BRPI0803635B1 - Sistema para transporte de gás natural adsorvido e métodos de operação de armazenamento - Google Patents

Abstract

é relatado na da presente invenção, um sistema para transporte de gás natural adsorvido em vários sistemas de transporte como, por exemplo, navios, trens, caminhões ou em módulos transportados em "containers". o sistema de transporte de gás natural adsorvido compreende basicamente um tanque de armazenamento (1) para gás adsorvido, isolado termicamente, um dispositivo térmico (2) agregado ao tanque de armazenamento (1), o qual tem a finalidade de controlar a temperatura do tanque de armazenamento (1) e um dispositivo de geração de frio (3). métodos de operação de armazenamento também fazem parte do escopo da presente invenção.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção encontra seu campo de aplicação dentre os sistemas para transportar gás natural, mais especificamente para transporte de gás natural por navios, caminhões, trens, ou em módulos de “containers”, mais particularmente para o transporte de gás natural adsorvido em um elemento adsorvedor. Métodos de operação de armazenamento também são apresentados.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

O estado da técnica atual ensina três métodos para transporte de gás natural.

Será tomado como ambiente exemplar, daqui por diante, o transporte envolvendo corpos d’água.

Um primeiro método para o transporte de gás natural é realizado por meio de um duto submarino.

Um segundo método para transporte de gás natural é realizado por meio de um transporte naval onde o gás natural encontra-se em estado líquido, daqui por diante referenciado alternativamente pela sigla GNL.

Um terceiro método para transporte de gás natural é realizado por meio de uma barcaça ou sob o convés de um navio sob a forma de gás natural comprimido, daqui por diante referenciado alternativamente pela sigla GNC.

Cada um dos métodos citados tem vantagens e desvantagens inerentes a cada procedimento.

O sistema GNL aumenta em muito a densidade do combustível, no entanto, permite um número relativamente pequeno, por exemplo, de navios para transportar grandes volumes de gás natural por longas distâncias. O sistema de gás natural liquefeito requer um grande investimento em instalações de liquefação no ponto de embarque, no

2/16 navio de transporte e de regaseificação no ponto de entrega. Em vários casos o custo para a construção de instalações de gás natural liquefeito é alto demais para se tomar uma opção viável. Em outras instâncias, as políticas de risco envolvidas na carga e descarga podem tornar as despesas com instalações inaceitáveis.

A principal característica do modal de transporte de gás natural liquefeito é o alto custo das instalações em terra que, em rotas curtas, torna o modal pouco competitivo economicamente.

Não bastasse o que já foi relatado até aqui, é muito difícil e caro encontrar e adquirir pontos com permissão para instalações de carga e descarga de gás natural liquefeito em terra firme. Além disso, fica o espaço necessário requerido para os tanques de importação, bombas, vaporizadores, providenciar em tomo dos tanques de estocagem, largas áreas de segurança, vasos de manipulação e equipamentos sobre o solo.

As instalações de importação de gás natural liquefeito consomem parte do gás natural e também energia elétrica para o bombeamento deste gás natural liquefeito desde o estoque e vaporização do material para os sistemas de distribuição de gás.

Gás natural comprimido pode ser transportado por meio de barcaças ou sob o convés de um navio. Para aumentar a atratividade econômica, o GNC é resfriado a uma temperatura de -30°C e a uma pressão aproximada na faixa entre 95 bar e 125 bar, dependente da composição do gás.

O GNC, geralmente, é colocado no interior de vasos de pressão contidos em um compartimento de carga isolado no navio. Instalações de refrigeração de carga não são encontradas no navio quando o gás é armazenado sem controle de temperatura e a pressão é em tomo de 250 bar.

No caso de barcaças, uma desvantagem no uso deste sistema é requerer muito tempo para a conexão ou desconexão das barcaças nos

3/16 pontos de carregamento e descarregamento.

Uma desvantagem inclui a limitada autonomia das barcaças, que afeta de maneira adversa a confiabilidade e aumenta custos.

Adicionalmente, as barcaças não são confiáveis em condições de mar agitado.

A quantidade de equipamentos e a complexidade em termos de interconexões do sistema de distribuição e do sistema de válvulas em barcaças de transporte de gás guardam uma relação direta com o número de cilindros individuais levados a bordo da barcaça. Mantendo a relação, despesas são associadas com o sistema de distribuição e de válvulas que conectam os cilindros de gás.

Desta forma, há uma necessidade crescente de encontrar um meio de estocagem para o gás natural comprimido que apresente grande capacidade de armazenamento e simplificação do sistema de distribuição e de válvulas.

Gás natural, quando substancialmente metano, apresenta um baixo peso molecular e ocupa um grande volume por unidade de peso comparado a combustíveis líquidos.

Desta forma, a redução do volume de gás natural é necessária para a maioria das aplicações práticas nas quais o gás natural é usado como um combustível.

Os métodos para redução de volume podem incluir o armazenamento a alta pressão, a liquefação e estocagem a baixas temperaturas e a adsorção em sólidos.

O carvão ativado convencional é conhecido por ter uma capacidade razoável de adsorção de gás natural, porém, há a necessidade de adsorção de altas quantidades para que seja empregado comercialmente com sucesso.

Na técnica encontram-se tentativas para adsorção de gás natural em zeólitas orgânicas, mas a capacidade é pequena.

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Peneiras moleculares de carbono têm recebido uma atenção especial na adsorção de gás natural.

Persiste na técnica a necessidade de transportar gás natural adsorvido em grandes quantidades, com uma metodologia simples e equipamento associado simplificado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

É objetivo da presente invenção, um sistema para transporte de gás natural adsorvido em vários sistemas de transporte como, por exemplo, navios, trens, caminhões ou em módulos transportados em “containers”, termo na língua inglesa para recipientes de grande porte, que será utilizado ao longo de todo o relatório daqui por diante e entre aspas. Métodos de operação de armazenamento também fazem parte do escopo da presente invenção.

Particularmente o sistema traz as vantagens de requerer menor pressão de operação, reservatórios de armazenamento mais leve, e melhora na flexibilidade geométrica que reduz volumes mortos no sistema de transporte.

Em relação especificamente à menor pressão requerida, o gás natural adsorvido, daqui por diante referenciado alternativamente pela sigla GNA, apresenta menor risco operacional quando comparado aos outros sistemas de armazenamento já abordados anteriormente.

O objetivo acima mencionado é alcançado por meio de um sistema de transporte de gás natural adsorvido que compreende basicamente um tanque de armazenamento para gás adsorvido, isolado termicamente, um dispositivo térmico agregado ao tanque de armazenamento, o qual tem a finalidade de controlar a temperatura do tanque de armazenamento e um dispositivo de geração de frio.

O sistema da presente invenção, assim como os sistemas para armazenamento de GNC ou GNL, possui uma etapa de condicionamento do gás para ajuste da composição do gás natural às especificações de

5/16 projeto e às normas vigentes de armazenamento e transporte, porém apresenta flexibilidade para o armazenamento de gás que inclui no escopo da invenção três métodos de operação de armazenamento.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

As características do sistema para transportar gás natural adsorvido, assim como os métodos de operação de armazenamento, objetos da presente invenção, serão mais bem compreendidos a partir da descrição detalhada que se fará a seguir, a mero título de exemplo, associada aos desenhos abaixo referenciados, os quais são parte integrante do presente relatório.

A Figura 1 é uma representação gráfica de curvas de volume armazenado (V/V) versus pressão (P), para várias temperaturas (T).

A Figura 2 é uma representação gráfica comparativa, de curvas de comportamento típico do volume armazenado (V/V) versus pressão (P), para temperaturas (T), inferiores à ambiente.

A Figura 3 é uma representação gráfica de algumas isotermas típicas de equilíbrio de metano para um mesmo tipo de carvão ativado.

A Figura 4 é uma representação de um exemplo de reservatório para armazenamento de gás natural adsorvido segundo a presente invenção.

A Figura 5 é uma representação de um cenário típico para um esquema de produção de gás, no qual o reservatório pode conter diferentes teores de gás, a saber: baixo teor (gás pobre), médio teor (gás médio) ou alto teor (gás rico).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A descrição detalhada do sistema para transporte de gás natural adsorvido, assim como os métodos de operação de armazenamento, objetos da presente invenção, será feita de acordo com a identificação dos componentes que o formam, com base nas figuras anteriormente descritas.

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Refere-se a presente invenção a um sistema para transportar gás natural adsorvido em vários sistemas de transporte como navios, trens, caminhões ou em módulos transportados em “containers”. Métodos para a operação de armazenamento do sistema da presente invenção também são descritos e fazem parte do escopo da invenção.

Preliminarmente, deve ser esclarecido que:

V/V - volume de armazenamento, em Nm³ / m³;

P - pressão, em bar;

T - temperatura, em graus Celsius;

M - massa de excesso adsorvida específica, em gramas;

q - quantidade adsorvida, em gramas / gramas.

O gás natural poderá ser referido daqui por diante, alternativamente, pelo termo adsorbato. Leito de carvão ativado poderá ser referido daqui por diante, alternativamente, pelo termo adsorvente.

A adsorção de gás natural em um leito de carvão ativado caracteriza-se pelo aumento espontâneo da concentração das moléculas do adsorbato sobre a superfície do adsorvente, sem envolvimento de reação química.

Este fenômeno tem sua origem em forças não balanceadas existentes na superfície do adsorvente. A superfície do adsorvente corresponde à sua área externa e à área interna dos poros acessíveis ao adsorbato. Por se tratar de um fenômeno espontâneo, a variação da energia livre de Gibbs superficial é negativa, como pode ser observado na relação (a) a seguir:

AG = ΔΗ - TAS < 0 (a) onde: G - Energia livre de Gibbs;

H - Energia interna;

T - Temperatura absoluta;

S - Entropia final.

Como a molécula adsorvida experimenta uma liberdade rotacional

7/16 inferior à observada em fase gasosa, a variação da entropia é negativa (S < 0), portanto, a variação da energia interna também é negativa (H < 0), ou seja, a adsorção é um processo exotérmico.

Adotando um raciocínio inverso, tem-se que a dessorção é um processo endotérmico.

De posse destas duas conclusões acima pode ser dito, com segurança, que durante a etapa de carga ou enchimento do reservatório de armazenamento de gás natural adsorvido é esperado um aumento da temperatura interna do reservatório, conseqüência do fenômeno de adsorção. Da mesma forma, pode ser dito que durante a etapa de descarga, ou esvaziamento do reservatório, é esperada uma diminuição da temperatura do reservatório, conseqüência do fenômeno de dessorção. Os efeitos térmicos associados à adsorção e dessorção fazem parte de um primeiro aspecto fundamental da presente invenção.

A Figura 1 mostra uma representação gráfica de curvas de volume armazenado (V/V) versus pressão (P), para várias temperaturas (T), ilustrando capacidades de armazenamento típicas para metano adsorvido em carvão ativado.

Para melhor entendimento do gráfico deve ser explicado que “V” indica a capacidade de armazenamento, o índice “-t” indica quando a temperatura é negativa, e os numerais: “0, 10, 20 e 30”, são as temperaturas em graus Celsius. Desta forma, o indicativo V._t 30 indica o volume em temperatura negativa de 30°C.

Os efeitos térmicos mencionados logo acima, reduzem o volume de armazenamento V/V. Do ponto de vista termodinâmico, a condição ideal para que seja efetuado um armazenamento de máximo aproveitamento, envolve um procedimento a ser feito isotermicamente, com uma temperatura de armazenamento inferior à temperatura ambiente de forma a propiciar uma elevação em termos de volume armazenado V/V.

Este fato justifica o emprego de dispositivos de controle térmico na

8/16 presente invenção.

Um segundo aspecto, que é considerado fundamental para a presente invenção, é que o aumento espontâneo da concentração do adsorbato confere ao GNA uma capacidade de armazenamento, em termos de volume armazenado VA/, maior do que a capacidade de armazenamento do GNC em baixas pressões.

O que foi relatado acima pode ser observado com o auxílio da Figura 2 que apresenta uma representação gráfica comparativa, de curvas de comportamento típico do volume armazenado (VA/) para o GNC e para o GNA, versus pressão (P), para temperaturas (T) inferiores à ambiente, em torno de -25°C.

Os resultados em termos de volume armazenado V/V do GNA foram obtidos com carvão comercial não otimizado para armazenar metano puro. Cabe ressaltar que a Figura 2 deve ser estudada apenas para análises qualitativas.

O volume armazenado V/V do GNC é proporcional à pressão e às não idealidades experimentadas pelas moléculas do gás nessa referida pressão. De uma forma simplificada, pode ser dito que essas não idealidades resultam de forças atrativas e repulsivas, as quais aproximam ou afastam, respectivamente, as moléculas, afetando diretamente o volume específico de gás.

Sem as não idealidades, o perfil de volume armazenado V/V de GNC seria uma linha reta, ou seja, um gás ideal.

Como o perfil de volume armazenado V/V do GNC sempre aumenta com a pressão, observa-se que o GNC é superior ao GNA no domínio das pressões altas, tipicamente superiores a 100 bar.

Por outro lado, em pressões baixas, o pronunciado efeito da adsorção eleva a taxa de aumento em termos de volume armazenado V/V em função da pressão (d(V/V) / dP], que confere ao GNA um perfil de volume armazenado V/V superior ao do GNC.

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O enchimento progressivo dos poros do carvão por metano leva, gradativamente, a taxa de aumento do volume armazenado V/V com a pressão a um valor igual a zero e, portanto, o volume armazenado V/V tende a um limite máximo. Com isso, a faixa de pressão de aplicação do GNA é delimitada de acordo com os seguintes parâmetros: pressões próximas ao valor limite máximo e pressões inferiores à do ponto de interseção das curvas de volume armazenado V/V do GNA e do GNC.

As curvas de volume armazenado V/V são obtidas a partir de dados de massa de excesso adsorvida específica “m”, usualmente apresentadas na forma de isotermas de adsorção em gráficos de massa de excesso adsorvida versus pressão P para várias temperaturas T.

Um terceiro aspecto fundamental para a presente invenção relaciona-se ao comportamento físico da massa de excesso adsorvida “m” em função da pressão P e da temperatura T.

A Figura 3 é uma representação gráfica de algumas isotermas típicas de equilíbrio de metano para um tipo de carvão ativado comercial utilizado para a obtenção da representação gráfica da Figura 1 referente às curvas de volume armazenado (V/V) versus pressão (P), para várias temperaturas (T), inferiores à ambiente.

O comportamento da quantidade de massa adsorvida “q” com uma pressão P, para uma dada temperatura T, segue o mesmo princípio já abordado anteriormente, apenas lembrando, em pressões baixas, o volume armazenado V/V aumenta devido ao pronunciado efeito da adsorção, e, com o enchimento progressivo dos poros do carvão o volume armazenado V/V tende a um valor máximo.

É interessante ressaltar o efeito da temperatura T na quantidade de massa adsorvida “q”.

Para melhor entendimento do gráfico, deve ser explicado que “q” indica a capacidade de armazenamento, o índice “-t” indica quando a temperatura é negativa e os numerais “0, 10, 20, 30” são as temperaturas

10/16 em graus Celsius.

Para uma dada pressão P, a quantidade de massa adsorvida “q” aumenta com a redução da temperatura T. Este fato evidencia a possibilidade de aumento no armazenamento de gás devido à redução da temperatura T.

Com o auxílio novamente da Figura 1, pode ser observado que, para uma redução de temperatura inicial em torno de 30°C para uma temperatura em torno -30°C, o gás natural adsorvido apresenta um aumento de volume armazenado V/V em torno de 57% para uma pressão de 60 bar.

Observa-se comparativamente que, para a mesma redução de temperatura, o gás natural comprimido apresenta um aumento no volume armazenado V/V de, aproximadamente, 25%, considerando-se a pressão otimizada.

O sistema da presente invenção compreende:

- um tanque de armazenamento (1) para gás adsorvido, isolado termicamente, com geometria, disposição e dimensões em compatibilidade com o sistema modal de transporte, recheado com carvão ativado, e que pode ser observado exemplarmente com o auxílio da figura 4;

- um dispositivo térmico (2) agregado ao tanque de armazenamento (1), o qual tem a finalidade de controlar a temperatura do tanque de armazenamento (1);

- um dispositivo de geração de frio (3) (não mostrado), o qual tem a finalidade de resfriar o gás natural e mantê-lo em temperatura de armazenamento.

O tanque de armazenamento (1) sugerido como exemplo e exibido na Figura 4, compreende um vaso de pressão (4) com duas aberturas, sendo uma primeira abertura (5) para carregamento e descarregamento de material adsorvente, como uma boca de visita, e uma segunda abertura (6)

11/16 que serve como linha de distribuição de gás.

O dispositivo térmico (2) do tanque de armazenamento (1), neste exemplo, é apresentado sob a forma de um isolamento térmico (7) externo ao tanque de armazenamento (1). Nada impede que o dispositivo térmico (2) possa ser escolhido entre: termos-acumuladores, tubos de calor, aletas e outros dispositivos adequados para transferir calor a partir do tanque de armazenamento (1).

O dispositivo de geração de frio (3) pode ser escolhido preferencialmente entre os tipos: “chiller de compressão, “chiller” de adsorção e outros dispositivos adequados a esse propósito.

Assim como no caso de GNC ou GNL, o GNA e o GNAR (a partir deste ponto usado para designar gás natural adsorvido refrigerado) possuem uma etapa de condicionamento prévia normal na técnica vigente para ajuste da composição do gás natural às normas vigentes de armazenamento e transporte de gás natural nos segmentos marítimo, rodoviário e/ou ferroviário.

Gás natural, genericamente falando, recebe uma classificação de acordo com o teor de C₂₊. Dependendo deste teor, o gás pode ser considerado gás pobre, gás médio ou gás rico.

O gás considerado médio é proveniente de reservatórios de óleo e gás com uma produção de óleo e gás associados.

A Figura 5 apresenta em uma representação meramente ilustrativa, um esquema de produção de gás no qual o reservatório pode conter gás pobre, gás médio ou gás rico.

Para qualquer um dos três casos, os componentes do cenário serão os mesmos, diferindo apenas nos tipos de sistema necessários para que seja possível a exportação, em cada caso, do gás produzido pelo reservatório.

Os principais componentes são: um navio FPSO (“Floating, Production, Storage and Offloading) (10), um navio aliviador de gás (11),

12/16 um primeiro sistema de transferência de gás (12) entre navios, um segundo sistema de transferência de gás (13) entre um navio e a terra, uma unidade de processamento de gás natural (14), um reservatório (15) no fundo do oceano contendo o gás e um gasoduto (16).

Em um esquema de produção aplicado a um reservatório (15) que contém gás pobre, o navio FPSO (10) é equipado com um sistema de processamento de gás, um sistema de compressão de gás, um sistema de condução de gás e, opcionalmente, um sistema de armazenamento de gás natural adsorvido resfriado (GNAR) segundo a presente invenção. Já o navio aliviador de gás (11) é equipado com um sistema de armazenamento de gás natural adsorvido resfriado segundo a presente invenção e um sistema de resfriamento/aquecimento. O navio aliviador (11) é ligado ao navio FPSO (10) por meio do primeiro sistema de transferência de gás (12). O navio aliviador (11) faz o transporte do GNAR e descarrega este gás a uma unidade de processamento de gás natural (14) por meio de um segundo sistema de transferência de gás (13). A partir daí o gás processado é exportado por meio de um gasoduto (16) para distribuição.

Em um esquema de produção aplicado a um reservatório (15) que contém gás médio, o navio FPSO (10) é equipado com sistemas adicionais, uma vez que óleo e gás estão sendo produzidos associados a partir do reservatório (15). O navio FPSO (10) é equipado com um sistema de separação trifásico ou bifásico, um sistema de processamento de gás, um sistema de compressão de gás, um sistema de armazenamento de óleo, um sistema de armazenamento de condensado, opcionalmente, um sistema de armazenamento de GNAR segundo a presente invenção, um sistema de condução de gás, um sistema de condução de óleo e um sistema de condução de condensado. Já o navio aliviador de gás (11) é equipado com um sistema de armazenamento de GNAR segundo a presente invenção, um sistema de resfriamento/aquecimento e,

13/16 opcionalmente, um sistema de armazenamento de condensado. O navio aliviador (11) é ligado ao navio FPSO (10) por meio do primeiro sistema de transferência de gás (12). O navio aliviador (11) faz o transporte do GNAR e descarrega este gás a uma unidade de processamento de gás natural (14) por meio de um segundo sistema de transferência de gás (13). A partir daí o gás processado é exportado por meio de um gasoduto (16) para distribuição.

Em um esquema de produção aplicado a um reservatório (15) que contém gás rico, o navio FPSO (10) é equipado com um sistema de processamento de gás, um sistema de compressão de gás, um sistema de armazenamento de condensado, opcionalmente, um sistema de armazenamento de GNAR segundo a presente invenção, um sistema de condução de gás e um sistema de condução de condensado. Já o navio aliviador de gás (11) é equipado com um sistema de armazenamento de GNAR segundo a presente invenção, um sistema de resfriamento/aquecimento e, opcionalmente, um sistema de armazenamento de condensado. O navio aliviador (11) é ligado ao navio FPSO (10) por meio do primeiro sistema de transferência de gás (12). O navio aliviador (11) faz o transporte do GNAR e descarrega este gás a uma unidade de processamento de gás natural (14) por meio de um segundo sistema de transferência de gás (13). A partir daí o gás processado é exportado por meio de um gasoduto (16) para distribuição.

Como foi evidenciado acima, o armazenamento depende do teor de C₂+ e, por causa disso, três possibilidades de metodologia podem ocorrer e que serão apresentadas a seguir.

Um primeiro método para armazenamento de gás natural rico compreende as seguintes etapas:

- remover a fração correspondente a C₂₊ da corrente de gás natural;

- estabilizar a fração C₂+ separada;

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- armazenar a fração C₂+ separada em recipientes de armazenamento apropriados ao sistema de transporte de interesse;

- acionar o dispositivo térmico (2); e

- armazenar a corrente rica em metano sob forma adsorvida no tanque de armazenamento (1) para gás natural adsorvido resfriado (GNAR).

Ainda em se tratando de gás rico, mesmo após a remoção inicial, uma fração de C₂₊ ainda permanece na corrente rica em metano. Um fenômeno que ocorre espontaneamente é a adsorção preferencial de C₂₊ em detrimento da adsorção de metano. Esta fração preferencialmente adsorvida se acumula nos poros do carvão ativado e provoca uma perda gradativa na capacidade de armazenamento a cada ciclo de carga e descarga do gás armazenado. Para que seja recuperada a capacidade de armazenamento, efetua-se uma purga a quente, com temperatura superior à ambiente gerada pelo dispositivo térmico (2) e em vácuo.

Para um gás médio, o método de armazenamento compreende a utilização de um conjunto em série de leitos de guardo de peneiras moleculares de carbono, para adsorção seletiva dos hidrocarbonetos da fração C₂₊ com as seguintes etapas:

- acionar o dispositivo térmico (2);

- adsorver no primeiro leito da série de peneiras moleculares a fração C₅₊;

- adsorver no segundo leito a fração C₄₊;

- adsorver no terceiro leito a fração C₃₊;

- adsorver no quarto leito a fração C₂₊; e

- armazenar sob forma adsorvida no tanque de armazenamento (1) a corrente rica em metano que deixa o quarto leito da série de peneiras moleculares.

Durante o procedimento de descarga, ou processo de dessorção, a

15/16 corrente altamente rica em metano passa pelos leitos de guardo seguindo a ordem inversa citada mais acima, recompondo a composição original do gás natural. Os leitos de guardo fazem uso do dispositivo térmico (2) de forma a aumentar o volume armazenado nestes leitos de guardo, fato que reduz o transiente de carga e descarga.

Para um gás pobre ou, um gás que tenha passado por um prétratamento e por uma etapa de condicionamento prévio, normal na técnica atual para ajuste da composição do gás natural à norma vigente de armazenamento e transporte de gás natural para cada segmento de transporte, o método de armazenamento compreende as seguintes etapas:

- acionar o dispositivo térmico (2); e

- armazenar a corrente de gás natural sob forma adsorvida diretamente no tanque de armazenamento (1) para gás adsorvido.

Como nesse terceiro método o sistema de armazenamento é composto apenas pelo tanque de armazenamento (1), pelo dispositivo térmico (2), sem os leitos de guardo de peneiras moleculares, a fração C₂₊ é adsorvida preferencialmente, como já mencionado anteriormente, e é acumulada nos poros de carvão ativado, como ocorrido durante o primeiro método descrito, e reduz paulatinamente a capacidade de armazenamento.

Analogamente, a recuperação da capacidade de armazenamento é efetuada por meio de uma purga a quente, com temperatura superior à ambiente, gerada pelo dispositivo térmico (2) e a vácuo.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em sua forma de realização preferida, o conceito principal que norteia a presente invenção, referente a um sistema para transporte de gás natural adsorvido assim como os métodos de operação de armazenamento se mantêm preservados quanto ao seu caráter inovador, onde aqueles usualmente versados na técnica poderão vislumbrar e praticar variações,

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modificações, alterações, adaptações e equivalentes, cabíveis e compatíveis ao meio de trabalho em questão, sem, contudo se afastar da abrangência do espírito e escopo da presente invenção, que estão representados pelas reivindicações que se seguem.

Claims (8)

1. Reivindicações

   1. SISTEMA PARA TRANSPORTE DE GÁS NATURAL ADSORVIDO, para transportar gás natural por meio de navios, caminhões, trens, ou em módulos de “containers”, mais particularmente para o transporte de gás natural adsorvido, sendo utilizado um tanque de armazenamento (1) para gás adsorvido mantido em pressões de no mínimo 6x10⁶ Pa (ou 60 bar) e até 1x10⁷ Pa (100 bar), isolado termicamente pela ação de um dispositivo térmico (2) e de um dispositivo de geração de frio (3), sendo tal sistema caracterizado por compreender:

   - o isolamento térmico por meio de um dispositivo térmico (2), possuindo dito tanque de armazenamento (1) geometria, disposição e dimensões em compatibilidade com o sistema modal de transporte, além de possuir recheio de carvão ativado;

   - um dispositivo de geração de frio (3), o qual resfria o gás natural e assim o mantém em temperatura de armazenamento de até -30°C.
2. 2. SISTEMA PARA TRANSPORTE DE GÁS NATURAL ADSORVIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dispositivo térmico (2) ser escolhido entre termos-acumuladores, tubos aquecidos, aletas e outro dispositivo adequado para transferir calor a partir do tanque de armazenamento (1).
3. 3. SISTEMA PARA TRANSPORTE DE GÁS NATURAL ADSORVIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dispositivo de geração de frio (3) ser escolhido dentre: “chiller” de compressão, “chiller” de adsorção e outro dispositivo adequado a esse propósito.
4. 4. MÉTODO PARA ARMAZENAMENTO DE GÁS NATURAL, onde é utilizado o sistema descrito na reivindicação 1, caracterizado por compreender as seguintes etapas:

   - remover a fração correspondente a C2+ de uma corrente de gás natural;

   - estabilizar a fração C2+ separada;

   - armazenar a fração C2+ separada em recipientes de armazenamento apropriados ao sistema de transporte de interesse;

   - acionar o dispositivo térmico (2) do sistema para transporte de gás natural adsorvido da reivindicação 1; e

   Petição 870190049040, de 24/05/2019, pág. 6/16

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   - armazenar a corrente rica em metano sob forma adsorvida no tanque de armazenamento (1) do sistema para transporte de gás natural adsorvido.
5. 5. - MÉTODO DE OPERAÇÃO DE ARMAZENAMENTO DE GÁS NATURAL, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender uma etapa adicional de purga a quente com temperatura superior à temperatura ambiente gerada pelo dispositivo térmico (2) e a vácuo para recuperação da capacidade de armazenamento do tanque de armazenagem (1).
6. 6. - MÉTODO DE OPERAÇÃO DE ARMAZENAMENTO DE GÁS NATURAL, onde é utilizado o sistema descrito na reivindicação 1, caracterizado por compreender opcionalmente a utilização de um conjunto em série de leitos de guardo de peneiras moleculares de carbono para adsorção seletiva de hidrocarbonetos com o cumprimento das seguintes etapas:

   - acionar o dispositivo térmico (2) do sistema de transporte de gás natural;

   - adsorver num primeiro leito de uma série de peneiras moleculares a fração C5+;

   - adsorver em um segundo leito a fração C4+;

   - adsorver em um terceiro leito a fração C3+;

   - adsorver em um quarto leito a fração C2+; e

   - armazenar sob forma adsorvida no tanque de armazenamento (1) a corrente rica em metano que deixa um quarto leito da série de peneiras moleculares.
7. 7. - MÉTODO DE OPERAÇÃO DE ARMAZENAMENTO, onde é utilizado o sistema descrito na reivindicação 1, caracterizado por compreender, opcionalmente, as seguintes etapas:

   - acionar o dispositivo térmico (2); e

   - armazenar a corrente de gás natural sob forma adsorvida diretamente no tanque de armazenamento (1) do sistema de transporte de gás natural.
8. 8. - MÉTODO DE OPERAÇÃO DE ARMAZENAMENTO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender uma etapa adicional de purga a quente com temperatura superior à temperatura ambiente gerada pelo dispositivo térmico (2) e a vácuo para recuperação da capacidade de armazenamento do tanque de armazenagem (1).