Gás Nitrogênio (N₂) na indústria O&G

Qual utilidade do Nitrogênio (N₂) e como o obtemos ?

Se pararmos para escrever “Pra que serve o nitrogênio?” certamente sairia algo do tamanho de uma bíblia. É altamente utilizado no setor alimentício, agrônomo, componentes eletrônicos, no petroquímico e etc. E sobre este que iremos nos debruçar um pouco mais.

A fonte desse gás é a própria atmosfera, que tem na sua composição 78% de N₂, sua principal característica na utilização da indústria de óleo e gás é ser um gás inerte, e não reativo (combustão).

Os equipamentos que permitem a operação com o gás nitrogênio nas unidades offshore são as UGNs e as UNs.

1. A UGN fabrica o N₂, como? A partir da coleta do ar atmosférico e separação. E para isso conta com 3 módulos: Compressor Primário, Membrana e Compressor Booster.

• Compressor Primário captura o ar ambiente por um filtro de entrada e o comprime a aproximadamente. Esse ar comprimido passa por uma série de filtros para remoção de umidade e vapores de óleo. O ar é então reaquecido a fim de se obter o melhor parâmetro de vibração molecular para separação dos gases.
• No módulo de membrana o ar de alimentação (esse capturado e já pouco separado) passa por uma planta de tratamento para retirada de mais impurezas e umidade. O ar seco e limpo entra em um banco de membranas de separação, onde oxigênio, CO₂, vapor d’água remanescente e parte de nitrogênio permeiam através das paredes de fibras sintéticas ocas, sendo ventilados em segurança de volta à atmosfera. O restante do nitrogênio sai das membranas e passa através do medidor de vazão e analisador de oxigênio antes de chegar no módulo Booster.
• No módulo Compressor Booster o nitrogênio gasoso purificado entra com uma pressão de 300 a 350 psi e após passar por 4 estágios a pressão pode ser elevada até 5000 psi. E por fim é deslocado ao destino.

Cada módulo desse pesa entre 10 e 15 ton, com tamanhos C x L x A (m) 6.0 x 2.5 x 2.6.

2. A UN diferente da UGN não fabrica o N₂ ela é composta por 2 módulos: Unidade de Bombeio de Nitrogênio e Tanques Criogênicos. Ou seja, caso a plataforma opere com UN já há o embarque do gás puro e isolado. Essa unidade de bombeio converte nitrogênio líquido, fornecido através de tanques de 2000 galões e 3000 galões, para nitrogênio gasoso.

A forma de combustível desses módulos e da UN alterna entre diesel e eletricidade, e necessitam sempre de ponto de água próximo, para o sistema de resfriamento de seus radiadores.

O que determina saber se um FPSO ou plataforma deve ter uma UGN ou apenas uma UN são variáveis de: capacidade dos guindastes, arranjo físico da planta de processo, característica do óleo produzido, característica de reservatório, estágio atual da vida útil, dentre outros.

E para que o nitrogênio serve? Dentre as principais atividades ligadas ao uso desse gás estão algumas voltadas para o:

1. Descomissionamento nesse caso é basicamente para inertizar equipamentos, planta de processo e dutos.
2. E para operação em geral serve para suprir gás inertes para os tanques durante os offloadings em caso de falha da caldeira;
3. pressurização em sistemas e testes de pressão;
4. parada programada de manuenção;
5. dissociação de hidrato na linha;
6. desalagamento de anular de poço;
7. atendimento à envelope operacional de poço (conformidade SGIP);
8. limpeza de linha (pré-pullout);
9. comissionamento de UEP e poços;
10. Injeção do gás nos reservatórios para recuperação secundária.(EOR)

Certamente existem dezenas de outras utilidades, mas esse é um exemplo do que torna o nitrogênio um parceiro nas operações de nossas plataformas !