Mtodos de Tratamento de Emulses

Mtodos de Tratamento de EmulsesEquipe 2IntroduoNa indstria petrolfera a emulso est presente desde a perfurao do poo (fluido de perfurao) at a distribuio de seus derivados, podendo ser tanto um problema quanto uma soluo. Toda esta vasta ocorrncia deve-se natureza oleosa do petrleo e tambm sua composio (estimada em mais de 500 compostos). Alguns compostos podem formar filmes na interface leo-gua estabilizando as emulses. Por consequncia da existncia de vrios tipos de petrleo, a tendncia de formar emulses varia a cada tipo. Isto dificulta em muito o trabalho de projetistas e engenheiros, pois a predio de seu comportamento nem sempre acertada.

ObjetivosEste trabalho tem como objetivo estudar o mtodos de tratamento de emulses no sistema petrolfero.

Mtodos de Tratamento de EmulsesAquecimento (Prs):

Reduo da viscosidade (para lquidos);Maior agitao molecular;Desativao do emulsionante ou aumento da ao dos produtos qumicos que o trata;Aumento da diferena de densidade leo-gua.Mtodos de Tratamento de EmulsesAquecimento (Contras):

Desvalorizao do leo devido devido perda de componentes mais leves;Problemas no equipamento de tratamento se o mesmo for mal projetado;

Figura 1: Variao da viscosidade com a temperatura para alguns petrleos.

Figura 2: (a) Perda de gravidade API e (b) perda percentual de volume vs temperatura. (a) (b)Mtodos de Tratamento de EmulsesAquecimento

Emulses de petrleo bruto com faixas de viscosidade semelhantes nem sempre exigem o mesmo tipo de equipamento de tratamento ou a mesma temperatura de tratamento. As emulses que so produzidas a partir de diferentes poos na mesma locao ou a partir da mesma formao no mesmo campo podem exigir diferentes temperaturas de tratamento.

Mtodos de Tratamento de EmulsesMtodos de Tratamento de EmulsesDesemulsificantes Qumicos

O produto qumico neutraliza o agente emulsionante, permitindo que as gotculas dispersas da emulso coalesam em gotas maiores e se estabeleam para fora da matriz. Desemulsificantes devem ser injetados na emulso; deve misturar-se intimamente com a emulso e migrar para todas as pelculas protetoras que rodeiam todas as gotculas dispersas. Para separar leo e gua, tambm deve haver um perodo de agitao contnua, moderada da emulso tratada para produzir o contato entre e coalescncia das gotculas dispersas, bem como um perodo de sedimentao tranquila.

Mtodos de Tratamento de EmulsesDesemulsificantes Qumicos (Aes):

Forte atrao para a interface leo / gua;Floculao;Coalescncia;Slidos de molhagem.

Figura 3: Esquema de quebra da emulso pela ao do desemulsificante.Mtodos de Tratamento de EmulsesDesemulsificantes Qumicos

Saber onde o desemulsificante injetado na emulso importante. Desse modo deve ser injetado na emulso e misturado de modo que ele intimamente e uniformemente distribudo por toda a emulso, quando a emulso aquecida, se fundiram, e assente no sistema de tratamento. Deve tambm ser injetado numa corrente contnua, com o volume de produto qumico diretamente proporcional ao volume da emulso.

Mtodos de Tratamento de EmulsesDesemulsificantes Qumicos

Turbulncia o fator dinmico para a formao da emulso; no entanto, um nvel moderado de turbulncia controlada faz com que as gotculas dispersas colidam e coalesam. Mtodos de Tratamento de EmulsesAgitao

Usando um caminho de fluxo tortuoso, como no dispositivo de fluxo em serpentina-tubo de coalescncia mostrado na fig.4 pode diminuir o comprimento necessrio para a coalescncia no gasoduto. Outros dispositivos que so descritos abaixo foram largamente suplantado esta tecnologia.

Figura 5: Tubo-serpentina de coalescncia. Mtodos de Tratamento de EmulsesPlacas coalescentes

Placas defletoras especiais perfuradas so devidamente colocados dentro de vasos e fornecem superfcies em que as gotas de gua podem se aglutinar. A emulso que se escoa atravs dos furos cria ligeira agitao, sob a forma de correntes de Foucault, o que provoca coalescncia. Se os furos forem muito pequenos, no entanto, cisalhamento das gotculas de gua pode ocorrer, dando origem a uma emulso mais apertada.

Figura 6: Placas defletoras. Mtodos de Tratamento de EmulsesCoalescncia eletrosttica (fenmenos fsicos):

As gotas de gua se tornam polarizados e tendem a alinhar-se com as linhas de fora eltrica;Uma carga eltrica induzida atrai as gotas de gua para um eletrodo;O campo eltrico distorce e, assim, enfraquece a pelcula de emulsificante em torno das gotculas de gua.

Figura 7: Formao de dipolo induzido.

Figura 8: Atrao eltrica entre as gotas de gua.

Figura 9: Movimento eletrocintico das gotas de gua entre as placas DC.Mtodos de Tratamento de EmulsesLavagem com gua

Em alguns vasos de tratamento de emulso, a separao de lquidos e vapores tem lugar na entrada do desviador, calha, ou de bota de gs que est localizado no topo do vaso. Os lquidos fluem por gravidade atravs de um grande canal para o fundo do recipiente. Um prato espalhador sobre a extremidade inferior da conduta espalha a emulso em diversos filetes que se movem para cima atravs da gua, realizando uma lavagem com gua. Depois de passar atravs da lavagem com gua, a emulso flui para a poro superior do vaso, onde as gotculas de gua coalescidas resolve sair do leo.

Mtodos de Tratamento de EmulsesFiltragem

Um material de filtragem com o tamanho de poro-espao adequado e a proporo adequada de espao para rea total de poros podem ser utilizado para filtrar as gotculas de gua dispersas de uma emulso de leo em bruto por preferencialmente molhar o material de filtragem com leo e mantendo-o em leo submerso . Um pacote utilizado desta maneira corretamente chamado de filtro filtra para fora porque o lquido que impede a passagem de. Mtodos de Tratamento de EmulsesEmbalagem fibrosa

Um pacote de coalescncia uma seo ou compartimento em um tanque de tratamento ou emulso de navio que est cheio com um material molhado em gua, fazendo com que a gua da emulso se aglutine em gotas maiores. Um pacote de coalescncia funciona segundo o princpio de que dois lquidos imiscveis com diferentes tenses superficiais no pode tomar simultaneamente posse de uma dada superfcie. Mtodos de Tratamento de EmulsesEmbalagem fibrosa

Quando as gotas dispersas de contato com a gua do material coalescente molhado em gua, que se aglutinam aderem s superfcies coalescentes. O petrleo vai passar atravs dos poros do material coalescente. A separao dos dois lquidos, numa embalagem de coalescncia, ento, no causada por filtrao, mas pela maior afinidade do material de coalescncia molhado em gua para as gotas de gua.

Mtodos de Tratamento de Emulses27Mtodos de Tratamento de EmulsesTempo de reteno

O processo de coalescncia ocorre ao longo do tempo, mas segue uma curva exponencial ngreme em que duplicao sucessiva de tempo de reteno produz pequenos aumentos incrementais no tamanho de gotcula.

Mtodos de Tratamento de EmulsesCentrifugao

As centrfugas so equipamentos providos de um rotor capaz de girar com velocidades elevadas, dando origem a campo centrfugo que permite separar boa parte de gua do petrleo. Devido diferena de densidade entre o leo e gua, a fora centrfuga pode ser utilizada para quebrar uma emulso e separ-lo em leo e gua. Pequenas centrfugas so usadas para determinar o teor de BS&W de amostras emulso de leo em bruto.

Figura 9: Influncia do campo centrfugo na separao da gua.Mtodos de Tratamento de EmulsesDestilao

As fraes de petrleo mais leves geralmente so devolvidos ao petrleo bruto.

ConclusesNa indstria de Petrleo, o leo produzido vem associado a gua e contaminantes, o que indesejvel. Diante desse cenrio tratamentos para eliminar a gua so de grande importncia. Mtodos como aquecimento, desemulsificantes qumicos, agitao, placas coalescentes, coalescncia eletrosttica , lavagem com gua, filtragem , embalagem fibrosa, sedimentao por gravidade, tempo de reteno, centrifugao e destilao nos auxiliam nessa questo.

Referncias BibliogrficasLAKE, L.W. Petroleum Engineering Handbook, Volume III, Society of Petroleum Engineers, Estados Unidos, 2007.Processamento Primrio de Petrleo, Escola de Cincias e Tecnologia E&P, Universidade Petrobras, Rio de Janeiro, 2007.