UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE...

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

AUTOR: THIAGO CLEYANDSON RODRIGUES ALVES

RELATÓRIO DE ESTÁGIO INSTRUMENTAÇÃO DO SISTEMA DE INJEÇÃO QUÍMICA E ESTUDO

DOS PROCESSOS ENVOLVIDOS NUMA PLATAFORMA DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEO OFFSHORE

Relatório de Estágio curricular do aluno Thiago Cleyandson Rodrigues Alves, como requisito a obtenção do grau de Engenheiro Químico, desenvolvido na empresa Radix Engenharia e Desenvolvimento de Software, no período de Julho a Dezembro de 2011, sob a orientação do professor Luiz Stragevitch.

PROGRAMA UFPE/DEQ-PRH-ANP/MCT

Engenharia do Processamento Químico do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis

Título da Especialização com Ênfase no Setor Petróleo e Gás:

Engenharia de Refino do Petróleo e Processos Petroquímicos

INSTRUMENTAÇÃO DO SISTEMA DE INJEÇÃO QUÍMICA E ESTUDO DOS PROCESSOS ENVOLVIDOS NUMA PLATAFORMA DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEO

OFFSHORE

Thiago Cleyandson Rodrigues Alves

RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR

Orientador: Luiz Stragevitch

Março, 2012

Dedico este trabalho a Anastácio Alves e Maria Cleide Alves, que me

ensinaram a andar, falar e lutar

AGRADECIMENTOS

Agradeço, principalmente, a Deus por ter iluminado meu caminho e me

permitindo realizar meus maiores sonhos, jamais deixando de perceber o valor das

conquistas e as lições das frustrações.

Agradeço à minha família, em particular Anastácio Alves, Maria Cleide R. Alves,

Anaclei R. Alves e Ana Cristina R. Alves, que independente das dificuldades, deram-me

o maior suporte e sempre acreditaram em minhas capacidades. Além do apoio

incondicional, ensinaram-me os meus princípios de vida.

A Pedrina Reis, por ter torcido por mim e ter estado comigo em todos os

momentos, principalmente nos mais difíceis.

Agradeço à Radix, que além de acreditar no meu potencial e dar essa

oportunidade de trabalho, deu-me todo o suporte para adaptação no Rio de Janeiro e

me faz ter certeza que participar dessa equipe me possibilitará colaborar efetivamente

no desenvolvimento tecnológico da indústria nacional. Agradeço principalmente aos

meus colegas de trabalho, em particular meus superiores diretos: Natália Klafke, Maria

Lima, Rosemarie Faria e Emille Souza, meu supervisor de estágio, Alexander Kramer, e

toda a equipe de processo e a de instrumentação, pelo aprendizado e a dedicação que

me foram oferecidos.

Sou grato a todo o apoio dado pela ANP através do Programa de Recursos

Humanos, o PRH-28, à Finep e a Universidade Federal de Pernambuco, inclusive o

Reitor Amaro Lins, a professora Celmy Barbosa, coordenadora do PRH-28, e meu

orientador, Luiz Stragevitch, cujos ensinamentos foram indispensáveis para ser um

profissional preparado para os desafios relacionados ao ofício de engenheiro químico.

Percebi, durante o período de estágio, o quanto esses ensinamentos foram

fundamentais.

Finalmente, agradeço imensamente à Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e

Biocombustíveis – ANP e à Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP – por meio do

Programa de Recursos Humanos da ANP para o Setor de Petróleo e Gás – PRH-

ANP/MCT, em particular ao PRH 28, do Departamento de Engenharia Química, Centro

de Tecnologia e Geociências da UFPE, pelo apoio financeiro.

"A força não provém de uma capacidade física

e sim de uma vontade indomável."

Mahatma Gandhi

RESUMO

Este relatório de estágio tem como objetivo descrever as atividades

desenvolvidas no período de estágio curricular obrigatório do curso de Engenharia

Química da Universidade Federal de Pernambuco do aluno Thiago Cleyandson

Rodrigues Alves, no período de 18/07/2011 até 19/12/2011 na área de operações e

projetos, desenvolvido na empresa Radix Engenharia e Software, com uma jornada

semanal de 40 horas.

Os projetos e atividades desenvolvidos nesse período foram: participação na

equipe de processo da Radix, atuando na avaliação de dados de bibliografia,

elaboração de fluxograma de processo e engenharia, balanço de massa,

dimensionamento de equipamentos, realização de simulações no software Aspen Plus,

análise econômica e elaboração de documentos para um parque industrial da Braskem.

Além disso, houve a participação na equipe de instrumentação da empresa, atuando na

elaboração e controle de documentos e análise de consistência na etapa de FEED do

projeto dos Topsides para a Petrobrás. Com o intuito de pôr em prática o conhecimento

obtido durante o estágio, foi realizado um estudo dos processos envolvidos numa

plataforma de produção de petróleo offshore e um esquema de instrumentação e

segurança de um dos sistemas que compõe a plataforma.

Todas as atividades citadas em cada projeto foram desenvolvidas em paralelo,

na sede da empresa e no escritório da empresa Doris Engenharia, subsidiária da Doris

Engineering, ambos localizados no Rio de Janeiro, sob supervisões dos sócios-

gerentes da empresa, profissionais com ampla experiência em projetos de engenharia e

gerenciamento de equipe.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................ 13

1.1. LINHAS GERAIS ..............................................................................................................13

1.1.1. A Empresa: Radix Engenharia e Software ............................................................14

1.1.2. Missão .......................................................................................................................15

1.1.3. Visão .........................................................................................................................15

1.1.4. Valores ......................................................................................................................15

1.1.5. Estrutura ...................................................................................................................15

1.1.6. Diferenciais ..............................................................................................................16

1.1.7. Sistema de Gestão Integrado .................................................................................17

1.1.8. Portfolio de Serviços ...............................................................................................17

1.1.8.1. Engenharia .............................................................................................................18

1.1.8.2. Software ..................................................................................................................20

1.1.8.3. TI Industrial .............................................................................................................20

1.1.8.4. Projetos Especiais ..................................................................................................22

1.2. INSTRUMENTAÇÃO/CONTROLE ...................................................................................23

2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS ............................................................... 25

2.1. FEED (Front and End Engineering Design) .....................................................................25

2.2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS NA EQUIPE DE INSTRUMENTAÇÃO .......................27

2.2.1. Análise de consistência ..........................................................................................28

2.2.2. Emissão de Folha de dados de válvulas ...............................................................28

2.2.3. Emissão de Especificação Técnica .......................................................................29

2.2.4. Controle de documentação ....................................................................................29

2.2.5. Evolução do controle de peso de válvulas e instrumentos ................................29

2.3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................................29

2.4. BREVE DESCRIÇÃO DOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEO

OFFSHORE ........................................................................................................................31

2.4.1. Processamento de Óleo e Gás ...............................................................................31

2.4.1.1. Processamento e Tratamento de Óleo .....................................................................31

2.4.1.2. Sistema de Movimentação de Gás Natural ...............................................................32

2.4.1.3. Injeção de Produtos Químicos ..................................................................................34

2.4.1.4. Sistema de Tratamento de Águas Oleosas ...............................................................34

2.4.1.5. Sistema de Flare .......................................................................................................35

2.4.2.1. Sistema de injeção de água ...................................................................................35

2.4.2.2. Sistema de Água de Resfriamento .........................................................................36

2.4.2.3. Sistema de Água Quente .......................................................................................36

2.4.2.4. Sistema de Ar Comprimido .....................................................................................37

2.4.2.5. Geração de Água Doce ..........................................................................................37

2.4.2.6. Captação de água do Mar ......................................................................................37

2.4.2.7. Drenagem Aberta ...................................................................................................38

2.4.2.8. Drenagem Fechada ................................................................................................38

2.5. UNIDADES DE INJEÇÃO QUÍMICA ................................................................................39

2.5.1.1. Descrição do Processo ...........................................................................................40

2.5.1.1.1. Inibidor de Hidrato ...............................................................................................40

2.5.1.1.2. Inibidor de Corrosão de Gás ...............................................................................41

2.5.1.1.3. Inibidor de Corrosão de Óleo ..............................................................................41

2.5.1.1.4. Antiespumante .....................................................................................................41

2.5.1.1.5. Biocida .................................................................................................................42

2.5.1.1.6. Seqüestrante de H2S ..........................................................................................42

2.5.1.1.6.1. Gás de exportação e Gás lift ............................................................................42

2.5.1.1.6.2. Alimentação das correntes gasosas internas da unidade de processo ...........42

2.5.1.1.7. Transferência de Inibidor de Corrosão de Óleo e de Demulsificante para o

Turret ...................................................................................................................43

2.5.1.2. Instrumentação .......................................................................................................43



2.5.1.2.3. Inibidor de Corrosão de Óleo / Antiespumante / Biocida ....................................44


2.5.1.2.4.1. Gás de Exportação e Gás Lift ..........................................................................44

2.5.1.2.4.2. Correntes Gasosas Internas da Unidade de Processo ....................................45

2.5.1.2.5. Transferência de Inibidor de Incrustação de Óleo e de Desemulsificante para o

Turret ......................................................................................................................45

2.5.1.3. Segurança ..............................................................................................................45



2.5.1.3.3. Inibidor de Corrosão de Óleo / Antiespumante / Biocida ....................................46


2.5.1.3.4.1. Gás de Exportação e Gás Lift ..........................................................................46

2.5.2.1.1. Inibidor de emulsão invertida ...............................................................................46

2.5.2.1.2. Inibidor de Incrustação de Água Oleosa .............................................................47

2.5.2.2. Equipamentos .........................................................................................................47

2.5.2.3. Instrumentação .......................................................................................................48

2.5.2.3.1. Inibidor de emulsão invertida ...............................................................................48

2.5.2.3.2. Inibidor de incrustação de água oleosa ...............................................................48

2.5.2.4. Segurança ..............................................................................................................48

2.5.3. Unidade de Injeção Química – Água de Injeção ...................................................49

2.5.3.1. Descrição do Processo ...........................................................................................49

2.5.3.1.1. Biocida para água ................................................................................................49

2.5.3.1.2. Seqüestrante de oxigênio ....................................................................................49

2.5.3.1.3. Biodispersante .....................................................................................................50

2.5.3.1.4. Inibidor de Incrustação ........................................................................................50

2.5.3.2. Equipamentos .........................................................................................................50

2.5.3.3. Instrumentação .......................................................................................................50

2.5.3.4. Segurança ..............................................................................................................51

3. CONCLUSÃO ............................................................................................. 52

4. BIBLIOGRAFIA ........................................................................................... 53

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Valores da Radix Engenharia e Software 15

Figura 2: Áreas de Atuação da Radix 18

Figura 3: Pirâmide de Sistemas de Automação 21

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ISO - International Organization for Standardization

OHSAS - Occupational Health and Safety Assessment Specification

EVTE – Estudo de Viabilidade Técnica e Econômica

FEED – Front and End Engineering Design

HVAC – Heating, Ventilation and Air Conditioning

PIMS – Process Information Management System

MES – Manufacturing Execution Systems

PMP - Project Management Professional

PMI - Project Management Institute

LIMS – Laboratory Information Management System

TI – Tecnologia da Informação

TAG – Código

P&ID – Process and Instrumentation Diagram

I/O – Input/Output

MTO – Materials Take-Off

SDV – ShutDown Valve

BDV – BlowDown Valve

PSV – Pressure Safety Valve

XV – On-Off Valve

PV/LV/TV – Pressure / Level / Temperature Control Valve

PCV – Pressure Regulatory Control Valve

HV – Choke Valve

HC – Hidrocarboneto

TEG – Trietileno Glicol

IRCD – Interface Requirements and Control Document

LSHH – Very High Level Switch

LSLL – Very Low Level Switch

LG – Level Gauge

1. INTRODUÇÃO

1.1. LINHAS GERAIS

O objetivo deste relatório de estágio é descrever as atividades desenvolvidas no

período de estágio curricular obrigatório do curso de Engenharia Química da

Universidade Federal de Pernambuco do aluno Thiago Cleyandson Rodrigues Alves, no

período de 18/07/2011 até 19/12/2011 na área de operações e projetos da empresa

Radix Engenharia e Software, com uma jornada semanal de 40 horas.

Um estágio curricular tem como objetivo a introdução do aluno no mercado de

trabalho, onde as experiências vividas são uma pequena demonstração do que ele

enfrentará no mundo profissional. Sendo assim, atuando numa empresa de projetos e

consultoria, a participação da elaboração e desenvolvimento dos projetos foram

essenciais.

As equipes de cada projeto são multidisciplinares, em que engenheiros com as

mais diferentes capacitações, experiências e formações trabalham em conjunto. Esse

fato torna os projetos mais completos e permite que o estagiário se familiarize com

campos de atuações dos mais diversos tipos de engenheiros.








projeto dos Topsides para a Petrobrás.

Todas as atividades citadas em cada projeto foram desenvolvidas em paralelo,

na sede da empresa e no escritório da empresa Doris Engenharia, subsidiária da Doris

Engineering, ambos localizados no Rio de Janeiro, sob supervisões dos sócios-

gerentes da empresa, profissionais com amplas experiências em projetos de

engenharia e gerenciamento de equipe.

1.1.1. A Empresa: Radix Engenharia e Software

A equipe que fundou a Radix Engenharia e Software em abril de 2010 é

composta por 4 diretores e 4 gerentes, todos sócios da empresa e possuidores de

grande experiência adquirida em outro empreendimento prévio, onde 2 dos diretores

também foram os fundadores e todos já trabalhavam juntos.

A Radix é uma empresa com uma cultura diferenciada, que pretende elevar a

tecnologia nacional a um nível reconhecido mundialmente. A empresa vê como

fundamental o investimento na capacitação dos funcionários, a qualidade e bem estar

no ambiente de trabalho e a convivência entre os profissionais mais experientes com os

estagiários e recém-formados.

A empresa possui a seguinte estruturação:

Área de Projetos: responsável pela execução e elaboração dos projetos de

acordo com o escopo consolidado na proposta validada pelo cliente. Dividida por

disciplinas da engenharia (Processo, Instrumentação/Automação, Elétrica,

Mecânica, Tubulação, Planejamento entre outras) integra todas as áreas e

trabalha com equipes multidisciplinares.

Área comercial: responsável pelo contato direto com os clientes, elaboração de

propostas técnicas e comerciais, estudo de mercado, viabilização de projetos

além do relacionamento pós-venda e retenção de clientes.

Área Administrativo / Financeira: responsável pelo controle dos contratos

assinados, registro de profissionais de acordo com a Consolidação das Leis do

Trabalho (CLT), contabilidade e gestão financeira dos recursos recebidos.

Área de Pesquisa e Desenvolvimento: aporta cerca de 3% do faturamento da

empresa e visa qualificar os profissionais nas mais novas tecnologias existentes

no mercado, proporcionando assim uma competitividade da empresa perante o

mercado nacional e internacional.

Sistema de Gestão Integrado: responsável pela gestão das certificações

ISO9000, ISO14000 e OHSAS18000. Elabora os procedimentos necessários e

faz o acompanhamento e atualização dos processos internos da empresa.

Área de Marketing / Eventos e Bem Estar: responsável pela organização de

eventos de integração e pelo desenvolvimento da marca da empresa perante as

mídias disponíveis.

1.1.2. Missão

Ser a melhor empresa de engenharia e tecnologia do Brasil e para seus

funcionários e ser reconhecida no mercado internacional como uma das principais

provedoras de serviços e soluções de engenharia e software para as indústrias de

processo.

1.1.3. Visão

Oferecer serviços de engenharia e software baseados na excelência técnica,

ética e independência tecnológica, ampliando os valores gerados para clientes,

funcionários e sócios, mantendo compromissos de longo prazo com a sociedade e o

meio ambiente.

1.1.4. Valores

Figura 1: Valores da Radix Engenharia e Software

1.1.5. Estrutura

A Radix possui escritórios nas seguintes cidades brasileiras:

Rio de Janeiro (Sede): 02 (duas) salas localizadas no centro da cidade. A

primeira, com capacidade para 100 pessoas, comporta as equipes de

desenvolvimento de projetos e a diretoria. Na segunda, com capacidade para 20

pessoas, trabalham as equipes: comercial, administrativo / financeiro, eventos &

bem estar e marketing.

Belo Horizonte: 01 (uma) sala localizada no bairro nobre de Funcionários, onde

estão localizadas as equipes: desenvolvimento de projetos e comercial.

Salvador: unidade de negócios montada, com vistas a atender o crescente

mercado da região nordeste.

Novos projetos estão sendo viabilizados para a abertura de escritórios em São

Paulo, Porto Alegre, São Luís, e Vitória.

1.1.6. Diferenciais

Um dos diferenciais da Radix está na grande experiência de seus gestores. Com

uma média de 15 anos de experiência em desenvolvimento de projetos nas áreas de

engenharia, software e TI industrial e com know how gerencial proveniente da

estruturação de uma empresa de 1500 profissionais, partindo no zero e numa época

difícil da história do Brasil (final da década de 80), os engenheiros que fundaram a

Radix conhecem a fundo o mercado de projetos e desenvolvimento de tecnologia em

engenharia, as pessoas e os caminhos para alcançar um patamar de crescimento

sólido e sustentável. Como diferenciais técnicos podemos citar:

Soluções completas de engenharia, desde o pré-conceitual até o

comissionamento da montagem e estrutura;

Soluções customizadas de TI industrial, o que possibilita ganhos significativos de

produção para seus clientes;

Tecnologicamente independente, tornando a empresa competitiva em qualquer

serviço de seu portfolio;

Profissionais provenientes das melhores universidades do Brasil;

Rápida mobilização de equipe e de escritório: experiência na formação de um

time de mais de 300 engenheiros em apenas 2 meses;

Conhecimento de tecnologias nacionais e internacionais;

Experiência em Greenfield e Brownfield.

A Radix integra todas as disciplinas da engenharia, em equipes

multidisciplinares. Este posicionamento garante uma solução completa para o cliente,

visto que não é necessária uma segmentação do projeto para solucionar o problema.

Este é um grande benefício também para os profissionais da empresa: uma vez

trabalhando em conjunto com outras grandes áreas da engenharia, o profissional ganha

em conteúdo e diversifica seus conhecimentos.

Os gerentes da Radix possuem certificação PMP (Project Management

Professional), mantido pela PMI (Project Management Institute), garantindo a qualidade

no planejamento, controle, execução e finalização dos projetos. Além disto, os

consultores técnicos possuem entre 25 e 35 anos de experiência em projetos de

engenharia, garantindo a eficiência na execução dos projetos e possibilitando o avanço

de conhecimento da equipe.

1.1.7. Sistema de Gestão Integrado

Desde o inicio das operações, os gestores já iniciaram o desenvolvimento

padronizado dos processos de gestão. Uma equipe de engenheiros é responsável pelo

mapeamento dos processos e adequação de acordo com o dia a dia da empresa. Esta

atividade possibilitou estabelecer um cronograma que visa à certificação, em fevereiro

de 2011, de um sistema de gestão integrado que envolve:

ISO9000: grupo de normas que estabelecem um modelo de gestão de qualidade

para os processos utilizados pela empresa.

ISO14000: grupo de normas que estabelecem diretrizes sobre a área ambiental

dentro da empresa.

OHSAS18000: normas que estabelecem diretrizes para a implementação de um

sistema de segurança e saúde no trabalho.

1.1.8. Portfolio de Serviços

A Radix possui seu portfolio voltado à implementação de soluções completas

para seus clientes. Com base nos pilares de desenvolvimento de software e projetos de

engenharia, a empresa disponibiliza soluções de Tecnologia da informação voltadas

aos processos de produção do cliente, seja qual for a atividade desenvolvida.

De olho nos avanços da engenharia mundial, a Radix já investe na área de

novas tecnologias desde o inicio de suas operações. A área de Pesquisa &

Desenvolvimento trabalha em conjunto com a área de execução de projetos,

identificando possíveis gargalos de execução e de tecnologia e buscando desenvolver

soluções de alto valor agregado para seus clientes.

Figura 2: Áreas de Atuação da Radix

1.1.8.1. Engenharia

Os projetos de engenharia são divididos nas seguintes etapas:

Projeto Pré-Conceitual: aqui nascem os grandes empreendimentos. Alinhando

o planejamento estratégico com os investimentos, nesta etapa escolhemos o tipo

de gestão adequada para o empreendimento, selecionamos a tecnologia que

melhor se adapta aos interesses do cliente e estimamos o custo inicial do

empreendimento. O Estudo de viabilidade técnica e econômica (EVTE), para

projetos pré-conceituais, gira em torno de -50% à +100%.

Projeto Conceitual: nesta etapa, são desenvolvidos estudos que analisam os

riscos da implementação deste projeto, definição do escopo e do cronograma

para o desenvolvimento completo do empreendimento e emissão de P&ID

(Process and Instrumentation Diagrams), desenhos que contem as linhas de

fluxo e os principais processos e instrumentos necessários. O Estudo de

viabilidade técnica e econômica (EVTE), para projetos conceituais, gira em torno

de -20% à +50%.

Projeto Básico / FEED: com os diagramas de processo e instrumentação

(P&ID) em mãos, são desenvolvidos os desenhos 3D, as listas de materiais e,

memórias de cálculo, entre outros. Todas as disciplinas são envolvidas e o

escopo e cronograma podem ser congelados, caso necessário, para que a

construção e montagem possam seguir paralelamente ao projeto. O Estudo de

viabilidade técnica e econômica (EVTE), para projetos básicos / FEED, gira em

torno de -10% à +20%.

Implantação e Comissionamento: o que antes era apenas rascunho em papel,

agora ganha corpo e estrutura. Nesta etapa, a Radix acompanha de perto a

execução dos projetos elaborados no escritório. O detalhamento de módulos

para plataformas (módulo de redução de sulfato, por exemplo), o gerenciamento

de suprimentos, construção e montagem, o comissionamento de testes dos

sistemas, inicio das operações, revisão e segurança pré-operação são alguns

dos produtos que podem ser desenvolvidos nesta etapa do empreendimento.

Para a execução de projetos de engenharia, a utilização de equipes

multidisciplinares é fundamental. Todas as áreas da engenharia estão envolvidas, por

exemplo, na construção de uma plataforma offshore; e a empresa que possui estas

disciplinas sai na frente, pois não necessita subcontratar outros fornecedores para

poder receber um projeto desta magnitude. Podemos citar as disciplinas de processo

(formado basicamente por profissionais de engenharia química), elétrica, mecânica,

civil, automação / instrumentação, telecomunicação, computação, arranjo & tubulação

(formado basicamente por engenheiros mecânicos), estrutura, planejamento &

qualidade e HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning, disciplina composta

basicamente por engenheiros mecânicos ou, até mesmo, por engenheiros químicos).

1.1.8.2. Software

Os projetos de software possuem uma ampla gama de produtos que podem ser

desenvolvidos. Para cada cliente, cada demanda, serão desenvolvidas as soluções

específicas para o problema.

A Radix possui competências nas áreas de:

Sistemas críticos: desenvolvimento de sistemas de alta disponibilidade e que

necessitem de dados em tempo real. Planejamento e controle das áreas de

suprimento de materiais, garantindo o fluxo de produtos.

Sistemas inteligentes: desenvolvimento de software utilizando os conceitos de

inteligência artificial, redes neurais, simulação e otimização de processos.

Integração de Sistemas: integração com sistemas legais, ERP (Enterprise

Resource Planning) e outros sistemas fornecidos, além do desenvolvimento de

comunicação API (Application Programming Interface).

Para tais projetos, a empresa utiliza tecnologias já conhecidas e comprovadas no

mercado, como: plataformas da Microsoft (.NET, Sharepoint), Java, Ruby e C/C++,

banco de dados como Oracle, SQLServer, MySQL, Sybase e Informix, e também

aplicações ricas de internet como Flash, Silverlight e AJAX.

1.1.8.3. TI Industrial

O desenvolvimento de projetos relacionados à Tecnologia da Informação

Industrial está relacionada, diretamente, com a integração de engenharia e software.

São subdivididos de acordo com a camada que atuam, como indica a figura abaixo.

Figura 3: Pirâmide de Sistemas de Automação

A Radix, com base nestas informações, desenvolveu seu portfolio com os

seguintes produtos:

Instrumentação e Redes de Trabalho: identifica, de acordo com os balanços

de massa, energia e estudos de processo, a posição correta de instalação. A

equipe da Radix também atua no diagnostico e na implementação de sistemas

de instrumentação básica para a indústria, utilizando técnicas modernas como

wireless. Também desenvolve análises especiais (análise de tamanho de

partícula, análise de composição).

Redes Industriais: consultoria e design para o diagnostico de redes, desenho

de arquiteturas, especificação de hardware e/ou software, segurança de rede,

gestão e estratégias de controle.

Supervisórios de Sistemas de Controle: sistemas supervisórios, interligados

aos instrumentos das plantas, possibilitam um controle adequado dos

parâmetros e variáveis de processo. Os sistema desenvolvidos pela Radix

possibilitam visões amigáveis do processo, indicando as variáveis controladas,

gráficos dos dados e oportunidades de atuação direta sobre o instrumento.

Controle de Processo: controle de avaliação de desempenho, loop tuning,

implementação de sensores sensíveis e controle avançado de processo são

alguns dos produtos desenvolvidos pela empresa.

Process Information Management System (PIMS): o armazenamento de

dados de processo é essencial para o entendimento da operação da planta, bem

como para diagnosticar possíveis falhas em equipamentos ou, até mesmo, falhas

humanas. Com este sistema a empresa pode criar indicadores de produção,

reconciliação de dados, controle estático entre outros, armazenando e

manipulando os dados para a otimização das operações envolvidas.

Sistemas de Gerenciamento de Alarmes: um sistema de alarme é essencial

para que o operador possa identificar o problema a tempo de corrigi-lo. Estes

sistemas precisam ser avaliados constantemente, pois uma falha pode causar

danos irreparáveis.

Manufacturing Execution Systems (MES): com este sistema, que gerencia

toda a produção, custo de mão de obra e desperdícios são minimizados ao

máximo, proporcionando uma maior confiabilidade do produto final e maior

visibilidade global do processo. Estes sistemas podem ser interligados

diretamente com outros (sistemas ERP, por exemplo) garantindo o que a

informação chegue segura aos gestores da empresa.

Laboratory Information Management System (LIMS): desenvolvido para o

controle de amostra de laboratório, o sistema LIMS é ideal para garantir a

veracidade dos dados recebidos pelos diversos equipamentos, interligando,

armazenando e manipulando-os de acordo com as necessidades do cliente.

Inteligência Operacional: sistemas como este mostram, em tempo real, dados

de processos de diferentes setores e regiões, dando uma visão global do

negócio. Com o desenvolvimento de indicadores de desempenho a gerencia

possui o total controle do que acontece em toda a companhia.

1.1.8.4. Projetos Especiais

Utilizando recursos como simulação fluidodinâmica computacional, analise de

rotinas de otimização de água, energia, combustível, desenvolvimento de análises de

troubleshooting e análises de riscos, a empresa consegue proporcionar soluções que

utilizam o que há de mais moderno atualmente. Conta com participação direta da área

de Pesquisa & Desenvolvimento, com o apoio de jornais e revistas especializadas,

publicação de artigos, palestras, congressos, apoio à instituições de ensino onde são

realizados estudos que contribuem para o avanço tecnológico do pais.

1.2. INSTRUMENTAÇÃO/CONTROLE

No atual mercado competitivo, as empresas são obrigadas a melhorar

continuamente a produtividade das suas plantas industriais. Uma das áreas

tecnológicas fundamentais para se aumentar a rentabilidade das unidades é a de

controle, automação e otimização de processos. Vários são os ganhos da aplicação

destas tecnologias nos processos industriais:

Aumento do nível de qualidade dos produtos.

Minimização da necessidade de reprocessamento. Isto é, com uma sistema de

controle ruim os produtos podem não atingir as especificações desejadas, o que

leva muitas vezes à necessidade de se recircular e fazer com que os produtos

passem novamente pelas unidades de processamento, com todos os custos de

energia envolvidos.

Aumento da confiabilidade dos sistemas, pois os controles bem projetados

evitam que os equipamentos operem em regiões indesejadas, onde ocorre uma

deterioração mais rápida dos mesmos, e possiveis paradas não programadas

para manutenção.

Aumento do nível de segurança da unidade, pois os controles podem atuar para

evitar um aumento brusco e perigoso de uma pressão ou temperatura.

Liberação do operador de uma série de atividades manuais e repetitivas. Por

exemplo, em sistemas com um controle deficiente o operador pode ser obrigado

muitas vezes a ficar atuando constantemente em válvulas para manter um nível

ou uma temperatura nos seus respectivos valores desejados, deixando de

executar uma tarefa de supervisão e otimização da planta.

O termo “controle de processos” costuma ser utilizado para se referir a sistemas

que têm por objetivo manter certas variáveis de uma planta industrial entre os seus

limites operacionais desejáveis. Estes sistemas de controle podem necessitar

constantemente da intervenção humana, ou serem automáticos, como, por exemplo, o

controle de temperatura de um forno.

Para exercer o controle do processo industrial, é necessário o uso de

instrumentos analíticos, dispositivos lógicos, válvulas e computadores, dentre outros

equipamentos. Todo esse maquinário compõe o escopo da instrumentação, a qual é

responsável pela idealização, dimensionamento e emissão dos documentos daquilo

que vai ser capaz de automatizar a planta, desde o até o suporte dos elementos

transmissores até os botões localizados na sala de controle.

2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS








projeto dos Topsides para a Petrobrás.

Devido a questões de sigilo, somente será abordado o projeto de FEED, embora

seja vetado o uso de qualquer TAG, condições de projeto ou figuras criadas durante a

evolução do projeto.

Fará parte do escopo desse trabalho um levantamento das atividades

desenvolvidas dentro da equipe de instrumentação, uma explicação detalhada sobre o

tipo de projeto conhecido como FEED, um resumo dos sistemas presentes numa

plataforma de produção de petróleo offshore e um esquema simplificado de

instrumentação e segurança presentes no sistema de injeção química da plataforma.

2.1. FEED (Front and End Engineering Design)

O FEED é, normalmente, desenvolvido para a construção de plataformas

offshore de produção e de exploração de petróleo. É um projeto executado por grandes

equipes, geralmente maiores que 100 engenheiros, e possuem uma duração média de

1 a 2 anos.

Este projeto é realizado logo depois da emissão dos documentos em 2D do

projeto básico nas disciplinas de elétrica, mecânica, processo, instrumentação entre

outros. Estes desenhos são elaborados pelo próprio cliente, que os entrega em cópias

físicas a empresa.

A primeira etapa de execução é a análise de consistência dos desenhos

recebidos. Muitas vezes ocorrem erros na continuidade das linhas, erros de numeração

e, até mesmo, erros conceituais que deverão ser revistos e corrigidos pela equipe do

projeto.

Com os documentos do projeto básico analisados, por disciplina, dá-se início ao

projeto. A análise de consistência e o início do FEED são atividades que ocorrem

simultaneamente, de acordo com a disponibilidade dos documentos. Com base na

divisão feita por módulos (ex.: Compressão e Geração, Redução de Sulfato e Remoção

de CO2) as equipes de engenharia elaboram os seguintes produtos que serão

entregues para o cliente:

Desenho: Entram nessa categoria, entre outros, os fluxogramas de engenharia,

arranjos gerais, plantas de tubulação, unifilares, diagramas de blocos e

mapeamentos de rotas de fuga. Podem ser elaborados desenhos em

plataformas meramente gráficas (ex.: AutoCad e Microstation) ou em softwares

associados a bancos de dados, os chamados softwares inteligentes (ex.:

SmartPlant P&ID e Comos). A definição das ferramentas computacionais é pauta

de discussão entre cliente e fornecedor ainda na fase de escrita do contrato.

São elaborados desenhos 2D e 3D. Os desenhos tridimensionais são maquetes

da(s) unidade(s) de processo com a devida alocação de equipamentos, linhas,

válvulas, instrumentos e das demais partes da unidade. O detalhamento previsto

para os desenhos possui, ainda, uma margem de 20% para adição de linhas

auxiliares e outros. Somente no projeto de detalhamento são adicionados todos

os componentes para a construção.

Especificação Técnica: documento que explicita os requerimentos técnicos

para especificação e projeto de partes da unidade (equipamentos, linhas,

válvulas, instrumentos, cabos, sistema de telecomunicações etc...) ou pacotes

inteiros. Nas especificações técnicas são usadas como pilares as diretrizes

indicadas no projeto básico e também as normas reconhecidas de projeto.

Folha de Dados: documento de apresentação das informações sobre os

equipamentos da planta em formato de um formulário que deve ser padronizado

para equipamentos com características similares. Nas folhas de dados são

mencionadas especificações gerais e específicas dos equipamentos: dimensões,

orientação, posicionamento de bocais, regime de trabalho, condições de projeto,

características do fluido de trabalho, extensão dos ensaios não destrutivos

aplicáveis, especificação aplicável de pintura e outros.

Lista: documento que serve para referência e/ou levantamento de quantitativo

de materiais para futura compra. Entram nessa classificação as listas de linhas,

equipamentos, válvulas, instrumentos, cabos, alarmes e entradas e saídas de

instrumentação, além de todas as MTO’s (materials take off) de estrutura,

tubulação, elétrica e instrumentação e telecomunicações.

Memória de Cálculo: documento em que são apresentados os critérios e

parâmetros adotados para o dimensionamento de peças da unidade. Os valores

obtidos nas memórias de cálculo são finalmente referenciados nas folhas de

dados. Assim, nas memórias de cálculos é descrito o caminho através do qual se

chegou aos valores de especificação de um item do projeto (ex.: equipamentos,

linhas, estruturas e dispositivos de segurança).

Relatório: documento formal de apresentação de resultados de um cálculo de

engenharia ou de uma avaliação qualitativa. Aqui são incluídos desde o Relatório

de Análise de Risco da unidade até o Relatório de Análise Ergonômica da

unidade.

Requisição de Materiais: documento que contém todos os requisitos técnicos

necessários para cotação de materiais. Nele são dados os valores de projeto a

serem cumpridos pelo fabricante, os padrões de engenharia aplicáveis, a lista de

documentos a serem apresentados durante a fase de cotação e durante a

construção do item, além de outros requerimentos específicos a depender da

criticidade de cada componente.

Em paralelo ao desenvolvimento dos projetos listados acima, ocorrem etapas de

gerenciamento eletrônico de documentos, gerenciamento de equipe, planejamento das

atividades, suporte de TI, controle de qualidade dos documentos, de acordo com

padrões do cliente entre outros.

Ao final, o projeto é auditado e é emitida uma certificação por órgão

internacional, comprovando a qualidade do serviço executado.

2.2. ATIVIDADES DESENVOLVIDAS NA EQUIPE DE INSTRUMENTAÇÃO

Durante o período de estágio foram realizadas as seguintes atividades:

Análise de consistência dos P&IDs emitidos pela disciplina de processo e

Safety Plan, emitidos pela disciplina de segurança, com os instrumentos e

linhas cadastrados no software SmartPlant Instrumentation;

Emissão de Folha de dados de válvulas;

Emissão de Especificação Técnica para os fornecedores dos módulos e

pacotes fechados;

Controle de documentação;

Evolução do controle de peso de válvulas e instrumentos.

2.2.1. Análise de consistência

O progresso dos desenhos emitidos pela disciplina de processo e do Safety Plan

deve ser acompanhado da atualização do banco de dados do software utilizado pela

disciplina de instrumentação, o SmartPlant Instrumentation. Dentre os mais diversos

usos, é através desse programa que a equipe gera as listas de instrumentos, listas de

I/O (Input/Output), Listas de MTO (Materials Take-Off) e folha de dados de válvulas e

instrumentos.

2.2.2. Emissão de Folha de dados de válvulas

A disciplina de instrumentação é responsável pela emissão das folhas de dados

das seguintes válvulas:

SDVs (ShutDown Valve)

BDVs (BlowDown Valve)

PSVs (Pressure Safety Valve)

XVs (On-Off Valve)

PVs/LVs/TVs (Control Valve)

HVs (Choke Valve)

Para ser possível a emissão desse tipo de documento, devem ser conhecidos: a

TAG da linha onde a válvula está instalada, os dados de processo dessas linhas, dados

obtidos a partir do dimensionamento dessas válvulas e dados provenientes do

fornecedor desses equipamentos.

2.2.3. Emissão de Especificação Técnica

Com o objetivo de padronizar a documentação emitida pelos fornecedores dos

módulos e dos pacotes fechados da plataforma, a equipe de instrumentação gerou uma

Especificação Técnica.

2.2.4. Controle de documentação

A equipe de instrumentação é uma das disciplinas que mais emite documentos

dentro do projeto. Então é necessário manter a qualidade através de catalogação e

rastreabilidade eficientes, o que é feito através de planilhas de Excel onde estão as

informações sobre a localidade dos documentos, tantos os de circulação como os de

verificação.

2.2.5. Evolução do controle de peso de válvulas e instrumentos

O equilíbrio da plataforma depende de um correto controle de peso de válvulas,

instrumentos, tubulação, tanques, compressores; enfim, tudo o que está sobre o Hull

(Casco). A disciplina de instrumentação é responsável pelo controle das válvulas e

instrumentos, informando a massa e a localização destes equipamentos no TopSide à

disciplina de engenharia naval.

2.3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

As principais vantagens dos instrumentos industriais estão relacionadas com a

qualidade e quantidade dos produtos fabricados com segurança e sem subprodutos

nocivos. Há muitas outras vantagens. Adicionalmente aos instrumentos de monitoração

trabalham instrumentos específicos para o controle das variáveis. O controle automático

possibilita a existência de processos altamente complexos, impossíveis de existirem

apenas com o controle manual.

Um processo industrial típico envolve centenas e até milhares de sensores e de

elementos finais de controle (válvulas de controle) que devem ser operados e

coordenados continuamente. Estes instrumentos e dispositivos podem ser classificados

de acordo com a função que desempenham no processo:

Indicador – Instrumento que dispõe de um ponteiro e de uma escala graduada,

na qual pode-se ler o valor da variável. Existem também indicadores digitais que

indicam a variável em forma numérica, com dígitos em cristal líquido (LCD), alfa

numéricos, com led’s e outros.

Registrador – Instrumento que registra uma variável através de um traço

contínuo ou pontos em um gráfico em papel. Atualmente, os registradores

também se apresentam em forma de imagens em TRC’s (tubos de raios

catódicos) ou matrizes LCD (display de cristal líquido) ou Plasma, não usando

nestes casos registros em papel. Nestes instrumentos pode-se ainda configurar

densidades de registros, otimizando assim a quantidade de registros por unidade

de memória em gravações por meios magnéticos.

Transmissor – Instrumento que determina o valor de uma variável de processo

através de um elemento primário de medição, possuindo um sinal de saída

(pneumático, hidráulico ou eletrônico) cujo valor varia apenas em função da

variável do processo.

Transdutor – Instrumento que recebe informações na forma de uma variável

física e a modifica, fornecendo um sinal de saída resultante. Nas indústrias são

largamente utilizados transdutores convertendo sinais elétricos de corrente para

pressão e vice-e-versa.

Controlador – Instrumento que compara a variável controlada com um valor

desejado e pré-fixado e fornece um sinal de saída a fim de manter a variável

controlada em um valor específico ou entre valores determinados. Em alguns

modelos a variável pode ser medida diretamente pelo controlador ou, mais

comumente, recebida através do sinal de um transmissor.

Elemento final de controle – Instrumento que modifica diretamente o valor da

variável manipulada de uma malha de controle. Elementos finais de controle

(EFC) são normalmente válvulas de controle automático.

2.4. BREVE DESCRIÇÃO DOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE PETRÓLEO

OFFSHORE

2.4.1. Processamento de Óleo e Gás

2.4.1.1. Processamento e Tratamento de Óleo

As linhas de produção dos poços são interligadas aos dois headers de

produção e ao header de teste. Nos headers é feita a injeção de demulsificante,

inibidor de incrustação de óleo e de antiespumante para facilitar o processo de

separação e proteger os equipamentos.

O processamento de óleo cru é realizado em dois trens, cada um com a

capacidade de conter óleo, água e gás (a 20oC e 101,3 kPa abs) .

A mistura óleo-água-gás sai dos headers de produção, sendo alimentada ao

trem de aquecimento, onde sua temperatura é elevada até 90oC. O aquecimento é

feito em três etapas: nos préaquecedores de água/óleo com a água produzida

gerada nos separadores de produção e tratadores de Óleo efluente dos hidrociclones

onde é tratada, nos aquecedores óleo/óleo com óleo produzido efluente dos

Ssparadores atmosféricos e bombeado pelas bombas booster de óleo e nos

aquecedores de produção com água quente.

A mistura após passar pelo trem de aquecimento é conduzida aos

separadores de produção, onde é separada em três correntes: óleo contendo até

10% de água, água contendo até 0,1% (ou 1000ppm) de óleo que recebe a injeção

de inibidor de incrustação de água oleosa e inibidor de emulsão invertida e gás que

recebe a injeção de sequestrante de H2S. Na parte inferior dos separadores de

produção ocorre deposição de areia, que é removida por fluidização com a própria

água dos separadores de produção, sendo a suspensão bombeada através de um

sistema que remove a areia e retorna a água para o separador.

O óleo efluente dos separadores de produção é aquecido até 120oc nos

aquecedores de óleo, sendo então alimentado aos vasos de separação dos

tratadores de óleo que operam a 634kpag e separam o restante de gás que recebe

uma injeção de seqüestrador de h2s antes de ser enviado aos separadores

atmosféricos. O óleo contendo água segue por gravidade para os tratadores de óleo,

que são separadores eletrostáticos que propiciam a obtenção de óleo com até 0,5%

em volume de água e 570mg/l de sal, a água separada deverá conter no máximo

300ppm de óleo. A água separada recebe a injeção de inibidor de emulsão invertida

e de inibidor de incrustação.

O óleo com o teor de água e sal de acordo com a especificação final é

alimentado aos separadores atmosféricos, onde é liberado o gás remanescente, de

modo a estabilizá-lo a 1 atm e 15,6oC.

O óleo estabilizado é resfriado pela mistura óleo-água-gás proveniente dos

poços no aquecedor óleo/óleo, minimizando assim o consumo energético da

plataforma.

O separador de teste é utilizado para otimizar as condições de operação do

óleo ou para estimular poços exaustos. O óleo proveniente do separador de teste

pode ser alimentado ao separador de produção ou ao separador atmosférico. A água

separada recebe injeção de inibidor de incrustação para água oleosa e inibidor de

emulsão inversa e o gás separado recebe injeção de seqüestrador de H2S.

2.4.1.2. Sistema de Movimentação de Gás Natural

O gás oriundo dos separadores de produção, separador de teste e dos

separadores atmosféricos é utilizado na plataforma principalmente como gás

combustível, “gas lift” e desaeração, sendo o excedente exportado. O processo de

movimentação/tratamento do gás é constituído dos seguintes sistemas:

a) Sistema de depuração de gás: este sistema é composto por um vaso de coleta

- que tem a finalidade de retirar as partículas de líquido arrastadas na saída de

gás dos separadores de produção e de teste, a fim de evitar a presença de

líquido no sistema de compressão. A capacidade máxima correspondente a

capacidade de compressão de alta;

b) Sistema principal de compressão: o fluxo de gás oriundo do sistema de

depuração é destinado ao sistema principal de compressão, constituído de um

vaso de separação de segurança três compressores centrífugos de 3 estágios

acionados por motores elétricos;

c) Sistema de desidratação de gás: o gás efluente da compressão é desidratado

por absorção com TEG (trietileno glicol) na torre de desidratação. A

desidratação tem o objetivo de especificar o ponto de orvalho do gás em -15

ºC a alta pressão.

d) Sistema de recuperação de gás do separador atmosférico: o gás proveniente

do separador atmosférico, do desaerador e do separador de teste (quando

este opera em baixa pressão), é dirigido ao vaso para remoção de

condensado e daí à unidade de compressão booster para atingir a pressão de

sucção do sistema principal de compressão (gás de alta). O compressor

booster é do tipo parafuso imerso em óleo acionado por motor elétrico.

e) Sistema de gás combustível: uma parte do fluxo de gás, já desidratado, é

submetida a um condicionamento visando especificá-lo de acordo com os

requisitos do combustível para as turbinas que acionarão os geradores

elétricos. Está prevista também uma tomada de gás combustível a partir do

gasoduto, para alimentação alternativa do sistema em caso de parada na

compressão principal de gás (gás de alta) ou na partida da plataforma.

O sistema de gás combustível é subdividido em:

Gás combustível de alta pressão tendo como principais consumidores as

turbinas;

Gás combustível de baixa pressão tendo como principais consumidores o

piloto da tocha, desaerador de água, vasos da unidade de desidratação de

gás e flotadores.

f) Sistema de recuperação de condensado: o condensado do vaso separador de

gás combustível é alimentado ao vaso separador de segurança do

compressor, sendo o condensado deste alimentado aos separadores

atmosféricos. O condensado dos vasos separadores da descarga do primeiro

estágio dos compressores de gás é alimentado a montante do trem de

aquecimento de óleo. o condensado dos vasos de separação da entrada do

primeiro estágio do compressor de gás, do vaso separador do compressor

booster e do vaso separador da sucção do compressor booster é alimentado

ao vaso de slop.

2.4.1.3. Injeção de Produtos Químicos

É prevista a injeção de produtos químicos conforme abaixo indicado:

Antiespumante - Headers de produção e teste;

Biocida para água- Desaerador, tanques de sludge e de bilge, tanques de

drenagem aberta classificada e não classificada;

Biocida para óleo- Separadores atmosféricos;

Inibidor de Corrosão de Óleo – Separadores atmosféricos;

Inibidor de Corrosão de Gás - Gasoduto, Sistema de gás combustível, saída

da absorção com TEG. e header de exportação/gas lift;

Inibidor de emulsão invertida – Separadores de teste e de produção, tratador

de óleo, entrada de água dos Aquecedores óleo/água;

Inibidor de incrustação de óleo- Separadores de produção e de teste, tratador

de óleo;

Inibidor de Hidrato - Manifold de Exportação/ Gas Lift, poços de produção,

gasoduto, sistema de gás combustível e estocagem no turret;

Sequestrante de H2S – swivel de utilidades, separadores de produção, teste e

atmosféricos, vaso de separação do tratador de óleo;

Sequestrante de oxigênio- Desaerador.

2.4.1.4. Sistema de Tratamento de Águas Oleosas

A água efluente dos separadores de Produção e dos Tratadores de Óleo tem

um teor de óleo da ordem de 1000 ppm e 300 ppm, respectivamente, sendo enviada

para uma bateria de Hidrociclones, onde o teor de óleo é reduzido para menos de

100 ppm.

Para reduzir o teor de óleo na água produzida abaixo de 20 ppm (teor

requerido pela legislação) a mesma é enviada ao Flotador onde é realizada a

separação do óleo residual, sendo a água enviada para overboard. O rejeito oleoso

dos hidrociclones e dos flotadores é enviado para o Vaso de Slop.

2.4.1.5. Sistema de Flare

A plataforma é equipada com dois sistemas independentes de Flare, um

operando a alta pressão (HP) e o outro a baixa pressão (LP), para coletar e queimar

a quantidade excedente de gases oriunda de válvulas de segurança, válvulas de

controle de pressão e válvulas de despressurização. A coleta é realizada nos vasos

de separação de alta pressão e de baixa pressão. O líquido coletado nos vasos de

separação é bombeado para o Vaso de Slop.

O Flare de baixa é do tipo multiqueimadores de baixa radiação com gás de

assistência com dois estágios e o de alta é do tipo sônico composto de três estágios.

Ambos dispõem de um controle para seleção dos estágios a serem abertos para

queima, satisfazendo a todas as condições de pressão e vazão requeridas.

Cilindros de propano são providos para suprir os pilotos do Flare durante a

partida e em condições de emergência.

Dois sistemas de Vent são providos para coletar gases próximos à pressão

atmosférica e liberá-los em local seguro, longe da área de radiação intensa do Flare

para prevenir a sua auto-ignição, bem como evitar a dispersão dos gases sobre a

plataforma. Um dos sistemas coleta gases dos tanques de drenagem aberta e o

outro de equipamentos da unidade de desidratação de TEG.

2.4.2. Utilidades não Elétricas

2.4.2.1. Sistema de injeção de água

Este sistema é composto dos seguintes sistemas:

Unidade de Geração de Hipoclorito

Unidade de Remoção de Sulfato

Torre Desaeradora

Bombas de Injeção

A água do mar a ser utilizada neste sistema provém das bombas de elevação

de água do mar na qual é injetado hipoclorito gerado na unidade de eletrocloração

para evitar o desenvolvimento de microrganismos. Posteriormente a água é filtrada,

tratada quimicamente e submetida à remoção de sulfato para evitar incrustação na

tubulação de injeção e poços sendo então dirigida ao desaerador para a remoção de

oxigênio por arraste com gás combustível. após a saída do desaerador a água

desaerada é submetida à injeção de seqüestraste de oxigênio, biodispersante e

biocida.

Após este tratamento, a injeção de água nos poços é feita através das

bombas de Injeção.

2.4.2.2. Sistema de Água de Resfriamento

Há dois sistemas independentes de água de resfriamento:

Sistema de Resfriamento – Área Classificada

Sistema de Resfriamento – Área Não Classificada

A concepção dos dois sistemas é a mesma e usa água doce, como água de

resfriamento, com injeção periódica de inibidor de corrosão, para remover o calor

residual liberado pelo processo. Água do mar é utilizada para remoção do calor

absorvido pela água de resfriamento.

O sistema é do tipo fechado. A circulação da água é feita através de bombas

de circulação. A água é resfriada até 32°C passando pelos permutadores de placa

onde se dará a troca de calor com a água do mar que está a temperatura de 29 oC. A

água fria é enviada para os consumidores, sendo o retorno a uma temperatura não

maior que 45 oC para a sucção das bombas por onde se reinicia o processo.

2.4.2.3. Sistema de Água Quente

A água quente é utilizada no processo como fonte de calor e consiste de um

sistema fechado de água doce com injeção periódica de inibidor de corrosão, com

vaso de expansão pressurizado.

O aquecimento da água se dá através dos recuperadores de calor das

turbinas dos geradores elétricos, utilizando-se o calor residual dos gases exaustos

para aquecer a água com um ∆T de 50oC. No sistema são utilizadas várias bombas

de circulação.

2.4.2.4. Sistema de Ar Comprimido

O ar comprimido, usado para instrumentos e para serviço, é gerado por vários

compressores. O ar de instrumento é dividido em essencial e não essencial. A

medida que a pressão cai é fechado o suprimento de ar de serviço e de ar não

essencial.

No caso de perda de energia o compressor recebe energia do gerador de

emergência e, no caso de falha deste, o ar contido nos vasos pulmão será capaz de

suprir ar essencial durante 15 minutos.

2.4.2.5. Geração de Água Doce

Água doce é gerada por destilação de água do mar previamente aquecida até

38oC nos Trocadores de Placa de Água de Resfriamento – Área não Classificada. A

destilação é feita usando água quente gerada no Aquecedor de Água Quente de

Utilidade como fluido de aquecimento. A água doce é clorada para evitar o

desenvolvimento de microorganismos e armazenada nos tanques de água doce.

2.4.2.6. Captação de água do Mar

Água do mar é captada em duas caixas de mar por pelo menos cinco bombas,

ficando uma para reserva. A água é usada nos trocadores de placas dos sistemas de

resfriamento classificado e não classificado.

2.4.2.7. Drenagem Aberta

A drenagem aberta inclui as bandejas, funis e ralos de coleta de drenagem de

equipamentos e sistemas, sendo dividida em:

Drenagem aberta de área classificada

Drenagem aberta de área não classificada

Drenagem de hidrocarbonetos (HC) classificada e não classificada

Drenagem para overboard

Os dois primeiros sistemas são constituídos por filtro, tanque dotado de um

compartimento superior para coleta do hidrocarboneto sobrenadante e bomba

vertical para o hidrocarboneto separado ser enviado ao Vaso de Slop.

Os sistemas de drenagem de HC são constituídos por tanque e bomba vertical

para transferência do óleo para o Vaso de Slop.

A drenagem para overboard inclui:

Água da chuva e de dilúvio.

Água do compartimento inferior dos tanques de drenagem aberta de área

classificada e não classificada

Água tratada nos flotadores

Rejeito das unidades de remoção de sulfato e de geração de água doce

2.4.2.8. Drenagem Fechada

O sistema de drenagem fechada inclui o Vaso de Slop, que recebe

continuamente o rejeito oleoso gerado nos hidrociclones e flotadores e o condensado

coletado em vasos separadores na Unidade de Compressão e no Compressor

Booster, e três bombas (uma delas reserva), que retornam o rejeito oleoso para o

sistema de produção de óleo.

As demais drenagens são descontínuas e consistem da drenagem de headers

de equipamentos que contém óleo e o efluente oleoso dos tanques de drenagem

aberta.

2.4.3. Utilidades Elétricas

O sistema de geração é constituído de geração principal, geração auxiliar e

geração de emergência.

A geração principal é composta por turbogeradores bi-combustível (gás e

diesel), com partida dependente de energia elétrica do sistema de geração auxiliar.

Para atendimento da demanda em condições de operação normal três unidades são

suficientes para o funcionamento do sistema, permanecendo uma unidade como

reserva.

A geração auxiliar é constituída por um gerador diesel, com partida

independente de fornecimento das gerações principal e de emergência. O sistema

visa o suprimento de energia elétrica a algumas cargas de utilidades e às cargas de

emergência, e também para permitir a colocação em operação do primeiro

turbogerador principal.

O sistema elétrico está preparado para operação em paralelo do gerador

auxiliar com os geradores principais e dos geradores principais e/ou auxiliar com o

gerador de emergência.

A geração de emergência é constituída por um gerador diesel. A eventual

falha da geração principal, bem como defeitos que possam ocorrer nos

transformadores que suprem o Painel de Distribuição de Serviços Essenciais,

comanda automaticamente a partida do Gerador de Emergência.. A geração de

emergência além de funcionar nessa situação, também tem função de suprir energia

elétrica para a colocação em operação do primeiro turbogerador principal.

2.5. UNIDADES DE INJEÇÃO QUÍMICA

2.5.1. Unidade de Injeção Química – Óleo e Gás

2.5.1.1. Descrição do Processo

A Unidade é constituída por tanques e bombas dedicados para a injeção de cada

um dos produtos químicos, conforme mostrado abaixo:

Inibidor de hidrato

Inibidor de corrosão de gás

Inibidor de corrosão de óleo

Antiespumante

Biocida

Seqüestrante de H2S para gás de export. e gas lift

Seqüestrante de H2S para correntes internas da unidade

Inibidor de incrustação de óleo

Demulsificante

Cada produto químico, com exceção do inibidor de incrustação de óleo e do

desemulsificante que serão transferidos por bombas, é transferido por gravidade do

container ou do tambor localizado na Estação de Enchimento de Produtos Químicos

para os respectivos tanques de produtos químicos. Cada produto químico é estocado

de modo a permitir a manutenção sem interromper a operação.

2.5.1.1.1. Inibidor de Hidrato

O inibidor de hidrato é injetado nos seguintes pontos:

Header de exportação/gas lift;

Sistema de gás combustível:

o Entrada do trocador de calor;

o Saída dos tubos do trocador de calor;

o Saída de condensado do vaso de knockout;

o Linha de gás do gasoduto para o trocador de calor;

Cabeças de poço;

Estocagem no Turret.

A vazão de inibidor é determinada de modo a manter a temperatura de formação

de hidrato pelo menos 5oC abaixo da temperatura da corrente, com uma folga de15%

na vazão. O ajuste de vazão é feito diretamente na bomba dosadora.

2.5.1.1.2. Inibidor de Corrosão de Gás

As bombas desta etapa do processo são providas de válvula de recirculação,

PSV interna, amortecedor de pulsação e coluna de calibração e alimentam o inibidor de

corrosão de gás nos seguintes pontos:

Header de exportação/gas lift

Sistema de gás combustível:

o Entrada do trocador de calor;

o Saída dos tubos do trocador de calor;

o Saída de condensado do vaso de knockout;

o Linha de gás do gasoduto para o trocador de calor;

O ajuste de vazão para cada ponto é feito nos sistemas IRCD dedicados para

cada ponto. O IRCD é constituído por válvula agulha, indicador de vazão, válvula

controladora de pressão, válvula XV, indicador local de pressão diferencial. Os IRCD

mais críticos são providos de PSV.

2.5.1.1.3. Inibidor de Corrosão de Óleo

As bombas são providas de válvula de recirculação, PSV interna, amortecedor

de pulsação e coluna de calibração e alimentam o inibidor de corrosão de óleo na saída

de óleo dos Separadores Atmosféricos.


cada ponto, situados dentro de um dos módulos da plataforma. O IRCD é constituído

por válvula agulha, indicador de vazão, válvula controladora de pressão e válvula XV e

indicador local de pressão diferencial.

2.5.1.1.4. Antiespumante

As bombas são providas de válvula de recirculação PSV interna, amortecedor de

pulsação e coluna de calibração e alimentam o antiespumante nos headers de

produção e no header de teste .



controladora de pressão, válvula XV e indicador local de pressão diferencial.

2.5.1.1.5. Biocida


de pulsação e coluna de calibração e alimentam o biocida na saída de óleo dos

Separadores Atmosféricos.



controladora de pressão, indicador local de pressão diferencial e válvula XV.

2.5.1.1.6. Seqüestrante de H2S

2.5.1.1.6.1. Gás de exportação e Gás lift

As bombas são providas de coluna de calibração, PSV interna e amortecedor de

pulsação e alimentam o Seqüestrante de H2S no gás de exportação (na área do Turret)

e no swivel de utilidades (área do Turret), de onde é misturado ao gas de lift.


cada ponto, situados na área do Turret. O IRCD é constituído por válvula agulha,

indicador de vazão, válvula controladora de pressão, indicador local de pressão

diferencial e válvula XV.

2.5.1.1.6.2. Alimentação das correntes gasosas internas da unidade de processo

As bombas, providas de colunas de calibração, PSV interna e amortecedor de

pulsação os pontos alimentados (saída de gás de equipamentos) são mostrados

abaixo.

Separadores de produção.

Separador de teste.

Separadores atmosféricos.

Separação do tratador de óleo.

O ajuste de vazão é feito diretamente na bomba dosadora.

2.5.1.1.7. Transferência de Inibidor de Corrosão de Óleo e de Demulsificante para o

Turret

Inibidor de Corrosão de óleo e de emulsificante são transferidos para o turret

através de bombas que são acionadas por ar comprimido e providas de amortecedor de

pulsação e de PSV externa.

2.5.1.2. Instrumentação


Três transmissores indicam na sala de controle o nível dos tanques. As chaves

de nível muito baixo, LSLL, alarmam na sala de controle e param as bombas. Os

visores de nível indicam no local o nível dos tanques do processo.

A pressão de descarga das bombas é monitorada localmente por manômetros,

sendo que alguns indicadores de pressão mais sofisticados monitoram remotamente a

pressão da descarga das bombas de combustível. Os alarmes para pressão muito alta

ou muito baixa alarmam na sala de controle e desligam as bombas.

O indicador de fluxo monitora a vazão das bombas e envia sinal para o

controlador coriolis, que controla a vazão pela variação da velocidade. As chaves para

vazão muito alta ou muito baixa alarmam na sala de controle e desligam as bombas.


Os indicadores de nível mostram sala de controle o nível dos tanques. As chaves




sendo que algumas válvulas para controle regulatório são necessárias para controlar a

pressão do sistema, permitindo a recirculação de líquido para os tanques quando for

fechada a válvula de algum consumidor.

Bombas que operam em condições mais delicadas só operam quando a válvula

On-Off estiver aberta. Já no caso da Unidade de Desidratação de Gás e da Unidade de

Gás Combustível, as bombas funcionam se todas as válvulas On-Off estiverem abertas.

As chaves seletoras selecionam a bomba que deverá entrar em operação.

2.5.1.2.3. Inibidor de Corrosão de Óleo / Antiespumante / Biocida





sendo que algumas válvulas para controle regulatório são necessárias para controlar a

pressão do sistema, permitindo a recirculação de líquido para os tanques quando for

fechada a válvula de algum consumidor.

Bombas que operam em condições mais delicadas só operam quando a válvula

On-Off estiver aberta. Entretanto, no caso de sinal para fechamento das Válvulas On-

Off que operam em conjunto com as bombas mais delicadas, estão serão desligadas.



2.5.1.2.4.1. Gás de Exportação e Gás Lift




A pressão de descarga das bombas é monitorada localmente por manômetros e

todas as bombas só operam quando a válvula On-Off estiver aberta.


2.5.1.2.4.2. Correntes Gasosas Internas da Unidade de Processo




A pressão de descarga das bombas é monitorada localmente por manômetros.


2.5.1.2.5. Transferência de Inibidor de Incrustação de Óleo e de Desemulsificante para

o Turret

A pressão de descarga das bombas de transferência inibidor de incrustação e a

de desemulsificante são monitoradas localmente por dois manômetros, cada. Além

disso, a pressão do ar comprimido usado para acionamento das bombas é controlada

por uma válvula de controle regulatório, PCV.

2.5.1.3. Segurança


O tanque é provido de Flame Arrester (corta-chamas).

As bombas de hidrato possuem PSV´s internas.

Há PSVs que operam somente quando a bomba operar como reserva das

principais. Outras PSVs protegem a tubulação de descarga das bombas contra

sobrepressão.

A ocorrência de Emergência nível 2 acarreta parada das bombas. Entretanto, a

ocorrência de Emergência nível 3 acarreta parada de todo o sistema.



A ocorrência de Emergência nível 3 acarreta parada das bombas.

2.5.1.3.3. Inibidor de Corrosão de Óleo / Antiespumante / Biocida


A ocorrência de emergência nível 2 acarreta parada das bombas.


2.5.1.3.4.1. Gás de Exportação e Gás Lift


A ocorrência de Emergência 2 acarreta parada das bombas.

2.5.1.3.4.2. Correntes Gasosas Internas da Unidade de Processo


A ocorrência de Emergência nível 2 acarreta parada de todas as bombas

alimentadoras do produto químico.

2.5.2. Unidade de Injeção Química – Água Oleosa


A Unidade é constituída por tanques, linhas, bombas e acessórios dedicados à

injeção de dois produtos químicos, conforme mostrado abaixo:

Inibidor de emulsão invertida

Inibidor de incrustação de água oleosa

Cada produto químico é transferido por gravidade do container ou do tambor

localizado na Estação de Enchimento de Produtos Químicos para os respectivos

tanques de produtos químicos. Cada produto químico é estocado de modo a permitir a

manutenção sem interromper a operação.

2.5.2.1.1. Inibidor de emulsão invertida

O produto é alimentado nos seguintes pontos:

Saída de água do Separador de Teste;

Saída de água dos Separadores de Produção;

Saída de água dos Tratadores de Óleo;

O produto na concentração desejada é preparado misturando-se o produto

concentrado com água. As bombas enviam o produto químico e água para o

Misturador Estático, sendo então a mistura enviada para os consumidores. As bombas

são providas de válvula de recirculação, PSV interna, amortecedor de pulsação e

coluna de calibração.


cada ponto. Cada IRCD é constituído de válvula agulha manual, válvula controladora de

pressão, Indicador de vazão, indicador de pressão diferencial, válvula XV e válvula de

segurança.

2.5.2.1.2. Inibidor de Incrustação de Água Oleosa


Saída de água do Separador de Teste ;

Saída de água dos Separadores de Produção;

Saída de água dos Tratadores de Óleo.


de pulsação e coluna de calibração.


cada ponto. O IRCD é constituído de válvula agulha manual, válvula controladora de

pressão, indicador de vazão, indicador de pressão diferencial, válvula XV e válvula de

segurança.

2.5.2.2. Equipamentos

Serão utilizadas duas bombas para os seguintes fluidos:

Inibidor de emulsão invertida;

Água;

Inibidor de incrustação de água oleosa.

Será utilizado um tanque para cada um dos dois sistemas, sendo que cada um é

dividido em duas partes, operando somente uma metade por vez. A justificativa é

permitir manutenção sem parada.


2.5.2.3.1. Inibidor de emulsão invertida

Quanto ao controle do nível, transmissores de nível indicam na sala de controle o

nível dos tanques. As chaves para nível muito baixo, LSLL, alarmam sala de controle e

desligam a bomba associada. Além disso, há visores de nível que indicam, no local, o

nível dos tanques.

Em relação ao controle de pressão, a de descarga da bomba é monitorada

localmente por manômetros e uma válvula de controle regulatório, PCV, controla a

pressão do sistema, permitindo a recirculação de líquido para o tanque quando a

válvula que alimenta um dos consumidores é fechada. As bombas que operam em

condições mais delicadas só operam quando as válvulas On-Off estiverem abertas.

Um indicador de vazão mostra a vazão de água na sala de controle. Em caso de

operação fora de set-point, as bombas serão desligadas.

As chaves seletoras selecionam as bombas que deverão entrar em operação.

2.5.2.3.2. Inibidor de incrustação de água oleosa


nível dos tanques. As chaves para nível muito baixo, LSLL, alarmam sala de controle e


nível dos tanques.




válvula que alimenta um dos consumidores é fechada. As bombas que operam em

condições mais delicadas só operam quando as válvulas On-Off estiverem abertas.

Um indicador de vazão mostra a vazão de água na sala de controle. Em caso de

operação fora de set-point, as bombas serão desligadas.

As chaves seletoras selecionam as bombas que deverão entrar em operação.

2.5.2.4. Segurança

Os tanques são providos de Flame Arrester (corta-chamas).

A ocorrência de Emergência nível 2 acarreta parada das bombas associadas.

2.5.3. Unidade de Injeção Química – Água de Injeção


A Unidade é constituída por tanques, bombas, linhas e acessórios dedicados

para a injeção de produtos químicos, segundo os seguintes sistemas:

Biocida para água

Seqüestrante de Oxigênio

Biodispersante

Anti- Incrustrante

Cada produto químico é transferido por gravidade do container ou do tambor

localizado na Estação de Enchimento de Produtos Químicos para os respectivos

tanques de produtos químicos. Cada produto químico é estocado em de modo a

permitir a manutenção sem interromper a operação.

2.5.3.1.1. Biocida para água


Tanque de sludge

Tanque de bilge

Tanques de drenagem aberta área não classificada

Tanques de drenagem aberta área classificada

Desaerador e na linha de alimentação do Desaerador


de pulsação e coluna de calibração. Além disso, o ajuste de vazão para cada ponto é

feito nos sistemas IRCD dedicados para cada ponto, sendo o IRCD para o Desaerador

localizado junto ao mesmo e os demais junto ao sistema de alimentação. O IRCD é

constituído por válvula agulha, indicador de vazão, válvula controladora de pressão,

indicador de pressão diferencial, válvula On-Off e válvula de segurança.

2.5.3.1.2. Seqüestrante de oxigênio

O produto é alimentado no Desaerador de forma contínua pelas bombas e

quando do “by-pass” da desaeradora é aplicado também de forma contínua na linha de

saída do Desaerador pela bomba.



2.5.3.1.3. Biodispersante

O produto é alimentado na saída de água do Desaerador.



2.5.3.1.4. Inibidor de Incrustação

O produto é alimentado de forma contínua na saída de água do Desaerador por

meio de bombas que são providas de válvula de recirculação, PSV interna,

amortecedor de pulsação e coluna de calibração.

2.5.3.2. Equipamentos

As bombas utilizadas aqui são do tipo diafragma e ocorrem da seguinte forma:

2 para sistema de Biocida para água;

2 para sistema de sequestrante de oxigênio;

2 para sistema de biodispersante;

2 para inibidor de inscrustação.

Para cada sistema há dois tanques que operam com a metade da capacidade

para ser possível a manutenção dos equipamentos sem a necessidade de parar a

planta.



nível dos tanques. As chaves para nível muito baixo LSLL alarmam sala de controle e


nível dos tanques.




válvula que alimenta um dos consumidores é fechada.

Como há dois trens de operação, é necessário utilizar uma chave seletora para

selecionar qual bomba deverá entrar em operação.

Quanto ao sistema de acionamento, válvulas On-Off determinam se as bombas

operam ou não. Com respeito ao sistema de biocida, há uma chave que fecha a válvula

On-Off da linha que supre o Tanque de Lama (Sludge Tank), uma chave para nível

muito alto, LSHH, fecha a válvula que supre o Tanque de Bilge (Bilge Tank) e,

finalmente, outras válvulas On-Off que alimentam o Desaerador e a linha de entrada do

Desaerador e que são desligadas por sinais provenientes do sistema de remoção de

sulfato.

2.5.3.4. Segurança

Cada tanque é provido do Flame Arrester (corta-chamas).

A ocorrência de Emergência de nível 3 acarreta parada das bombas associadas

a cada sistema descrito aqui.

3. CONCLUSÃO

Os projetos realizados durante o estágio na Radix foram de grande relevância

para sedimentar os conhecimentos obtidos durante a graduação e, principalmente, para

o acúmulo de experiência através do contato com especialistas em projeto. Tanto o

trabalho realizado para a Braskem, como a etapa de FEED das plataformas para a

Petrobrás, mostraram-se bastante desafiadores e foi somente com um trabalho sério e

competente que o sucesso pôde ter sido alcançado. Cada um que trabalhou nestes

projetos acumulou importantes conhecimentos os quais são de grande valia para o

desenvolvimento de futuros trabalhos e aquisição de novas conquistas.

O setor de instrumentação está em crescimento, pois cada vez mais as

indústrias vem sendo automatizadas, por segurança ou porque maior lucro é obtido

desta forma. Então é uma área sedenta por mão de obra especializada e experiente, e

experiência a Radix tem oferecido a jovens recém formados ou ainda em formação.

4. BIBLIOGRAFIA

CORRIPIO, A. B.; “Tuning of Industrial Control Systems”, Editora ISA – Instrument

Society of America, 1990.

SKOGESTAD, S., POSTLETHWAITE, I.; “Multivariable Feedbak Control: Analisys and

Design”, John Wiley & Sons Chicheste, UK, 2005.

BEGA, D. “Instrumentação Industrial”, Instituto Brasileiro de Petróleo, Rio de Janeiro,

2006.

SILCOX, W.H., BODINE, J.A., BURNS, G.E., REEDS, C.B., WILSON, D.L. and SAUVE

E.R. “Petroleum Engineering Handbook”, pp. 18-1 – 18-52. Richardson, USA: Society of

Petroleum Engineers, 1989.

API RP14G “Fire Prevention and Control on Open Type Offshore Production Platforms”.

AS 1211 “Reliability of Electronic Equipment and Components”.

AS 1670 “Automatic Fire Detection and alarm Systems, System Design, Installation and

Commissioning”

UK Department of Energy "Guidance notes for Emergency Shutdown Systems”.

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