[en] MATHEMATICAL MODELLING TO PREDICT EXCLUSION AND SAFETY ZONES AROUND LNG TERMINALS

[pt] MODELAGEM MATEMÁTICA PARA PREDIÇÃO DE ZONAS DE EXCLUSÃO E SEGURANÇA EM TORNO DE TERMINAIS DE LNG

[pt] JOSE ALBERTO DOS REIS PARISE

[pt] EDWIN RONALD VALDERRAMA CAMPOS

[pt] ALAN SILVA ESTEVES

[pt] ANTONIO SILVA CORDOVIL

[pt] PREDICAO

[pt] TERMINAIS

[pt] ZONAS DE EXCLUSAO E DE SEGURANCA

[pt] GNL

[pt] MODELAGEM MATEMATICA

[en] PREDICTION

[en] TERMINALS

[en] LNG

[en] MATHEMATICAL MODELING

[pt] Gás natural liquefeito (GNL) é o gás natural (NG) resfriado até o ponto onde liquefaz, que ocorre a -162 graus Celsius à pressão atmosférica. A liquefação reduz o volume do gás aproximadamente 600 vezes, dependendo de sua massa molar (que tipicamente é uma mistura de gases). Este processo é muitas vezes a maneira mais econômica de armazenar e transportar gás em longas distâncias - gasodutos são mais viáveis para distâncias mais curtas. A liquefação torna possível movimentar NG entre continentes por meio de navios dedicados (carriers) construídos especialmente para esse fim. Para tornar isso possível, organizações de energia criaram operações altamente complexas, interconectadas e dependentes, formando a denominada cadeia de valor (ou cadeia de fornecimento). Nesta cadeia, o gás associado produzido em campos offshore até 200-250 km da costa, é comprimido até uma unidade de separação do óleo, gás e água, em uma plataforma ou unidade FPSO. Nessa unidade, hidratos eventualmente formados são retirados do gás, que é então seco, e comprimido até instalações na costa. Em uma unidade de processamento de gás natural onshore o gás é processado primariamente te para separar as frações mais pesadas (C2+) e então liquefeito em outra instalação geralmente no mesmo local, denominada planta de baseload. Lá, o gás liquefeito é armazenado geralmente em tanques atmosféricos e criogênicos de domo. Se o campo é de gás não associado e distante 200-250 km ou mais da costa, o gás é processado no mar em navios FLNG, armazenado nos tanques de GNL desta unidade flutuante e aliviado (offloaded) para um navio carrier, acostado navio-a-navio, em tandem por meio de mangueiras criogênicas ou lanças criogênicas (boom loading system). A indústria de GNL vem operando com excelente histórico de segurança. No entanto, partes interessadas reconhecem que alguns incidentes envolvendo GNL são possíveis, incluindo potenciais atauqes terroristas. Apesar de todos os esforços/recursos aplicados para tornar esta indústria um marco referencial em questões de segurança industrial e patrimonial, ainda assim é possível haver acidentes com resultados perigosos. O objetivo deste trabalho é disponibilizar uma ferramenta para ajudar a reduzir a subjetividade do processo de tomada de decisão acerca da localização de terminais de GNL, fornecendo sólida base para as decisões. Um exaustivo trabalho de pesquisa ao longo de seis décadas pretéritas sobre a literatura, não apresentou evidências de que todas as questões relevantes tenham sido incorporadas e integradas em uma única ferramenta de modelagem. Dando um passo adiante, este trabalho tem início e expande modelagem anterior encontrada na literatura, associando espalhamento de poças no mar à incêdios de difusão turbulenta.

[en] Liquefied natural gas (LNG) is natural gas (NG) cooled to the point where it liquefies, which takes place at -162 degrees Celsius at atmospheric pressure. The liquefaction reduces the volume of the gas approximately 600 times, depending on the molar mass of the gas (which is typically a mixture of gases). This process is often the most economical way to store and transport gas over long distances - gas pipelines are more feasible for shorter distances. Liquefaction makes it possible to move NG among continents in dedicated vessels (carriers) built specially for this purpose. To make this possible, energy organizations have built highly interconnected and dependent operations, forming the so-called value chain (or chain-of-supply). In this chain, the associated gas produced in offshore fields up to 200-250 km from the coast, goes to a separation from the oil and water in a rig or FPSO unit. In that unit, the hydrates eventually formed are withdrawn from the gas, which is then dried, compressed and typically piped to facility on the coast. In an onshore NGPU the gas is processed primarily to separate heavier fractions (C2+) and liquefied in another facility usually on the same site, called baseload plant. There, the liquefied gas is stored usually in atmospheric and cryogenic dome tanks. If the field is of non-associated gas, and distant 200-250 km or more from the shore, the gas is processed offshore in FLNG vessels, stored in the LNG tanks of this floating unit and offloaded to a carrier-docked ship-to-ship, in tandem by means of cryogenic hoses or cryogenic booms (boom loading system). The LNG industry has operated with an excellent safety record. However, LNG stakeholders recognize that some incidents involving LNG are possible, including potential terrorist actions. Despite of all the efforts/resources applied to make this industry a record maker in safety/security matters; it is still possible to have accidents with dangerous outcomes. The objective of this work is to provide a tool to help reduce subjectivism in the decision making process regarding the location of LNG terminals. Exhaustive research throughout six decades in the open literature showed no evidence that all relevant issues had been incorporated and integrated into a one single model. Giving a step ahead in this direction, the present work starts at and expands from previous results found in the literature, which connected pool spread to pool fire modellings.

2017-12-22

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