SEMINÁRIO
SOBRE
GÁS
PRINCIPAIS TÓPICOS
INTRODUÇÃO
DEFINIÇÕES
PRODUÇÃO
TRANSPORTE
PLANTAS DE PROCESSAMENTO
APLICAÇÕES
NOVAS TECNOLOGIAS
Introdução
Consumo Percentual de Energia Primária no Mundo
1974
nuclear
1,1%
1998
gás natural
17,6%
nuclear
7,4%
carvão
30,1%
hidroéletrica
2,8%
petróleo
48,5%
carvão
26,2%
gás natural
23,7%
hidroéletrica
2,7%
Fonte: BP Statistical Review of World Energy
petróleo
40,0%
Introdução
Mercado Mundial do Gás Natural
Consumo Mundial de Gás Natural
Reservas provadas de hidrocarbonetos no mundo
(bilhões de metros cúbicos)
(bilhões de metros cúbicos equivalentes em gás)
2300
4600
gás natural
47%
146430 bmce
petróleo
53%
165408 bmce
3200
ano
2000
2010
2030
Equivalente Energético: 1m3 de óleo ≡ 1000 m3 de gás natural
Fonte: Roe, D. (2001) “LNG Trade: A review of
markets, projects and issues in the changing
world of LNG ” SMI Business to Bussines
Publishing
Fonte:BP statistical review, 2000
RESERVAS DE GÁS
Reservas de GN no Mundo
(141.000 x 109 m3)
Fonte: OLADE, 1995
Oriente
Médio
Europa
AL
Ásia e
Austrália
América do
Norte
África
RESERVAS DE GN
Reservas de GN na AL
(7.400 x 109 m3)
Fonte: OLADE, 1995
Venezuela
Trinidad
Outros
México
Argentina
Equador
FORMAS DE UTILIZAÇÃO DE GN
PRODUÇÃO DE GLP
MATÉRIA-PRIMA PARA PETROQUÍMICA
MATÉRIA-PRIMA PARA FERTILIZANTE
REDUTOR SIDERÚRGICO
COMBUSTÍVEL INDUSTRIAL
GERAÇÃO DE ELETRICIDADE
USO AUTOMOTIVO
USO RESIDENCIAL E COMERCIAL
Introdução
Características do Mercado Mundial de Gás Natural
Tendência de crescimento devido aos seguintes fatores:
– apresenta uma queima mais eficiente ⇒ reduz custos de manutenção
– combustível mais limpo ⇒ baixas emissões de CO, SOx, particulados e hidrocarbonetos
Centros consumidores e reservas encontram-se afastados. Geralmente em
diferentes continentes. Exemplo:
Centros Consumidores: Japão, Austrália, Europa, etc.
Reservas: Argélia, Nigéria, Trinidad e Tobago, Indonésia, etc.
Comércio de longa distância de gás natural.
O transporte de combustíveis gasosos é economicamente menos viável que o
transporte de combustíveis líquidos ⇒ gás apresenta baixa densidade energética
DEFINIÇÕES:
HIDROCARBONETOS:
– São compostos orgânicos constituídos de átomos de
carbono e hidrogênio.
PETRÓLEO:
– É uma mistura constituída, predominantemente, de
hidrocarbonetos, que ocorre na natureza nos estados
sólido, líquido ou gasoso.
PETRÓLEO:
COMPONENTES (HIDROCARBONETOS):
–
–
–
–
CH4 => METANO
C2H6 => ETANO
C3H8 => PROPANO
C4H10 => BUTANO
–
–
–
–
C5H12 => PENTANO
C6H14 => HEXANO
(....)
C20H42+
GÁS
LÍQUIDO
DEFINIÇÕES
GÁS NATURAL:
– É a porção do petróleo (mistura de hidrocarbonetos)
que existe na fase gasosa ou em solução no óleo, nas
condições de reservatório, e que permanece no estado
gasoso nas condições atmosféricas de pressão e
temperatura.
TERMINOLOGIA
GÁS NATURAL LIQUEFEITO – GNL
(LIQUEFIED NATURAL GAS – LNG)
LÍQUIDO DE GÁS NATURAL – LGN
(NATURAL GAS LIQUID
- NGL)
GÁS LIQUEFEITO DE PETRÓLEO – GLP
(LIQUEFIED PETROLEUM GAS - LPG)
GÁS NATURAL COMPRIMIDO – GNC
(COMPRESSED NATURAL GAS – CNG)
GAS NATURAL VEICULAR - GNV
CLASSIFICAÇÃO DOS HC’s
P
E
T
R
Ó
L
E
O
LÍQUIDO – ÓLEO
SÓLIDO – BETUME
GASOSO – GÁS NATURAL (PODE SER
ASSOCIADO E NÃO ASSOCIADO)
PROPRIEDADES GÁS NATURAL
Composição Típica do Gás Natural
Elementos
Metano
Etano
Propano
I-Butano
N-Butano
I-Pentano
N-Pentano
Hexano
Heptano e Maiores
Nitrogênio
Dióxido de Carbono
Total
Densidade
Poder Calorif. Inf. (Kcal/m 3)
Poder Calorif. Super. (Kcal/m3)
Associado (1) Não Associado(2) Processado(3)
81.57
85.48
88.56
9.17
8.26
9.17
5.13
3.06
0.42
0.94
0.47
1.45
0.85
0.26
0.2
0.3
0.24
0.15
0.21
0.12
0.06
0.52
0.53
1.2
0.39
0.64
0.65
100
100
100
0.71
0.69
0.61
9916
10941
9583
10580
Fonte: PETROBRAS - CONPET, 1997
1- Gás do campo de Garoupa, Bacia de Campos
2- Gás do campo de Miranga, na Bahia
3- Saída da UPGN Candeias, na Bahia
8621
9549
GÁS RICO - BOLÍVIA
COMPOSIÇÃO
(%)
N2
1,36
CO2
0,84
CH4
85,67
C2H6
7,03
C3H8
3,05
C4H10
1,27
C5H12
0,46
C6H14+
0,32
COMPOSIÇÃO DO GÁS DA BOLÍVIA
APÓS TRATAMENTO
COMPOSIÇÃO
(%)
METANO - CH4
91,80
ETANO – C2H6
5,58
PROPANO – C3H8
0,97
i-BUTANO – iC4H10
0,03
n-BUTANO – nC4H10
0,02
PENTANO(+) – C5H12 +
0,10
NITROGÊNIO – N2
1,42
DIÓXIDO CARBONO –
CO2
0,08
CARACTERÍSTICAS DO GN
COMBUSTÍVEL FÓSSIL, ASSOCIADO OU NÃO AO PETRÓLEO
APRESENTA BAIXOS TEORES DE CONTAMINANTES
(NITROGÊNIO, COMPOSTOS DE ENXOFRE, CO2, ÁGUA,
PARTICULADO)
MAIS LEVE QUE O AR
TEMPERATURA DE AUTO-IGNIÇÃO: 620 0C (GASOLINA: 300 0C )
INCOLOR E INODORO
ODORIZADO COM ENXOFRE
GÁS ASSOCIADO
GÁS NÃO ASSOCIADO
PLANTA DE PRODUÇÃO
TRANSPORTE DE GN
GASODUTO
LIQUEFAÇÃO
ELETRICIDADE
TRANSFORMAÇÃO EM SÓLIDO E LÍQUIDO
COMPRIMIDO
GNL
Gás natural Liqüefeito (GNL ou LNG) vs Gasoduto
A tecnologia GNL é cara se comparada ao gasoduto
O GNL é aplicado quando o gasoduto não é viável técnico-economicamente:
– a tecnologia de gasodutos ainda não é apropriada para águas profundas
– o gasoduto não é viável economicamente acima de 3000 km pelo mar e 6000 km
por terra
75% do GN comercializado é transportado por gasoduto apenas 25% é
transportado por navios na forma de gás natural liqüefeito.
O GNL também é usado, em menor escala, para armazenar gás natural para
atender picos de demanda da rede de distribuição de gás ⇒ muito comum em
países onde o inverno é rigoroso.
A Cadeia do GNL
O gás é transportado por gasoduto até a planta de GNL onde é liqüefeito
a aproximadamente –160 oC e armazenado em tanques isolados, a
pressão atmosférica .
Um metro cúbico de GNL comporta em média 600 metros cúbicos de
gás natural.
O GNL segue de navio para o terminal de descarga, onde é armazenado
para posterior regaseificação.
Os terminais de carga e descargas e os navios são especialmente
projetados para minimizar as trocas térmicas e com isso reduzir custos
associados a reliquefação do GNL.
A planta de liquefação o elemento mais caro dessa cadeia.
O desafio principal desse mercado é o de reduzir custos em uma cadeia
de suprimento que deve operar a aproximadamente –160 oC.
GNV
GÁS NATURAL VEICULAR
UTILIZAÇÃO DE COMPRESSOR ALTERNATIVO
COMPRESSÃO EM 3 OU 4 ESTÁGIOS
PRESSÃO DE DESCARGA ENTRE 200 E 250 BAR
POTÊNCIA DE COMPRESSÃO ENTRE 110 E 180 kW
METANO POSSUI MAIOR RELAÇÃO H/C
QUEIMA MAIS LIMPA (MENOR EMISSÃO CO2)
EXCEPCIONAL CARACTERÍSTICA ANTI-DETONANTE => MELHOR
PERFORMANCE DO MOTOR
TAXAS DE COMPRESSÃO MAIS ELEVADAS
COMBUSTÍVEL GASOSO => CARBURAÇÃO MAIS SIMPLES
GTL
“GAS TO LIQUID”
TRANSFORMAR QUIMICAMENTE GÁS NATURAL (C1) EM FRAÇÕES
LÍQUIDAS (C5+)
RESERVAS MUNDIAIS REMOTAS DE GÁS NATURAL PODEM
PRODUZIR 250 BILHÕES DE BARRIS DE ÓLEO SINTÉTICO
(PEREIRA E SANTIAGO, 1998)
RESERVAS DE HIDRATOS DE GÁS SÃO SUPERIORES AO DOBRO
DAS RESERVAS MUNDIAIS DE GÁS NATURAL E PETRÓLEO
SOMADAS
RESTRIÇÕES AMBIENTAIS À QUEIMA DE GÁS ASSOCIADO TÊM
AUMENTADO DE FORMA SIGNIFICATIVA
REDUÇÃO DO TEOR DE ENXOFRE NA GASOLINA E NO DIESEL
ABAIXO DE CERTO PATAMAR TEM CUSTO EXTREMAMENTE
ELEVADO
GTL
Os combustíveis GTL são limpos
–
–
–
–
enxofre zero (< 1 ppm)
aromáticos zero (< 1% vol)
alta relação H/C (CO2 ↓)
emissões reduzidas
GTL
OS COMBUSTÍVEIS E LUBRIFICANTES GTL TÊM ALTA
QUALIDADE
– índice cetano > 70
– enxofre zero
– aromáticos zero
– enxofre zero
– alto ponto de fuligem
– aromáticos zero
– enxofre zero
– aromáticos zero
– altíssimo índice de viscosidade
GTL
A Tecnologia GTL (ou LSGN)
Gerador do
“Syngas”
Gás
Natural
O2
Conversão
“Fisher - Tropsch”
“Syngas”
Gás
Sintético
Refino
Hidrocarbonetos
Parafínicos
Líquidos
Vapor
D’água
Fonte: U.S. Department of Energy
GTL
ETAPAS DO GTL:
– GERAÇÃO DE GÁS DE SÍNTESE
– SÍNTESE DE FISCHER-TROPSCH
– HIDROISOMERIZAÇÃO
GTL
AS TECNOLOGIAS EXISTENTES DE GTL SÃO ECONOMICAMENTE
VIÁVEIS DESDE QUE:
– A PRODUÇÃO SEJA SUPERIOR A 50.000 B/D
– O PREÇO DO BARRIL ESTIVER ACIMA DE US$ 20
– O GÁS NATURAL TIVER BAIXO CUSTO DE PRODUÇÃO
ESCALA, LOCALIZAÇÃO E PREÇO SÃO AS CHAVES PARA A
VIABILIDADE ECONÔMICA