ÁREA: Materiais
TÍTULO: DESIDRATAÇÃO DE PETRÓLEOS UTILIZANDO CENTRIFUGAÇÃO E DESEMULSIFICANTES COMERCIAIS
AUTORES: CASTRO,E.V.R. (UFES) ; MEDEIROS,E.F. (UFES) ; MORIGAKI,M.K. (UFES) ; SANTOS, M.F.P. (UFES) ; SAD,C.M.S. (UFES)
RESUMO: No processo de produção de petróleo é comum a co-produção de água sob a forma emulsionada. Devido à elevada salinidade, a presença de água associada ao petróleo causa sérios problemas nas operações de transporte, armazenamento e refino. Geralmente, óleos pesados apresentam maior quantidade de emulsificantes naturais (asfaltenos, resinas, ácidos naftênicos, dentre outros), formando emulsões do tipo água em óleo (A/O) mais estáveis do que os óleos leves. Em escala laboratorial faz-se necessária remoção da água emulsionada para uma eficiente caracterização e cálculo da valoração do petróleo através de algumas propriedades físico químicas. Neste sentido, este estudo apresenta um método alternativo para desidratação e dessalgação de petróleos em escala laboratorial, por centrifugação e uso de desemulsificantes comerciais utilizados no processamento de petróleos.
PALAVRAS CHAVES: desidratação de petróleos, centrifugação.
INTRODUÇÃO: Na produção de petróleos, é comum a co-produção de contaminantes não-desejados onde se destaca a água de formação, geralmente, sob a forma emulsionada e com elevada salinidade. A concentração e a composição dos sais presentes na água de formação variam de acordo com os campos de produção(THOMAS,2004). A presença de sais dissolvidos na água de formação causa vários problemas que se estendem desde as regiões de produção até as refinarias Diante de tantas inconveniências causadas pela água salina associada ao petróleo, cada vez mais se faz necessário o uso de processos mais eficientes de desidratação e dessalgação.Para remover a água emulsionada no óleo é necessário utilizar processos físicos e químicos que aumentem a velocidade de coalescência das gotas de água. A desestabilização de uma emulsão é realizada pela ação do calor, eletricidade e desemulsificantes(RAMALHO, 2000).
Em escala laboratorial estudos recentes foram realizados e implementadas mudanças para a melhoria no processo de extração de sais em petróleos utilizando solventes visando para aumentar a eficiência do processo. Entretanto, este estudo apenas quantifica o teor de sais em petróleos e não possibilita a caracterização das propriedades físico químicas da amostra após o processo de extração de sais devido o uso de solventes orgânicos(MORIGAKI et al.,2010).
Um dos métodos recomendados para desidratação de petróleos é o ASTM D 4006. Este método consiste na destilação a temperatura de 120ºC. Além de ser extremamente trabalhoso, pode ocorrer perda de frações leves, com alteração da densidade API e viscosidade descaracterizando o petróleo.
Este estudo tem como objetivo desidratar petróleos utilizando centrifugação e desemulsificantes comerciais.
MATERIAL E MÉTODOS: Para realização deste trabalho foram selecionadas 24 amostras de petróleos com propriedades físico - químicas conhecidas e foram distribuídas da seguinte forma: oito amostras de petróleos pesados (°API en torno de 14,0), oito amostras de petróleos médios (°API em torno de 28,0) e oito amostras de petróleos leves (°API em torno de 36,0) provenientes de três campos produtores distintos. Antes da desidratação das amostras, determinou-se o teor de água pela técnica potenciométrica (método de Karl Fisher, ASTM D 4377). Adicionou-se 250 µl de um desemulsificante comercial as amostras e estas foram homogeneizadas mecanicamente por 5 minutos. Em seguida foram aquecidas em um banho Maria as temperaturas de 40,60 e 80 ±5ºC e com auxílio de uma centrífuga, foram desidratadas em nas rotações 1400, 1600 e 2000 rotações por minutos (rpm).Após a desidratação, as amostras foram submetidas às seguintes análises de caracterização do petróleo: viscosidade cinemática (ASTM D 445-06), densidade (ASTM D 5002-99), °API (ASTM D 1298-99), Índice de Salinidade Total (IST), (ASTM D 6470-99), Teor de Enxofre (ASTM D 4294-99),Teor de água (ASTMD 4377) e Número de Acidez Total (NAT) (ASTM D 664-09). Os dados obtidos foram tratados por estatística descritiva ANOVA.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As amostras de óleos leves apresentaram melhor eficiência (99,8%) de desidratação a temperatura de 40±5ºC e rotação de 1600 rpm As amostras de óleos médios apresentaram maior eficiência (99,5%) de desidratação a temperatura de 60±5ºC e rotação de 1600 rpm. A desidratação das amostras de óleos leves e médios ocorreu em uma única etapa de aquecimento e centrifugação. Já as amostras de óleos pesados foram desidratadas em duas etapas e apresentaram maior eficiência (99,0%) de desidratação a temperatura de 80±5ºC a 2000 rpm.
Após a desidratação dos óleos, as propriedades físico-químicas foram monitoradas. Observou-se que as amostras de óleos leves desidratadas as temperaturas de 60 e 80±5ºC a 2000rpm, apresentaram perda de frações leves pela diminuição da densidade API e aumento da viscosidade. Entretanto, as amostras de óleos médios desidratadas apresentaram perdas de frações leves apenas à temperatura de 80±5ºC a 2000rpm. Já as amostras de óleos pesados não apresentaram alterações das propriedades.
Os resultados das outras propriedades físico - quimicas foram analisadas com intervalo de confiança de mais de 95% para todas as amostras indicando que houve uma sensível diminuição no teor de enxofre e a acidez. Está diminuição é interessante porque estas propriedades são impactantes no processo de refino.
A eficiência de remoção de sais foi maior nos óleos leves com eficiência de 97,8%, seguido de 96,1% nós óleos médios e 94,5% nos óleos pesados.
CONCLUSÕES: O estudo mostrou que a desidratação e dessalgação de petróleos por centrifugação pode ser realizada com eficiência desde que a temperatura de aquecimento e rotação da centrífuga sejam controladas para evitar perdas de frações leves, conseqüentemente, alterações das propriedades físico químicas.
Os óleos leves e médios podem ser desidratados em uma única etapa e requerem menor temperatura e rotação da centrifuga. Já os óleos pesados requerem maiores rotações e temperaturas com 2 etapas de desidratação.
Os resultados das propriedades físico - químicas analisadas com intervalo de confiança de mais de 95% para todas as amostras indicaram que houve sensível diminuição para o teor de enxofre e a acidez.
AGRADECIMENTOS: LABPETRO - UFES, CENPES -PETROBRAS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MORIGAKI, M. K.; CHIMIM, R. Q. F.; SAD, C. M. S.; FILGUEIRA, P. R.; CASTRO, E. V. R.; DIAS, J. C. M. Salinity of Crude Oil: Optimization of Methodology and New Method for Extraction of Salt in Petroleum.2010.Química Nova, v. 33, n. 3, p. 607-612. (in Portuguese).
RAMALHO, J. B. V. S. Efeito do Envelhecimento Sobre Viscosidade e Estabilidade de Emulsões de Petróleo do Tipo Água-Óleo. 2000. Boletim Técnico Petrobras - Centro de Pesquisa (CENPES),Rio de Janeiro, RJ.
THOMAS, J. E., Fundamentos de engenharia de petróleo. 2004. Interciência, 2ª. Ed., Rio de Janeiro, RJ.
