Aperfeiçoamento no projeto de um protótipo de misturador-decantador à inversão de fases visando aplicação na indústria do petróleo

In the oil industry the mixture oil/water occurs in the operations of production, transportation and refining, as well as during the use of its derivatives. The amount of water produced associated with the oil varies and can reach values of 90% in volume in the case of mature phase of the production fields. The present work deals with the development of new design of the Mixer Settler based on Phase Inversion (MDIF) in a laboratory scale. We envisage this application in industrial scale so the phases of project, construction and operation are considered. The modifications most significant, in comparison with the original prototype, include the materials of construction and the substitution of the equipment used in the mixing stage of the process. It was tested the viability of substitution of the original system of mechanical mixing by a static mixer. A statistical treatment by means of an experimental design of composed central type was used in order to evaluate the behavior of the main variables of the separation process as function of the efficiency of separation for the new device. This procedure is useful to delimit an optimal region of operation with the equipment. The variables of process considered on the experimental design were: oil concentration in the feeding water (mg/L); Total volumetric flow rate (L/h); Ratio organic/water on volumetric basis (O/A). The separation efficiency is calculated by comparison of the content of oil and greases in the inlet and outlet of the equipment. For determination of TOG (Total Oil and Grease), the method used was based in the absorption of radiation in the infra-red region. The equipment used for these determinations was InfraCal® TOG/TPH Model HATR-T2 of the Wilks Enterprise, Incorporation. It´s important to stand out that this method of measure has being used by PETROBRAS S.A. Results of global efficiency of separation oil/water varied from 75.3 to 97.7% for contaminated waters containing up to 1664,1 mg/L of oil. By means of tests carried out with a real sample of contaminated water supplied by PETROBRAS we have got an effluent specified in terms of the legal standards required for discharging. Thus, the new design of equipment constitutes a real alternative for the conventional systems of treatment of produced water in the oil industry

Na indústria do petróleo a mistura óleo/água (água oleosa) ocorre nos estágios de produção, transporte e refino, bem como durante a utilização de seus derivados. A quantidade de água produzida associada com o óleo varia muito, podendo alcançar valores da ordem de 90% em volume à medida que se caminha para a fase madura dos campos de produção. O presente trabalho trata do desenvolvimento de um novo projeto de um Misturador- Decantador a Inversão de Fases (MDIF) em escala de laboratório visando aplicação em escala industrial abrangendo as fases de projeto, construção e operação. As modificações mais significativas, em comparação ao protótipo original, abrangem os materiais de construção e a alteração do equipamento usado na etapa de mistura do processo. Testou-se a viabilidade de substituição do sistema original de mistura mecânica por pás por um misturador estático ou em linha. Realizou-se um tratamento estatístico através de um planejamento do tipo central composto a fim de avaliar o comportamento das principais variáveis de processo em função da eficiência de separação para o novo projeto do aparelho, com o propósito de se delimitar uma região ótima de operação para o equipamento. As variáveis de processo contempladas no planejamento experimental foram: concentração de óleo na água de alimentação (mg/L); vazão volumétrica total (L/h); razão volumétrica orgânico-aquoso (O/A). A eficiência de separação é calculada a partir da medida do teor de óleo e graxas (TOG) na alimentação e na saída do equipamento. Para determinação do TOG, utilizou-se o método de determinação por absorção de radiação na região do infravermelho. O equipamento utilizado para estas determinações foi o InfraCal® TOG/TPH Modelo HATR-T2 da Wilks Enterprise, Inc. Vale ressaltar que este método de medida vem sendo empregado pela PETROBRAS S.A. para medidas de TOG. Os resultados de eficiência de separação global água/óleo variaram entre 75,3 e 97,7% para águas contaminadas contendo até 1664,1 mg/L de óleo. Através de testes realizados com amostra real de água produzida fornecida pela PETROBRAS, conseguiu-se enquadrar o efluente dentro dos padrões exigidos pelo CONAMA Resolução 357/05 para descarte. Sendo assim, o novo projeto do equipamento constitui uma alternativa real para os atuais sistemas de tratamento de águas produzidas na indústria de petróleo