BR102015030022A2 - processo e aparato para separação de dióxido de carbono do gás natural por meio da dissolução em água tratada - Google Patents

Abstract

processo e aparato para separação de dióxido de carbono do gás natural por meio da dissolução em água tratada. a presente invenção compreende um aparato e processo para separar o dióxido de carbono do gás natural. na invenção, a fase gasosa com dióxido de carbono e hidrocarbonetos é misturada com água tratada e dessalinizada, na qual o dióxido de carbono é dissolvido. assim, a fase gasosa pode ser transportada dentro da especificação em relação ao teor de dióxido de carbono. a água carbonatada é despressurizada e o dióxido de carbono sai de solução. depois da separação, o dióxido de carbono está pronto para ser injetado no reservatório ou ter outro destino e a água dessalinizada retorna para ser novamente misturada com a fase gasosa proveniente do reservatório.

Description

“PROCESSO E APARATO PARA SEPARAÇÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO DO GÁS NATURAL POR MEIO DA DISSOLUÇÃO EM ÁGUA TRATADA”.

[001] Trata a presente invenção de um processo e aparato inéditos para separação do dióxido de carbono do gás natural. Em campos de petróleo, condensado e gás natural, é comum a produção de dióxido de carbono junto com os hidrocarbonetos. Nesses campos, a fase líquida e a fase gasosa são segregadas em um separador. Do separador, a fase líquida é processada e depois bombeada para um terminal ou para um navio, em caso de produção no mar. No caso de haver dióxido de carbono na fase gasosa, ele precisa ser separado antes de essa fase gasosa, contendo principalmente gás natural, ser transportada para uma unidade de tratamento antes de chegar ao consumidor.

[002] Essa separação do dióxido de carbono da fase gasosa é muito dispendiosa. Geralmente ela exige caros e complexos processos, tais como: absorção com aminas, separação com membranas e peneiras moleculares. A invenção diz respeito a um processo e aparato simples e barato para separar o dióxido de carbono do gás natural pela sua dissolução em água fria dessalinizada, com maior capacidade de dissolver o dióxido de carbono que a água salgada.

[003] De acordo com a presente invenção, um compressor da fase gasosa oriunda do separador de processo, com alto teor de dióxido de carbono, faz com que essa fase escoe e entre em contato com água tratada e dessalinizada. O contato da água dessalinizada com a fase gasosa comprimida faz com que o dióxido de carbono entre em solução. Assim, a fase gasosa passa a ter um teor de dióxido de carbono dentro da especificação em relação a essa substância, estando pronta para ser transportada até uma unidade de tratamento antes de chegar ao consumidor. Para obtenção de dióxido de carbono no estado gasoso, a água dessalinizada com dióxido de carbono dissolvido escoa por uma válvula de redução de pressão, havendo um resfriamento e a liberação de dióxido de carbono. A água fria e o dióxido de carbono são, então, separados. O dióxido de carbono pode ser injetado no reservatório por várias técnicas ou ter outro uso; a água fria dessalinizada retoma para o processo de separação do dióxido de carbono do gás natural.

[004] O processo de acordo com a presente invenção é adicionalmente explicado por meio do desenho anexo, no qual a Figura 1 mostra esquematicamente a concepção básica da invenção.

[005] A Figura 1 mostra uma mistura de petróleo e gás (1) que chega a um separador de processo (2) instalado em uma unidade de produção. Depois de separada, a fase líquida (3) segue para ser processada e bombeada para um terminal ou um navio. A fase gasosa com gás natural e dióxido de carbono acima da especificação (4) tem sua pressão elevada em um compressor da fase gasosa do processo (5). Desse compressor, essa fase gasosa escoa para um misturador com água tratada e dessalinizada (6), onde ocorre intensa mistura dessa água com o dióxido de carbono (7). Essa água é proveniente de uma bomba (8). Nesse misturador, o dióxido de carbono entra em solução na água tratada e dessalinizada. A mistura da água carbonatada com a fase gasosa com baixo teor de dióxido de carbono (9) é segregada em um separador de gás natural (10). A fase gasosa (11) que deixa o separador de gás natural passa a ter teor de dióxido de carbono dentro da especificação e está pronta para ser transportada. A água carbonatada (12) que deixa o separador de gás natural passa a ter dióxido de carbono dissolvido. Essa água carbonatada tem sua pressão reduzida em uma válvula (13) e se resfria pelo efeito Joule-Thompson. Em razão da redução de pressão, o dióxido de carbono sai de solução dessa água e entra em um separador de dióxido de carbono (14). Desse separador, o dióxido de carbono (15) segue para ser injetado no reservatório ou para outra unidade de consumo. A água fria (16) retoma para a bomba por meio de uma tubulação de água fria com revestimento térmico (17) e é novamente misturada com a fase gasosa proveniente do compressor.

REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1o) PROCESSO E APARATO PARA SEPARAÇÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO DO GÁS NATURAL POR MEIO DA DISSOLUÇÃO EM ÁGUA TRATADA caracterizados por um separador de processo que segrega a fase líquida da fase gasosa de hidrocarbonetos provenientes de um campo produtor; por um compressor da fase gasosa de processo; por água tratada e dessalinizada; por uma bomba de água tratada e dessalinizada; por um misturador onde o dióxido de carbono, depois de misturado com água tratada e dessalinizada, entra em solução nessa água; por um separador de gás natural da água carbonatada; por uma fase gasosa de gás natural e com baixo teor de dióxido de carbono, pronta para ser transportada; por uma válvula para redução de pressão, resfriamento e liberação do dióxido de carbono presente na água carbonatada; por um separador de dióxido de carbono da água; e por uma tubulação de retorno da água fria.

2o) O processo e aparato de acordo com reivindicação 1 caracterizados pela água dessalinizada poder ser substituída por água destilada ou por água com baixo teor de sais.

3o) O processo e aparato de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizados pela água poder ser proveniente de quaisquer fontes, tais como água de lastro, de formação, de chuva, de rio ou do mar, onde pode ser captada a maior profundidade de modo a se ter uma água com menor temperatura e com menos sais e outros contaminantes.

4o) O processo e aparato de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizados pela água poder ser substituída por qualquer tipo de solução aquosa ou oleosa ou qualquer outro tipo de fase líquida que possa dissolver eficientemente o dióxido de carbono.

5o) O processo e aparato de acordo com a reivindicação 1 caracterizados pelo dióxido de carbono separado do gás natural poder ser injetado no reservatório por qualquer uma das técnicas disponíveis, inclusive a partir de água carbonatada.

6o) O aparato de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela água carbonatada ou o dióxido de carbono poder ser transportado e injetado em outros campos produtores ou em outros reservatórios, ou transportado para outras unidades de consumo.

7o) O aparato de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por poderem ser instalados agitadores, borbulhadores ou qualquer outro tipo de equipamento que aumente a eficiência de dissolução do dióxido de carbono.

8o) O processo e aparato de acordo com a reivindicação 1 caracterizados pela fase gasosa que sai do separador poder seguir para uma unidade de tratamento e remoção de contaminantes antes de seguir para o compressor da fase gasosa.

9o) O processo e aparato de acordo com a reivindicação 1 caracterizados pelo dióxido de carbono separado poder ser injetado em qualquer ponto da linha de injeção de água entre as unidades de processamento e o reservatório.

10°) O processo e aparato de acordo com a reivindicação 1 caracterizados por poder haver a compressão bifásica ao longo da linha de injeção de água com dióxido de carbono inicialmente no estado gasoso.

11°) O processo e aparato de acordo com reivindicação 1 caracterizados pelo compressor da fase gasosa de processo poder ser o próprio compressor de transporte do gás natural.

12°) O processo e aparato de acordo com reivindicação 1 caracterizados por ser dispensado o separador de processo por se tratar de um campo de gás natural.