Training in Advanced Liquefied Gas Tanker Cargo Operations - Brazilian Version - CLC Sérgio Andrade dos Anjos [2015, PDF]

Contents

CAPÍTULO 01
1 Introdução ........................................................................................... 11
1.1 Objetivos do Curso ............................................................................ 11
1.1.1 Definições ........................................................................................ 12
1.1.2 Nomenclatura ................................................................................... 17
1.2 O Gás Liquefeito ................................................................................ 19
1.2.1 O Gás Natural ................................................................................... 20
1.2.2 Produção do Gás Liquefeito ................................................................. 21
1.2.3 Produção do Gás Natural Liquefeito (GNL) .......................................... 21
1.2.4 Produção de Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) ................................... 24
1.2.5 Produção de Gases Químicos .............................................................. 25
1.3 Transporte Marítimo de Gás Liquefeito .............................................. 29
1.3.1 Princípios básicos para o transporte de gás ......................................... 29
1.3.2 Transporte de cargas pressurizadas .................................................... 30
1.3.3 Transporte de cargas refrigeradas ........................................................ 31
1.4 Tipos de navios transportadores de gás ............................................ 32
1.4.1 Navios Totalmente Pressurizados ........................................................ 33
1.4.2 Navios Semipressurizados .................................................................. 33
1.4.3 Navios de etileno e gases químicos ..................................................... 34
1.4.4 Navios totalmente refrigerados ............................................................ 34
1.4.5 Navios de gás natural liquefeito (GNL) ................................................. 36
CAPÍTULO 02
2. Propriedades Químicas e Físicas dos Gases ......................................... 38
2.1 Propriedades Químicas ..................................................................... 38
2.1.1 Alcanos ............................................................................................ 40
2.1.2 Alcenos e alcinos ............................................................................... 42
2.1.2.1 Alcenos ......................................................................................... 44
2.1.2.2 Alcinos .......................................................................................... 44
2.1.3 Gases Químicos ................................................................................. 44
2.1.3.1 Amônia ......................................................................................... 44
2.1.3.2 Monômero de Cloreto de Vinila ......................................................... 45
2.1.3.2 Óxido de Etileno e Óxido de Propileno .............................................. 45
2.1.3.3 Cloro.............................................................................................. 46
2.2 Propriedades Físicas ......................................................................... 46
2.3 Estados da Matéria ............................................................................ 47
2.3.1 O Conceito de Mol ............................................................................. 50
2.3.2 Entalpia ........................................................................................... 51
2.3.3 Diagrama de Mollier ........................................................................... 52
2.3.4 Entropia ........................................................................................... 54
2.3.5 O que acontece quando um gás liquefeito é derramado ......................... 54
2.3.5.1 Líquido Totalmente Refrigerado ....................................................... 54
2.3.5.2 Líquido Pressurizado ....................................................................... 55
2.3.6 Leis Termodinâmicas .......................................................................... 55
2.4 Propriedades e Leis dos Gases .......................................................... 56
2.4.1 Volume ............................................................................................ 58
2.4.2 Pressão ............................................................................................ 58
2.4.3 Temperatura ..................................................................................... 59
2.4.4 Zero Absoluto ................................................................................... 59
2.4.5 Leis dos Gases Perfeitos ..................................................................... 59
2.4.5.1 Lei de Boyle–Mariotte (ou das transformações isotérmicas) .................. 59
2.4.5.2 Lei de Gay-Lussac (ou das transformações isobáricas) ......................... 61
2.4.5.3 Lei de Charles (ou das transformações isovolumétricas) ....................... 63
2.4.5.4 Equação Geral dos Gases ................................................................. 64
2.4.5.5 Condições Normais de Temperatura e Pressão .................................... 65
2.4.5.6 Teoria Cinética dos Gases................................................................. 65
2.4.5.7 Gás Perfeito e Gás Real ................................................................... 65
2.4.5.8 Lei de Dalton .................................................................................. 66
2.4.5.9 Lei de Amagat ................................................................................ 67
2.4.5.10 Lei de Joule .................................................................................. 68
2.4.5.11 Efeito Joule-Thomson .................................................................... 68
2.4.5.12 Lei de Avogadro............................................................................. 69
2.5 Mudança de Gás para Líquido ............................................................ 70
2.5.1 Gases e Vapores ............................................................................... 71
2.5.2 Pressão de Vapor Saturado ................................................................. 71
2.5.2.1 Evaporação de um Líquido num Recipiente Fechado ............................ 72
2.5.2.2 Ponto de Bolha (Bubble Point) .......................................................... 73
2.5.2.3 Ponto de Orvalho (Dew Point) ........................................................... 73
2.5.3 Massa Especifica e Densidades de Líquidos e Vapores ............................. 75
2.5.4 Dados físicos das cargas ..................................................................... 76
2.5.5 Natureza e propriedade das soluções .................................................. 80
2.5.5.1 Difusão e Efusão dos Gases ............................................................. 80
2.5.6 Propriedades físicas das misturas de gases ........................................... 82
2.5.7 Solubilidade dos gases em líquidos ...................................................... 83
2.5.8 Diagrama de equilíbrio para uma mistura de gás liquefeito ...................... 84
2.5.9 Rollover ........................................................................................... 84
2.5.10 Efeitos da Pressão em Recipientes .................................................... 85
2.5.11 Refrigeração ................................................................................... 86
2.5.12 Lubrificação e Viscosidade ................................................................. 87
2.5.13 Conversões de Temperatura .............................................................. 87
2.6 Gás Inerte e Nitrogênio ..................................................................... 89
2.7 Polimerização ................................................................................... 89
2.7.1 Formação de hidratos ......................................................................... 93
2.7.2 Formação de peróxidos ...................................................................... 94
2.8 Para que são usados os gases liquefeitos .......................................... 95
2.8.1 GNL (Metano CH4; Etano C2H6) ............................................................ 95
2.8.1.1 Gás Natural Veicular (GNV) .............................................................. 95
2.8.2 Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) ......................................................... 96
2.8.2.1 Propano (C3H8)................................................................................ 96
2.8.2.2 Butano (C4H10) ............................................................................... 96
2.8.3 Etileno (C2H4) ................................................................................... 96
2.8.4 Propileno (C3H6) ................................................................................ 97
2.8.5 Butileno (C4H8) .................................................................................. 97
2.8.6 Butadieno (C4H6) ............................................................................... 97
2.8.7 Vynil Chloride Monomer (VCM) ............................................................ 97
2.8.8 Amônia Anidra (NH3) .......................................................................... 97
2.8.9 Cloro (CI) ......................................................................................... 98
CAPÍTULO 03
3 Perigos das cargas ............................................................................... 99
3.1 Perigos à Saúde ................................................................................ 99
3.1.1 Respiração ....................................................................................... 99
3.1.1.1 Ar fresco ....................................................................................... 100
3.1.1.2 Deficiência de Oxigênio .................................................................... 100
3.1.1.3 Sintomas Narcóticos ........................................................................ 100
3.1.2 Toxicidade ........................................................................................ 101
3.1.2.1 Informações de Saúde para Gases e Vapores ...................................... 102
3.1.2.2 TLV e STEL para gases .................................................................... 103
3.1.3 Primeiros Socorros e Tratamento médico ............................................ 103
3.1.3.1 Congelamento – Frostbite ................................................................ 104
3.1.3.2 Fratura Frágil (Brittle Fracture) ......................................................... 104
3.1.3.3 Queimaduras Químicas .................................................................... 105
3.1.3.4 Informações de Saúde para Gases Liquefeitos .................................... 105
3.1.4 Asfixia (sufocação) ............................................................................ 105
3.1.4.1 Tabela de Sintomas e Respectivo Tratamento Médico para Asfixia.......... 106
3.2 Reatividade ....................................................................................... 106
3.3 Inflamabilidade e Explosão ............................................................... 107
3.3.1 Combustão e Explosão ....................................................................... 108
3.3.1.1 Combustão .................................................................................... 108
3.3.1.2 Explosão ........................................................................................ 108
3.3.1.3 BLEVE ........................................................................................... 109
3.3.2 Faixa Inflamável ................................................................................ 109
3.3.2.1 Faixa Inflamável no Ar e no Oxigênio Puro .......................................... 110
3.3.2.2 Propriedades Inflamáveis dos Gases na Pressão Atmosférica ................. 111
3.3.3 Ponto de Fulgor ................................................................................. 111
3.3.3.1 Mistura Pobre ................................................................................. 112
3.3.3.2 Mistura Rica ................................................................................... 112
3.3.4 Temperatura de Auto Ignição .............................................................. 112
3.3.5 Nuvem de Vapor ................................................................................ 113
3.4 A concentração de O2 e a Inertização ................................................ 114
3.4.1 Efeito da Redução do Teor de O2 .......................................................... 114
3.4.2 Redução do Percentual de Gases de Hidrocarboneto nos Tanques ............. 116
3.4.3 Desgaseificação (figura 8) ................................................................... 117
3.5 Fontes de ignição .............................................................................. 118
3.5.1 O Fumo............................................................................................. 118
3.5.2 Trabalho a Quente e Trabalho a Frio ..................................................... 118
3.5.3 Ferramentas Anti-Centelha .................................................................. 118
3.5.4 Eletricidade Estática ........................................................................... 119
3.5.5 Aterramento ..................................................................................... 119
CAPÍTULO 04
4 Regras e Regulamentos ........................................................................ 121
4.1 Convenções que controlam os navios de gás .................................... 121
4.1.1 SOLAS 74.......................................................................................... 121
4.1.2 MARPOL 73/78 .................................................................................. 122
4.1.3 STCW 78 .......................................................................................... 122
4.2 Códigos da IMO para Navios de Gás .................................................. 122
4.2.1 O Código IGC (IGC Code) ................................................................... 124
4.3 Certificação e Vistoria ....................................................................... 128
4.3.1 Organizações Industriais ..................................................................... 128
4.3.1.1 International Chamber of Shipping (ICS) ........................................... 129
4.3.1.2 Oil Companies International Marine Forum (OCIMF) ............................ 129
4.3.1.3 Society of Internat Gas Tankers and Terminal Operators (SIGTTO) ………. 130
4.3.2 Sociedades Classificadoras .................................................................. 130
4.3.2.1 Vistorias especificadas pelos Códigos de Gás da IMO ............................ 131
4.3.3 Grupos de Inspeção de Navios (SIRE & CDI) ...................................... 132
4.4 Formato “C” (Form “C”) .................................................................... 133
BIBLIOGRAFIA ........................................................................................... 134