Quebra de emulsão

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Keyword: Emulsion; De-emulsifying; Break Emulsion.

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1 INTRODUÇÃO

Na produção de um campo de petróleo há a co-produção de água sedimentos e gás. Em função do cisalhamento imposto pelo escoamento destes fluidos (água, óleo e gás), desde o reservatório até as unidades de produção, e pela presença de espécies tenso ativas na composição do petróleo, são formadas as emulsões de petróleo do tipo A/O.

A estabilidade da emulsão formada e o incremento de viscosidade afetam significativamente a capacidade dos sistemas de bombeamento do petróleo. Então, na unidade de produção é feito o tratamento primário dos fluidos que consiste em separar as fases óleo, gás e água. A separação de gás é uma etapa mais simples, porém a separação entre óleo e água, que pode estar sob a forma livre ou emulsionada, é a etapa mais complexa para o processamento. A remoção da água e dos sais dissolvidos na mesma é necessária para atender às especificações do óleo tratado quanto aos teores de água e sais. Os problemas decorrentes do elevado teor de água e sais no óleo são a potencialização da corrosão em linhas, dutos, equipamentos de refino e a elevação dos custos de transporte, entre outros. Atualmente, o conceitual de processamento primário de petróleo adota como premissas para separação água óleo o aquecimento dos fluidos na chegada à unidade de produção através dos permutadores de calor amplamente conhecidos (aquecimento convencional), a adição de produto químico desemulsificante (tratamento químico) e, em sequência, a separação propriamente dita realizada no interior de vasos separadores gravitacionais e eletrostáticos.

A formulação de aditivos comerciais pode conter mais de um tipo de componente ativo, também conhecido como base. Normalmente, cada base tem efeito diferenciado para cada tipo de petróleo a ser tratado e são adicionados solventes à formulação, tais como compostos aromáticos e álcoois, que atuam como co-aditivos e/ou tornam a formulação menos viscosa, e bombeável, para ser injetada em linha. Com o petróleo produzido usualmente vem acompanhado de água e gás, para desestabilizar emulsões água em óleo (a/o) são adicionados produtos ditos desemulsificantes. Estas emulsões podem se formar em função do regime de fluxo turbulento inerente às tecnologias de produção.

Tais produtos têm a finalidade de promover a separação e remoção da água do petróleo e, ao mesmo tempo, não permitir que a água separada apresente elevado teor de óleo residual, o que pode provocar a formação de emulsão inversa do tipo óleo em água (o/a). De qualquer forma, durante a produção de petróleo, é comum a co-produção de parte da água empregada no processo de injeção. A consequência deste fato é a geração de grandes volumes de água a serem descartados no mar. Esta água, denominada água produzida, é uma emulsão de óleo em água (o/a), que, normalmente, é tratada utilizando produtos químicos. Pratica tem como objetivo observar a ação dos desemulsificantes na separação A/O, bem como a sua resposta em emulsões com óleo de propriedades distintas.

2 OBJETIVOS

2.1 GERAL

- Observar a ação de desemulsificantes na separação água/óleo.

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ESPECÍFICOS

- Verificar o comportamento dos desemulsificantes na separação água/óleo.

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

A quebra da emulsão é caracterizada pela perda irreparável da estrutura química da mistura assim como de suas propriedades físico-químicas. Uma vez formadas, as emulsões de petróleo são normalmente estáveis e a separação das fases líquidas envolvidas (quebra da emulsão) é um processo importante devido a fatores já vistos anteriormente (KARCHER, 2008).

Diferentes mecanismos de quebra de emulsão podem ser empregados dependendo das condições do escoamento, propriedades dos fluidos, concentração de surfactante, procedimento de formação da emulsão, entre outros, podendo ser favorecida a ocorrência de um ou mais mecanismos (KARCHER, 2008).

3.1 MECANISMOS DE QUEBRA DAS EMULSÕES

Tratador eletrostático: O tratador eletrostático é mais utilizado nas plataformas marítimas (produção offshore), por ser menor e mais eficiente que os tanques utilizados em terra, e também um processo utilizado para emulsões mais estáveis. Seu sistema de funcionamento se baseia na aplicação de um campo elétrico de alta voltagem a uma emulsão, fazendo com que as gotículas de água dispersas no óleo adquiram uma forma elíptica alinhadas na direção do campo, com pólos induzidos de sinais contrários, que criam uma força de atração, provocando a coalescência. (KOKAL, 2005).

Tanque de lavagem do óleo: Em campos de produção terrestres que apresentam alta razão água-óleo e baixíssima razão gás-líquido, são utilizados separadores gás-líquido no primeiro estágio de separação, tipo vaso de pressão, e tanques atmosféricos e de e alta e capacidade, e mais e conhecidos como tanques de lavagem, e como e separador de segundo estágio. (KOKAL, 2005).

Tratamento Térmico: São tratamentos que utilizam o ajuste de temperatura como parâmetro na quebra da emulsão. O tratamento térmico está comumente associado à outra tecnologia, como por exemplo, uso de produtos químicos e/ou tratadores eletrostáticos, pois somente o uso da temperatura não consegue especificar o óleo adequadamente. (KOKAL, 2005).

Tratamento químico: O tratamento químico das emulsões água-óleo através da adição de desemulsificantes apropriados é amplamente utilizado na desestabilização destes sistemas e consequentemente na separação das fases óleo e água. Os desemulsificantes apresentam propriedades interfaciais e se adsorvem na interface água-óleo mudando as suas propriedades físico-químicas e favorecendo assim a coalescência entre as gotas de água (KOKAL, 2005).

A Figura 1 mostra as etapas que envolvem a quebra da emulsão devido à ação de um desemulsificante, onde mostra que inicialmente, o desemulsificante chega até interface água-óleo, desloca os emulsificantes naturais e desestabiliza a emulsão em seguida, ocorre a coalescência das gotas em gotas de maior tamanho e peso e finalmente,