natural
Recebido do fornecedor REN, com medição de qualidade (cromatografia) e quantidade.
Resíduo Processual Combustível
Combustível líquido, da família dos Fuelóleos, obtido na refinaria de Sines por blending de
diversos componentes intermédios.
Preparado em reservatórios da Movimentação de
Produtos, é recebido e armazenado na unidade de Utilidades, em três reservatórios dedicados.
Petrogal S.A. - Refinaria de Sines (Anexo 6)
1
TE GEE.196.02 II
Fuel Gas de refinaria
Combustível gasoso, obtido a partir de correntes processuais de várias unidades da refinaria, e
injectado continuamente em rede de distribuição interna.
Coque
Combustível sólido, formado por “carbonização” de hidrocarbonetos à superfície dos grãos de
catalisador.
Um grande produtor de coque é a unidade de FCC. Aqui, o coque é queimado no regenerador,
libertando assim os grãos de catalizador, reactivando-o. Na unidade de Platforming também
se “produz” coque e também se queima (sendo aqui uma pura perda) este, regenerando o
catalizador do Platforming. Esta unidade é um pequeno produtor de coque.
Off gases e Tail gás e Gás de Purga
São combustíveis gasosos (subprodutos), provenientes de correntes processuais das unidades
CV, VV, SRU I, SRU II, SRU III, HI e HR. Estas correntes, pela sua natureza combustível e
perniciosa para a atmosfera, são injectadas em equipamentos de combustão que efectuam a
sua queima.
ASO
Estas são as iniciais de Acid Soluble Oil, corrente líquida residual originária da unidade de
Alquilação que, pela sua natureza combustível, é injectada e queimada na fornalha da
Alquilação.
Gasóleo
Este combustível é utilizado essencialmente em equipamentos de emergência (bombas de
água de emergência do serviço de incêndios, gerador eléctrico de emergência e compressor de
ar de emergência). Também é utilizado nas fornalhas da Armazenagem de Asfaltos – OPH3 e
OPH4 (F.49 e F.50).
Petrogal S.A. - Refinaria de Sines (Anexo 6)
2
TE GEE.196.02 II
3. Consumidores
Na refinaria de Sines há equipamentos de combustão que apenas queimam um tipo de
combustível, mas outros, com maior flexibilidade, podem consumir dois ou três tipos distintos
de combustíveis.
A listagem dos equipamentos consumidores e diferentes combustíveis consumidos estão
indicados no anexo I.
4. Medição de Quantidades
Combustíveis primários
O Gás Natural para alimentação processual e queima na unidade HI é recebido por
gasoducto, com medição de caudal através de medidor tipo turbina, com +/-1,0% de
exactidão. O caudal de gás natural que alimenta a Cogeração é medido através de um medidor
do tipo Coriolis.
Em relação ao gás natural para a nova unidade de hidrogénio (HR) ainda não é possível, nesta
fase do projecto de conversão da Refinaria, identificar as características dos instrumentos que
permitirão permitir o caudal de gás. Esta informação será, logo que disponível, enviada à
entidade competente.
O
Resíduo
Processual
Combustível
é
recebido
em
três
reservatórios,
calibrados
oficialmente, dispondo de medidores de nível do tipo radar, com +/-0,001% de exactidão.
O Fuel Gas de refinaria é medido, na sua totalidade, no acumulador FF-V9, por um medidor
de caudal do tipo vortex, com +/-1,0% de exactidão. As Novas Unidades Processuais terão um
fornecimento de Fuel Gás próprio que é produzido nessas mesmas unidades, terá um contador
dedicado e também um cromatógrafo.
O Coque originado na unidade de F.C.C. é medido por método indirecto.
Efectua-se a medição de concentração do CO2 proveniente da combustão do coque, à saída do
regenerador, bem como a medição do caudal de ar de combustão e, a partir daqui, por cálculo
estequiométrico, obtém-se a quantidade de coque queimado (ver Anexo 4).
Combustíveis secundários
As quantidades queimadas dos Off gases, ASO e Tail gás e Gás de Purga são determinadas
a partir de factores horários, fixos, calculados por balanço material sobre a respectiva unidade
produtora (com excepção do gás de purga do HI, que é medido por caudalímetro, mas não é
contabilizado para a emissão de CO2 - ver Anexo 7 ao TEGEE).
Petrogal S.A. - Refinaria de Sines (Anexo 6)
3
TE GEE.196.02 II
Off gas do CV = 0,425 ton/h ; Off gas do VV = 0,320 ton/h ; ASO = 0,033 ton/h.
Em relação ao gás de purga da nova unidade de hidrogénio (HR) ainda não é possível nesta
fase do projecto de conversão da Refinaria, identificar as características dos instrumentos que
permitirão medir o caudal do gás. Esta informação será, logo que disponível, enviada à
entidade competente.
O Coque originado na unidade de Platforming é medido por método indirecto.
Efectuam-se as medições do caudal de ar de combustão, do caudal de circulação do catalizador
e do teor residual de oxigénio nos gases de combustão. Por cálculo, obtém-se a quantidade de
coque queimado (ver Anexo 5 ao TEGEE).
O Gasóleo eventualmente consumido nos equipamentos de emergência, é obtido através de
bomba automedidora (gasóleo rodoviário), calibrada. A quantidade de gasóleo para as
fornalhas OPH3 e OPH4 é contabilizada através das medições de nível dos tanques que
alimentam essas fornalhas (anexo 1).
5. Medição da Qualidade
Para estabelecimento dos factores de emissão de cada combustível, utilizam-se metodologias
distintas.
Combustíveis primários
O GN e o FG são analisados cromatograficamente, sendo determinados os respectivos teores
em carbono e, daí, calculados os respectivos factores de emissão.
O RPC é analisado laboratorialmente (todos os lotes consumidos) para determinar o
respectivo teor em carbono.
O teor de carbono no Coque do F.C.C. é determinado por balanço estequiométrico ao
hidrogénio no regenerador (água no ar de combustão X água nos fumos).
Combustíveis secundários
A composição dos Off gases, ASO e Tail gases e foi estabelecida por projecto e tem sido
confirmada em análises ocasionais, nas diversas unidades produtoras. O factor de emissão é
estabelecido a partir do respectivo teor em carbono.
Petrogal S.A. - Refinaria de Sines (Anexo 6)
4
TE GEE.196.02 II
Por indicação do licenciador da unidade Platforming, assume-se que o Coque desta unidade
tem um valor fixo para o teor de carbono de 95% em massa.
6. Cálculo dos Factores de Emissão de CO2 de combustíveis secundários
Na tabela abaixo são apresentados os factores intervenientes para o cálculo das emissões de
cada um destes combustíveis que menos contribuem para as emissões (ASO, off gas do vácuo
I, off gas do vácuo II, Tail gas da SRU I e Tail gas da SRU II).
Combustível
Factor de emissão
Teor de
humidade
Consumo de
gás
ASO
*
-
*
Tail gas I
*
*
*
Tail gas II
*
*
*
Off gas do Vácuo I
*
-
*
Off gas do Vácuo II
*
-
*
De seguida são apresentadas as metodologias e os factores de emissão de cada um destes
combustíveis.
Factor de Emissão de CO2 ( ASO - acid soluble oil )
Para efeitos de atribuição de Factor de Emissão de CO2, considerou-se que este combustível
(sazonal) teria uma composição intermédia (a nível do teor de carbono) entre o Gasóleo e o
Querosene.
Deste modo, tendo em atenção valores tabelados para aqueles combustíveis, obteve-se
3,1973 tons CO2 / ton de ASO
CÁLCULO DE FACTORES DE EMISSÃO DE CO 2 A PARTIR DA CARGA DAS
SRU's
de Tail gas
Por forma a explicar a metodologia de cálculo do Tail gas é necessário apresentar a
composição e consumos de cada unidade de recuperação de enxofre, que são apresentadas
nas tabelas seguintes.
Petrogal S.A. - Refinaria de Sines (Anexo 6)
5
TE GEE.196.02 II
UNIDADE
Trem
Composição % molar
(gás seco)
Espécie
H2
Ar
O2
N2
CH4
CO
CO2
C2H4
C2H6
H2S
COS
C3H8
SO2
CS2
i C4H10
n C4H10
i C5H12
n C5H12
C6H14+
NH3
B
B
RECUPERAÇÃO DE ENXOFRE I
A
A
B
( SRU I )
B
Gases Ácidos das Aminas
0.266
0.000
0.000
0.006
0.093
0.000
1.410
0.000
0.154
97.836
0.000
0.047
0.000
0.000
0.005
0.007
0.002
0.003
0.171
0.000
0.371
0.000
0.000
0.012
0.093
0.000
1.488
0.000
0.142
97.631
0.000
0.046
0.000
0.000
0.004
0.007
0.002
0.003
0.201
0.000
0.390
0.000
0.000
0.012
0.098
0.000
1.372
0.000
0.152
97.724
0.000
0.048
0.000
0.000
0.005
0.008
0.003
0.002
0.186
0.000
100.000
100.000
100.000
A
A
Gases ácidos das Aminas
Gases da SWS
0.421
0.000
0.000
0.008
0.086
0.000
1.858
0.000
0.122
97.222
0.000
0.075
0.000
0.000
0.007
0.014
0.005
0.002
0.180
0.000
0.453
0.000
0.000
0.220
0.087
0.000
0.068
0.000
0.031
49.612
0.000
0.033
0.000
0.000
0.013
0.044
0.006
0.006
0.238
49.189
100.000 100.000
0.482
0.000
0.000
0.167
0.088
0.000
0.055
0.000
0.032
47.141
0.000
0.032
0.000
0.000
0.012
0.020
0.004
0.002
0.076
51.889
0.653
0.000
0.000
1.442
0.097
0.000
1.048
0.000
0.034
48.895
0.000
0.030
0.000
0.000
0.008
0.010
0.004
0.003
0.072
47.704
100.000 100.000
RECUPERAÇÃO DE ENXOFRE I I
Único
Único
( SRU II )
Único
Gases da SWS
(*)
0.000
0.000
0.000
0.002
0.104
0.000
23.575
0.295
0.064
75.385
0.003
0.281
0.000
0.000
0.053
0.075
0.034
0.119
0.010
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.110
0.000
23.088
0.282
0.069
75.885
0.003
0.272
0.000
0.000
0.054
0.073
0.033
0.113
0.018
0.000
0.7473
0.2630
0.1340
0.5060
64.4013
0.3937
0.0343
0.0600
0.0110
0.0137
0.3890
33.0467
100.000 100.000
100.000
100.0000
0.515
0.000
0.000
1.304
0.059
0.000
0.161
0.000
0.020
50.591
0.000
0.012
0.000
0.000
0.008
0.016
0.004
0.005
0.125
47.180
( * ) - média de 3 ensaios realizados em
1998
Ensaios realizados em Novº 2002 (Sulphur Experts)
Petrogal S.A. - Refinaria de Sines (Anexo 6)
6
TE GEE.196.02 II
Composição % molar
(gás seco)
ESTABELECIMENTO DE COMPOSIÇÃO TÍPICA :
SRU I
SRU I I
Gas Ac. Amina
SWS
Gas Ac. Amina
%
%
%
H2
Ar
O2
N2
CH4
CO
CO2
C2H4
C2H6
H2S
COS
C3H8
SO2
CS2
i C4H10
n C4H10
i C5H12
n C5H12
C6H14+
NH3
Soma de controlo
Massa Molecular média
%
0.362
0.000
0.000
0.010
0.093
0.000
1.532
0.000
0.143
97.603
0.000
0.054
0.000
0.000
0.005
0.009
0.003
0.003
0.185
0.000
0.526
0.000
0.000
0.783
0.083
0.000
0.333
0.000
0.029
49.060
0.000
0.027
0.000
0.000
0.010
0.023
0.005
0.004
0.128
48.991
0.000
0.000
0.000
0.001
0.107
0.000
23.332
0.289
0.067
75.635
0.003
0.277
0.000
0.000
0.054
0.074
0.034
0.116
0.014
0.000
0.7473
0.0000
0.0000
0.0000
0.2630
0.0000
0.1340
0.0000
0.5060
64.4013
0.0000
0.3937
0.0000
0.0000
0.0343
0.0600
0.0110
0.0137
0.3890
33.0467
100.000
100.000
100.000
100.000
34.110
25.561
36.406
28.365
FACTORES DE EMISSÃO TÍPICOS :
SRU's )
SWS
( ton CO2 / ton gás seco alimentado às
Medidores do gás :
Teor de humidade ( % fixa ) :
CÁLCULO DO CO2 EMITIDO :
Petrogal S.A. - Refinaria de Sines (Anexo 6)
Massa
Molecular
das espécies
ESTABELECIMENTO DE COMPOSIÇÃO TÍPICA
SRU I
SRU I I
Gas Ac. Amina
SWSGas Ac. Amina SWS
2.016
39.962
31.990
28.006
16.032
27.995
43.990
28.032
30.048
33.988
59.967
44.064
63.962
75.944
58.080
58.080
72.096
72.096
86.112
17.027
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.020
0.000
0.001
0.973
0.000
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.005
0.000
0.000
0.000
0.000
0.009
0.001
0.000
0.006
0.000
0.000
0.652
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.001
0.000
0.000
0.004
0.326
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.282
0.002
0.001
0.706
0.000
0.003
0.000
0.000
0.001
0.001
0.001
0.002
0.000
0.000
0.001
0.000
0.000
0.000
0.001
0.000
0.002
0.000
0.005
0.772
0.000
0.006
0.000
0.000
0.001
0.001
0.000
0.000
0.012
0.198
1.000
1.000
1.000
1.000
SRU I
SRU I I
Gas Ac. Amina
SWS
Gas Ac. Amina
SWS
0.0421
0.0257
0.3181
0.0841
( 5006 + 6006 )
( 5008 + 6008 )
( 002 )
( 001 )
0.05
0.50
0.05
1.00
(SSM5006+SSM6006)*(10.0005)*0.0421
(SSM5008+SSM6008)*(10.05)*0.0257
(SBM2*(1-0.0005)*0.3181
(SBM1*(10.01)*0.0841
7
TE GEE.196.02 II
ESTABELECIMENTO DA FRACÇÃO DE CARBONO :
SRU I
SRU I I
Composição % molar
Gas Ac. Amina
SWS Gas Ac. Amina SWS
(gás seco)
H2
Ar
O2
N2
CH4
CO
CO2
C2H4
C2H6
H2S
COS
C3H8
SO2
CS2
i C4H10
n C4H10
i C5H12
n C5H12
C6H14+
NH3
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.005
0.000
0.001
0.000
0.000
0.001
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.004
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.002
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.004
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.077
0.002
0.000
0.000
0.000
0.003
0.000
0.000
0.001
0.001
0.001
0.002
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.001
0.000
0.001
0.000
0.004
0.000
0.000
0.005
0.000
0.000
0.001
0.001
0.000
0.000
0.010
0.000
0.011
0.007
0.087
0.023
Massa de carbono, por unidade de massa de gás seco
O valor de emissão de CO2 resultante da combustão do tail gás III, tail gás da nova unidade
de recuperação de enxofre (SRU III), foi obtido no balanço de massas fornecido pelo
licenciador da unidade (Siirtec Nigi)
Petrogal S.A. - Refinaria de Sines (Anexo 6)
8
TE GEE.196.02 II
Factores de Emissão de CO2 ( Off Gases dos Vácuo I e Vácuo II )
Para calcular o factor de emissão do off gas do vacuo II é necessário a composição de gás, por
forma a calcular a percentagem em carbono.
Desta forma na tabela abaixo encontra-se a discriminação destes factores e o cálculo do factor
de emissão do off gas do VV.
" Combustível "
Off-gas do VV
(Vácuo II)
Componente
Massa
Composição (Fracção em
Molecular
massa)
%C
Azoto
Oxigénio
Metano
Etileno
Etano
H2S
Propileno
Propano
Isobutano
1-Buteno
n-Butano
CO
CO2
0
0
0.1328
0.0111
0.1240
0
0.0514
0.1407
0.0331
0.0557
0.0985
0.0017
0.0008
Total
0.055
0.013
0.177
0.013
0.155
0.124
0.06
0.172
0.04
0.065
0.119
0.004
0.003
28
32
16
28
30
34
42
44
58
56
58
28
44
1.00
0.6499
Factor
Emissão
( ton CO2 / ton
comb.)
2.3829
Para calcular o Off-gas do Vácuo são utilizadas como variáveis o factor de emissão e o PCI do
off-gas do vácuo II, e o PCI do off-gas do vacuo I.
A fórmula abaixo indica este cálculo:
Off-gas do CV ( Vácuo I ) :
Factor de Emissão CV = Factor Emissão VV
* (PCI)VV /
(PCI)CV= 2,3829 * 36485 /
31072 = 2,798 ton CO2 / ton Off-Gas CV
Petrogal S.A. - Refinaria de Sines (Anexo 6)
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