Análise exergética de sistemas de compressão de gás em plataformas offshore de produção de petróleo.

• Main Author: D\'Aloia, Felipe Alves
• Other Authors: Oliveira Junior, Silvio de
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2017
• Subjects: Compressão; Exergia (Avaliação); Exergy (Evaluation); Exergy analysis; Gases; Offshore platforms; Oil; Petróleo (Produção)
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-27112017-151846/

A utilização racional e otimização de recursos energéticos é tema cada vez mais presente na indústria, e busca atender a critérios normativos e aspectos econômicos. Entre os métodos de análise utilizados para verificação e melhoria de eficiência energética, nas últimas décadas a Exergia vem se destacando como a ferramenta mais indicada para esse tipo de avaliação. Esse estudo realiza análise exergética em uma planta de processamento típica de uma plataforma do tipo FPSO operando em águas do litoral brasileiro. Atenção especial é dispensada à planta de compressão de gás, que possui sistema de remoção de CO2 do gás através de membranas. Conforme composição dos poços e/ou restrições operacionais, o fluxo de gás pode ser desviado do sistema de remoção de CO2, criando modos de operação. No modo de operação A todo gás do sistema de remoção de CO2 é desviado, de forma que seja possível apenas a injeção desse gás. O modo B utiliza plenamente o sistema de remoção de forma a permitir exportação máxima de gás. Já o modo de operação C trata parcialmente o gás através desse sistema, de forma a permitir exportação e injeção parciais de gás. Além dos modos de operação, são estudados também os efeitos da variação da vazão de gás exportado e da composição do petróleo (teor de CO2 e BS&W) no balanço exergético da plataforma. A combinação dessas três variáveis (modos de operação, vazão de gás exportado e composição do petróleo) representa 177 cenários de produção. O estudo desses cenários de produção por meio de determinados parâmetros (eficiência exergética, consumo específico de exergia, emissões de CO2, emissões específicas de CO2 e índice de renovabilidade exergética) permite verificar a influência de cada variável na performance da planta. === The rational use of energy resources is a theme increasingly discussed at the Industry, and the energetic optimization of processes is necessary in order to fulfill normative, as well as economic criteria. Among the analysis methods in use for verifying and improving the energetic efficiency, during last decades the Exergy has been highlighted as the most appropriated tool for these evaluations. This study performs exergetic analysis in a typical process plant in a FPSO operating in the brazilian shore waters. Special attention is given to the gas compression process plant, which has a CO2 membranes gas removal system. According to composition of well and/or operational restrictions, the gas flow can be deviated from the CO2 gas removal system, creating the operational modes. The operational mode A deviates all the gas from the CO2 gas removal system, allowing just its injection into the reservoir. The mode B uses entirely the CO2 removal system in a way that a maximum of gas exportation is possible. And the operational mode C treats partially the gas through the system, allowing partial exportation and re-injection of the gas. Besides the operational modes, the influence of export gas flow and well fluid composition (CO2 and BS&W content) in the exergy balance are also evaluated. The combination of these three variables (operational modes, export gas flow rate and well fluids composition) represents 177 production scenarios. The evaluation of these production scenarios affecting specific parameters (exergy efficiency, specific exergetic consumption, CO2 emissions, CO2 specific emissions and exergetic renewability index) allows to identify the importance of each variable in process plant performance.