Desemulsificação

1. INTRODUÇÃO

No processo de produção de petróleo é comum o aparecimento de água, gás, sedimentos e outros contaminantes, que devem ser separados para que o petróleo possa ser enviado às refinarias. Isso porque o gás apresenta valor econômico e a água pode gerar emulsões que prejudicam a qualidade do produto final, além de prejudicar o dimensionamento do sistema de bombeio e transferência, comprometer certas operações de processo nas refinarias e gerar problemas de incrustação e corrosão nos oleodutos e exportação.  

Nesta prática, a estabilidade da emulsão do tipo água em óleo (A/O) foi investigada através da utilização de desemulsificante e via aquecimento convencional, em uma amostra de petróleo brasileiro. Foram sintetizadas duas emulsões, preparadas com petróleo e água, contendo um teor de água em torno de 10% e 40%.

A redução da estabilidade é importante para a realização do tratamento de efluentes que envolvem a emulsão. O processo de desestabilização é governado por processos como: floculação, coalescência e sedimentação.

1. OBJETIVO

Observar a ação de um desemulsificante na separação de emulsões, utilizando aquecimento convencional.

1. REVISÃO LITERÁRIA

O petróleo é definido como uma mistura extremamente complexa de inúmeras substâncias químicas que se agrupam em diversas frações que podem ser separadas em função de suas faixas de ebulição distintas. A proporção e o comportamento destes componentes, entretanto, diferem significativamente dependendo da geoquímica (natureza do solo, condições de formação e matéria-prima original) do óleo (SKRIFVARS et al, em 1999).

Os fluidos são produzidos do reservatório do fundo do poço, sendo escoados pela coluna de produção, seguindo para a superfície através de dutos, válvulas, conexões e acessórios de tubulações até chegar às plantas de processamento primário. Todo esse percurso acidentado que os fluidos produzidos devem atravessar, sob condições severas de temperatura e pressão, promove uma mistura intensa entre os componentes, principalmente da água com óleo e contaminantes, resultando no aparecimento da formação de emulsões (ARNOLD et al, em 1992).

De acordo com Thomas (2004), dependendo dos fluidos produzidos e da viabilidade técnico-econômica, uma Planta de Processamento Primário pode ser simples ou complexa. As mais simples efetuam apenas a separação gás/óleo/água, enquanto que as mais complexas incluem o condicionamento e compressão do gás, tratamento e estabilização do óleo e tratamento da água para reinjeção ou descarte. A Estação de Produção contida na Planta é responsável pelo tratamento do óleo.

Emulsão é um sistema disperso, formado por dois líquidos imiscíveis, mais um agente emulsificante e agitação suficiente para transformar o sistema numa fase contínua. Pelo estudo feito por Salager (1986), quando o óleo é a fase dispersa, a emulsão é chamada de “Emulsão Óleo em Água” (O/A), e, quando o meio disperso é aquoso, a emulsão é chamada de “Emulsão Água em Óleo” (A/O).

A presença de agentes emulsificantes ou emulsificantes naturais, no petróleo, forma uma película que impede o contato entre as gotículas, estabilizando a emulsão. Esses agentes emulsificantes apresentam-se na forma de partículas sólidas que tendem a ser insolúveis em ambas as fases líquidas, porém, algum elemento desse agente tem uma preferência para o óleo e outro elemento prefere a água. Agem formando um filme adsorvido em torno das gotículas dispersas o que ajuda a impedir a floculação e a coalescência. Também diminuem a tensão interfacial da partícula de água, causando formação de partículas menores (Silva, 2004).

De acordo com Thomas, em 2004, a desestabilização pode ser realizada pela ação de calor, eletricidade e desemulsificantes (copolímeros de OE/OP). O tratamento termoquímico consiste na quebra da emulsão por meio de aquecimento, geralmente na faixa de 45°C a 60°C. Pode-se também aplicar um campo elétrico de alta voltagem (15.00 a 50.000 volts) a uma emulsão fazendo com que as gotículas de água dispersas no óleo (meio de baixa constante elétrica) adquiram uma forma elíptica.

Normalmente, cada desemulsificante tem um efeito diferenciado para cada tipo de petróleo. Trata-se da adição de pequena quantidade de produtos específicos formulados com um ou mais ingredientes ativos, além de solventes à formulação, tais como compostos aromáticos e alcoóis, que atuam como coaditivos, para diminuir a viscosidade das substâncias contidas, facilitando o manuseio e a dosagem. Os solventes desempenham principalmente o papel de carrear as moléculas ativas, mas, dependendo de sua natureza, também podem influenciar no desempenho do produto ativo no tratamento. A aplicação de aditivos químicos (desemulsificantes) para desestabilizar emulsões é bastante comum (AUFLEM, em 2002; COUTINHO, em 2005).

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1. Materiais

• Desemulsificante;
• Petróleo;
• Água;
• Tubo para Centrífuga;
• Proveta;
• Béquer.

1. Equipamentos

• Turrax;
• Centrífuga;
• Banho-Maria.

4.3 Método Experimental

Inicialmente, preparou-se as emulsões (100mL cada) uma tendo 10% de água e 90% de óleo, e outra tendo 40% de água e 60% de óleo, mediu-se os volumes com auxílio de uma proveta. Em seguida, transferiu-se os volumes medidos de cada emulsão para respectivos béqueres e realizou-se a emulsificação das misturas no turrax durante 10 minutos.

Logo após, transferiu-se 7mL de cada emulsão para tubos para centrífuga e adicionou-se 3mL de desemulsificante (adequado para o tipo de petróleo usado) e levou os tubos para banho-maria durante 10 minutos a aproximadamente 89ºC.