Indústrias

Processamento de Gás Midstream

O processamento de gás midstream fica entre o poço e o mercado de uso final, condicionando o gás natural bruto e os líquidos associados em gás de qualidade de gasoduto, produtos de LGN e líquidos de especificação para venda.

FALE CONOSCO

Visão Geral

As instalações que realizam esse trabalho (plantas de processamento de gás, complexos de fracionamento, estações de compressão, plantas de tratamento e unidades de desidratação) têm uma complexa interconexão de equipamentos de combustão, sistemas de recuperação de calor residual, geração de vapor e controles de emissões que se enquadram plenamente na prática de engenharia da CPE.

Essas instalações costumam ser remotas, operam de forma contínua com equipes de manutenção enxutas, e se expandem de maneira incremental à medida que a produção dos poços vizinhos aumenta. Esse contexto (confiabilidade, simplicidade e adaptabilidade a instalações existentes) molda cada decisão de engenharia que a CPE toma no setor midstream.

Tratamento com Aminas

A regeneração de aminas é o maior consumidor individual de energia térmica na maioria das plantas de processamento de gás. A CPE fornece engenharia para refervedores de fogo direto (flamotubulares e tipo cabine), refervedores aquecidos a vapor e refervedores aquecidos a óleo quente, incluindo a seleção de queimadores, o controle de combustão, o projeto do trem de combustível conforme NFPA 86, e a gestão do fluxo de calor do lado do tubo para prevenir a degradação da amina por superaquecimento localizado. As temperaturas do metal do tubo do refervedor acima de um limite causam uma degradação térmica que produz sais termicamente estáveis, reduz a capacidade de tratamento e acelera a corrosão em todo o sistema. A CPE projeta sistemas de refervedores que mantêm as temperaturas do metal do tubo dentro do limite de degradação sob todas as condições operacionais, incluindo a perda de carga, a partida e as condições transitórias.

O gás ácido extraído da amina rica precisa receber destinação, por recuperação de enxofre, injeção de gás ácido ou incineração. A CPE fornece o projeto de incineradores de gás ácido, incluindo o dimensionamento da câmara de combustão, a especificação de queimadores para correntes de gás ácido de baixo poder calorífico, e a verificação do tempo de residência para a eficiência de destruição e remoção (DRE) de H₂S.

Desidratação com Glicol

A desidratação com TEG é o processo padrão para atender as especificações de umidade de gasoduto, e o reconcentrador de glicol é o principal equipamento de fogo do sistema. A CPE fornece o projeto e a especificação do reconcentrador, a avaliação de desempenho (avaliando a pureza do glicol, a incrustação do tubo de fogo e a condição da coluna do destilador), a inspeção do tubo de fogo e a análise de vida remanescente, e o projeto de sistemas de esgotamento aprimorado (stripping) (coluna Stahl, injeção de gás de stripping, regeneração a vácuo) para aplicações que exigem umidade de saída muito baixa.

As unidades de desidratação com glicol emitem BTEX extraído da corrente de gás junto com vapor de água, reguladas sob EPA NESHAP Subparte HH e programas estaduais de qualidade do ar. A CPE projeta sistemas de controle de emissões para os gases de exaustão das unidades de glicol, incluindo condensadores, recuperação de vapores do tanque de flash, e oxidantes térmicos ou combustores enclausurados para a destruição de BTEX.

Aquecedores de Linha, Sistemas de Óleo Quente e Aquecedores de Processo

As instalações midstream operam uma variedade de equipamentos de combustão além dos refervedores de amina e dos reconcentradores de glicol. Os aquecedores de linha de aquecimento indireto previnem a formação de hidratos a montante da redução de pressão; um único sistema de coleta pode operar dezenas em locais de poço e estação. A CPE fornece a especificação do aquecedor de linha, o projeto do sistema de combustão para instalações remotas não assistidas, a avaliação de desempenho à medida que as condições de fluxo mudam com a produção do poço, e a avaliação da integridade do tubo de fogo.

As instalações de processamento e fracionamento de gás usam sistemas de óleo quente para fornecer calor de processo a múltiplos consumidores por meio de um circuito intermediário de transferência de calor. A CPE fornece o projeto e a especificação do aquecedor de fluido térmico, o layout do sistema de óleo quente e o controle de temperatura, a avaliação de desempenho do fluido térmico, e os programas de seleção e gestão do fluido. Para os aquecedores de processo em serviços de refervedores de colunas de fracionamento, pré-aquecimento de alimentação e condicionamento de produto, a CPE aplica a mesma disciplina de engenharia de fornos de processo (avaliação de desempenho, otimização de combustão, avaliação de queimadores e avaliação da vida útil do tubo) adaptada às condições operacionais midstream e às composições do gás combustível.

Estações de Compressão: Recuperação de Calor Residual e Energia

A compressão de gás natural é o maior consumidor individual de energia no setor midstream, e o calor residual dos acionadores de compressores representa a oportunidade de recuperação de calor mais significativa. Para os compressores acionados por turbinas a gás com exaustão a 800-1000 °F (425-540 °C), a CPE fornece o projeto de HRSG (sem queima suplementar e com queima suplementar), a avaliação de calor residual para energia (turbogeradores a vapor, sistemas ORC) e o controle de emissões dos gases de exaustão (SCR, catalisador de oxidação de CO). Para os compressores acionados por motores alternativos, a CPE projeta sistemas de recuperação de calor dos gases de exaustão e recuperação de calor da água da camisa para aquecimento da instalação, pré-aquecimento de glicol ou aquecimento da solução de amina.

As estações de compressão remotas que exigem geração de energia no local recebem a avaliação da CPE das opções de geração: calor residual para energia dos gases de exaustão do acionador pequenos turbogeradores a gás ou motogeradores, e sistemas híbridos solar/bateria para estações não atendidas.

Sistemas de Caldeiras e Vapor

As maiores plantas de processamento de gás e os complexos de fracionamento de LGN podem operar casas de caldeiras que fornecem vapor a múltiplos usuários de processo. A CPE fornece a seleção e especificação de caldeiras, a avaliação de desempenho e a otimização da eficiência, a gestão de carga de múltiplas caldeiras, e a gestão da qualidade do gás combustível, abordando os hidrocarbonetos mais pesados, o poder calorífico variável e os possíveis arrastes de líquido no gás combustível midstream que afetam o desempenho dos queimadores.

Muitos sistemas de vapor midstream se expandiram de forma incremental à medida que a capacidade de processamento aumentou, resultando em coletores subdimensionados, retorno de condensado inadequado, descarte excessivo para a atmosfera e manutenção deficiente de purgadores. As avaliações da CPE quantificam o impacto energético e de custo dessas ineficiências e priorizam as ações corretivas, incluindo a distribuição de vapor, o retorno de condensado, a avaliação de purgadores, o tratamento da água de alimentação e os levantamentos de isolamento.

Fracionamento de LGN

As plantas de fracionamento de LGN separam os LGN misturados em produtos de pureza (etano, propano, butano normal, isobutano e gasolina natural) por meio de uma série de colunas de destilação, cada uma exigindo um refervedor. A CPE fornece o projeto e a especificação do refervedor (incluindo o compromisso entre configurações de fogo direto, aquecidas a vapor e aquecidas a óleo quente), a avaliação de desempenho em relação à produção atual e às especificações de produto, e a análise de integração de calor entre colunas para reduzir a carga total de queima em todo o complexo. A CPE também aborda a casa de caldeiras, o sistema de vapor, o sistema de óleo quente e a infraestrutura de água de resfriamento que sustentam as operações de fracionamento.

Sistemas de Coleta e Equipamentos de Poço

A extremidade a montante da cadeia de valor midstream inclui grande número de pequenos equipamentos equipamentos de combustão (aquecedores de linha, unidades de glicol, aquecedores de separadores) dispersos por amplas áreas geográficas. A CPE fornece projetos padronizados para os equipamentos implantados nos sistemas de coleta, estabelecendo especificações, padrões de sistemas de combustão e requisitos de BMS que podem ser replicados em dezenas ou centenas de instalações. Essa padronização reduz o custo de engenharia por unidade, simplifica o estoque de peças de reposição e permite práticas de manutenção consistentes. A CPE também ajuda os operadores a desenvolver estratégias de gestão de emissões em todo o sistema (especificações padronizadas de queimadores, abordagens de controle de BTEX e programas de conformidade de emissões de motores) que alcançam a conformidade de forma eficiente em todo o parque de equipamentos.

Controle de Emissões

O controle de emissões midstream abrange os equipamentos de combustão (NOx, CO, VOC de aquecedores, refervedores e caldeiras), os motores de compressores (otimização de pré-câmara em combustão de mistura pobre, catalisador NSCR em combustão de mistura rica, SCR e catalisador de CO de turbinas a gás), o BTEX e VOC das unidades de glicol (condensadores, recuperação de vapores do tanque de flash, combustores fechados), e o projeto de flares e dispositivos de combustão para a destinação de gás de rotina e de emergência A CPE aborda a conformidade sob NSPS Subpartes Dc, JJJJ, KKKK e OOOOa/OOOOb, NESHAP Subpartes HH e ZZZZ, e as regulações estaduais de emissões de petróleo e gás.

A CPE também projeta tubulação, equipamentos e procedimentos operacionais que minimizam as fontes de emissão fugitiva de metano e especifica alternativas de baixa emissão aos dispositivos pneumáticos de alta emissão (high-bleed) e às bombas de injeção química acionadas a gás.

Engenharia em Instalações Existentes e Modificações

As instalações midstream se expandem de forma incremental, adicionando trens de processamento, estágios de compressão, capacidade de tratamento e colunas de fracionamento à medida que os volumes de produção mudam. A CPE fornece escaneamento a laser 3D para instalações existentes, engenharia de interligações (tie-ins) para vincular novos equipamentos a sistemas pressurizados sem parada de planta quando possível, e avaliação de capacidade e desgargalamento para identificar se os equipamentos existentes estão adequadamente dimensionados para as condições atuais e projetadas.

Códigos, Normas e Familiaridade Regulatória

A CPE executa o trabalho midstream sob ASME Seções I, II, IV e VIII, ASME B31.3 e B31.8, NFPA 85 e NFPA 86, API 12F, API 12J, API 560, GPSA Engineering Data Book, EPA NSPS Subpartes Dc, JJJJ, KKKK e OOOOa/OOOOb, NESHAP Subpartes HH e ZZZZ, regulações de segurança de dutos da PHMSA (49 CFR 191, 192, 195), ISA 84/IEC 61511, e programas estaduais de emissões de petróleo e gás.

Por Que a CPE

O processamento de gás midstream é trabalho de equipamentos de combustão. Os refervedores de amina, os reconcentradores de glicol, os aquecedores de linha, os sistemas de óleo quente e as instalações de recuperação de calor residual das estações de compressão que definem o setor são todos equipamentos de combustão e transferência de calor, e exigem o mesmo rigor de engenharia que os aquecedores de processo e as caldeiras de uma refinaria ou planta química. A diferença é o contexto: as instalações midstream costumam ser remotas, com equipe enxuta e expandidas de forma incremental, o que exige projetos de equipamentos que sejam confiáveis, de fácil manutenção e adaptáveis a condições variáveis.

A combinação de engenharia especializada em equipamentos de combustão, projeto térmico de sistemas de amina e glicol, recuperação de calor residual em estações de compressão, e conformidade de emissões distribuída, entregue por uma firma que entende como essas instalações realmente operam, é o que diferencia a CPE no setor midstream.

Planejando um projeto em processamento de gás midstream?

Conte-nos alguns dos seus desafios e poderemos ajudá-lo a encontrar soluções por meio de engenharia e tecnologias.

FALE CONOSCO

NOSSOS SERVIÇOS

Profundidade de Engenharia em Todo o Ciclo de Vida do Projeto

Da avaliação inicial até entregas prontas para construção: caldeiras, sistemas de combustão, vapor e condensado, controle de emissões e infraestrutura de energia.

Auditorias Energéticas

Quantifique perdas, identifique possíveis causas raiz subjacentes, identifique e valide melhorias operacionais adicionais e priorize ações corretivas para manutenção e planejamento de capital.

SAIBA MAIS

Estudos de Viabilidade

Colete e analise dados, modele o desempenho das opções, compare-as e estime custos e cronograma de projetos de capital antes de assumir o compromisso.

SAIBA MAIS

Engenharia Detalhada

Engenharia por etapas com revisão interna e pacotes de engenharia prontos para construção: modelos 3D, arranjos gerais, P&IDs, especificações de equipamentos, diagramas unifilares e apoio a suprimentos procura.

SAIBA MAIS

Gerenciamento de Projetos

Cronogramas, orçamentos, suprimentos e coordenação em campo, da engenharia à partida e ao comissionamento.

SAIBA MAIS

Serviços Técnicos no Local

Ajuste de combustão, ensaios por ultrassom (UT), inspeção de caldeiras e vasos de pressão, medição de emissões, calibração e ajuste de instrumentação e apoio ao comissionamento, por engenheiros que projetam esses sistemas.

SAIBA MAIS

Escaneamento 3D

Escaneamento a laser 3D e LiDAR e fotogrametria com drones para engenharia em instalações existentes, detecção de interferências e documentação as-built.

SAIBA MAIS