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Universidade Potiguar UnP Programa de Ps Graduao em Petrleo e Gs

Escola de Engenharia e Cincias Exatas Mestrado Profissional em Engenharia de Petrleo e Gs - MPEPG

CACILDA ALVES DE SOUSA

COPROCESSAMENTO EM FORNOS DE CLNQUER: uma alternativa sustentvel para o reaproveitamento do resduo cascalho de perfurao de poos de petrleo

em Mossor/RN

MOSSOR - RN 2013

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CACILDA ALVES DE SOUSA

COPROCESSAMENTO EM FORNOS DE CLNQUER: uma alternativa sustentvel para o reaproveitamento do resduo cascalho de perfurao de poos de petrleo

em Mossor/RN

Dissertao de Mestrado apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Petrleo e Gs da Universidade Potiguar, para obteno do ttulo de Mestre em Engenharia de Petrleo e Gs. ORIENTADOR: Dr. Franklin Silva Mendes

MOSSOR - RN 2013

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CACILDA ALVES DE SOUSA

COPROCESSAMENTO EM FORNOS DE CLNQUER: uma alternativa sustentvel para o reaproveitamento do resduo cascalho de perfurao de poos de petrleo

em Mossor/RN

Dissertao apresentada Universidade Potiguar UnP, como parte dos requisitos para obteno do ttulo de Mestre em Engenharia de Petrleo e Gs. rea de Concentrao: Coprocessamento de Resduos.

Aprovada em:

BANCA EXAMINADORA _____________________________________

Prof. Dr. Franklin Silva Mendes Orientador

Universidade Potiguar UnP

____________________________________ Prof. Dr. Jean Prost Moscardi Universidade Potiguar UnP

_________________________________ Prof. Dr. Luiz Di Souza

UERN - Universidade Estadual do Rio Grande do Norte

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DEDICATRIA

A Deus, por me guiar em todos os caminhos.

Aos meus filhos, Paulo, kaio e Ramon, razes da minha vida.

Aos meus pais Jurandi Alves e Jos Ferreira (Zequinha), que tantas vezes me

perguntaram, minha filha, est perto de voc terminar os estudos? E eu respondia,

ainda no, pai ou me, falta s mais um pouco... porque meus alunos, precisam

continuar aprendendo..., grandes exemplos de pacincia e determinao, que me

inspiraram a seguir sempre, no importando as dificuldades, e se empenharam por

toda a minha vida, para que eu chegasse at aqui.

Aos meus irmos, Carminha, Roberto e Marilene, pelas dificuldades superadas,

pelos sonhos compartilhados, carinho e apoio incondicional.

Ao meu companheiro Liandro, pela compreenso nos momentos ausentes, pelo

amor, dedicao e incentivo.

minha segunda me Duda, pelos cuidados e valores de toda minha vida.

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graa divina comear bem. graa maior persistir na caminhada certa. Mas graa das graas no desistir nunca.

Dom Hlder Cmara

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AGRADECIMENTO

Ao professor Franklin Mendes, meu orientador e amigo, pela confiana e pela

presteza com que desenvolveu essa orientao, assim como, por ter aceitado o

desafio e sabido me conduzir to bem, para que eu conclusse mais uma etapa

importante na minha vida.

Quero agradecer-lhe, de forma muito especial, o empenho.

A Gildson Souza, Maiara Ane, Caldas Neto e ris Maia, pela amizade, pelo carinho e

apoio.

Aos membros da banca examinadora, em especial ao Professor Luiz Di Souza e

Professor Jean Prost, pelo tempo, experincia e ateno dispensada leitura desta

dissertao e por terem aceitado participar desta banca.

Prof Suely Castro, pela disponibilidade e contribuies.

Ao meu gerente geral, Dr. Aluzio Flix, que foi o primeiro a me dar total apoio, para

que este mestrado fosse realizado.

A equipe tcnica de engenharia da Itapetinga, que muito contribuiu nesta pesquisa,

atravs de relatos e experincias somadas.

Ao meu gestor, amigo e mentor, Dr. Luiz Grillo, pela experincia compartilhada,

apoio nos momentos de ausncia, e orientao segura e valiosa. Sem a sua

colaborao, no teria sido possvel completar este trabalho.

Aos meus professores do mestrado: Jlio Csar, Pablo Castro, Sandra Alves, Jean

Prost, Regina Clia e Franklin Mendes, pelo aprendizado repassado. Foram

momentos que ficaro na memria.

Aos coordenadores do mestrado, Professor Mairton Frana, Professor Max Chianca

e Prof Catarina Pinheiro, pelo apoio e presteza durante o mestrado.

Aos colegas e amigos de turma, em especial a Igor Leite, pela motivao

compartilhada na quebra do paradigma de contadores com mestrado em

engenharia, uma viso multidisciplinar para os profissionais da rea, na cidade de

Mossor-RN.

Aos amigos, Almir Mariano, Severo, Ariadne e Clauder Arcanjo, pela unio e

aprendizado coletivo.

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Aos meus queridos amigos, Samuel Freire e Frank Felizardo, pela amizade,

confiana, incentivo e oportunidade.

minha amiga, Prof Jaqueline Gurgel, pelo senso de companheirismo que fortalece

e contagia, pelas contribuies to importantes para realizao desta, meu muito

obrigado.

FOZ do Brasil S/A e Itapetinga Agro Industrial S/A, por tantos contatos, incentivo e

informaes que me foram viabilizados.

Aos proprietrios, gerentes e funcionrios das empresas participantes da pesquisa.

Muito obrigado pelo tempo dedicado durante as visitas e registros de imagens, pelas

respostas nos questionrios e disponibilidade das informaes.

Aos meus colegas professores da Universidade Potiguar Campus Mossor-RN,

pelo apoio e incentivo, que me fizeram acreditar que este sonho seria possvel,

vocs no sabem como me ajudaram.

Aos meus queridos alunos, em especial do curso de Segurana no Trabalho, que

vibravam comigo a cada trmino de disciplina.

Enfim, a todos que colaboraram com a elaborao desta dissertao, em diversos

momentos, o meu agradecimento.

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RESUMO

A alternativa do coprocessamento de resduo em fornos de clnquer tem evoludo em

virtude da instalao de cimenteiras na cidade de Mossor e regio, assim como,

pela necessidade crescente de uma destinao sustentvel para os resduos

provenientes de processos industriais, dentre eles a produo de petrleo e gs.

Esta pesquisa analisa a viabilidade tcnica e ambiental de reaproveitamento do

resduo cascalho de perfurao dos poos terrestres de petrleo, a fim de minimizar

a poluio industrial e contribuir com alternativas sustentveis. A partir de dados

coletados sobre o resduo, matrias-primas e o produto final do cimento, atravs de

ensaios fsicos e qumicos de teores com CaCO3, MgCO3, KCl, NaCl, Fe, Al, Si e

SO3, foi demonstrada compatibilidade mineral do resduo, com as matrias-primas,

dentro dos padres tcnicos de qualidade, para transformar a mistura do resduo,

com as rochas fontes de clcio, silcio, ferro e alumnio, em sua maior parte, em

farinha ou clnquer, ou seja, o cascalho pode ser usado como substituinte do calcrio

ou da slica na fabricao do cimento. Na pesquisa de campo na Central de

Tratamento de Resduo, foram analisados relatrios tcnicos, para comparao com

os padres legais e aplicao prtica. Evidenciando que as tcnicas mais utilizadas

para destinao do cascalho, o armazenamento em diques nas fontes geradoras,

incinerao com cinzas destinadas aos aterros industriais e o coprocessamento em

fornos de clnquer, dentre estas, pela relevncia sustentvel, o coprocessamento foi

o que se destacou pelos entrevistados e reviso de literatura, apesar de ser

considerada mais dispendiosa em relao s demais tcnicas. Pelas anlises dos

resultados das medies isocinticas dos testes operacionais, foram verificados os

atendimentos aos limites mximos legais de emisses. O coprocessamento com o

cascalho na cidade de Mossor torna-se vivel considerando os limites operacionais

da cimenteira, e o fato de que outra disposio para este resduo, somente adiaria o

tratamento, transformando-o em passivo ambiental.

Palavras-chave: Coprocessamento. Cascalho de Perfurao. Fornos de Clnquer.

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ABSTRACT

The alternative of co-processing of waste in clinker kilns have evolved over the

installation of cement in the town of Mossley and region, as well as by the growing

need for sustainable waste disposal from industrial processes, including the

production of oil and gas. This research analyzes the technical and environmental

feasibility of reusing waste drill cuttings Onshore oil wells in order to minimize

industrial pollution and contribute to sustainable alternatives. The data collected from

the residue of raw materials and end product of the cement through physical testing

and chemical concentrations with CaCO3, MgCO3, KCl, NaCl, Fe, Al, Si, and SO3

was demonstrated compatibility of the mineral residue, with the raw materials within

the technical standards of quality to transform the mixture of the residue with rocks

sources of calcium, silicon, iron and aluminum, for the most part on flour or cement

clinker, or gravel may be substituent used as lime or silica in the manufacture of

cement. In field research in Central Waste Treatment, technical reports were

analyzed for comparison with the legal standards and practical application. Showing

that the most used techniques for allocation of gravel is the storage dams in

generating sources, incineration with ash destined for landfills and co-processing in

clinker kilns, am

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