Seminário_Qualidade_de_água

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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG
Centro de Desenvolvimento Sustentável do Semiárido – CDSA
Unidade Acadêmica de Tecnologia do Desenvolvimento – UATEC
Jéssica Gomes Fontes
Karlla Karem da Silva
Mayara Monique Almeida Moura Nunes
 
Sumé – PB
Abril, 2014. 
Disciplina de Qualidade de Água, 
ministrada pela Profª Ilza 
Brasileiro, curso Engenharia de 
Biossistemas, 8º período.
JÉSSICA GOMES FONTES
KARLLA KAREM DA SILVA
MAYARA MONIQUE ALMEIDA MOURA NUNES
INDÚSTRIA DO PETRÓLEO
Sumé/PB
Abril, 2014
ÁGUA PRODUZIDA 
OU 
ÁGUA DE PRODUÇÃO
O QUE É?
Água Produzida (AP) é o efluente resultante dos processos de 
separação nas estações coletoras e de tratamento na produção de petróleo. 
O crescente volume resultante constitui-se em um perigo relevante para o 
meio ambiente. Os riscos ambientais associados à AP podem variar em 
função da composição da água, das características do local em que ela 
ocorre e da sua disposição final.
 Para o entendimento desse problema, deve-se conhecer os 
constituintes da água produzida que a torna perigosa associado com o 
local em que pode ocorrer o dano ao meio ambiente.
PROCEDÊNCIA 
A origem básica da Água Produzida juntamente com o petróleo 
está relacionada as condições ambientais existentes durante a geração 
deste óleo. Um ambiente geológico marinho ou lacustre, em que tenha 
havido intensa deposição de matéria orgânica, associada com posterior 
soterramento, e condições físico-químicas apropriadas tende a reunir os 
condicionantes necessários para o aparecimento do petróleo nas rochas 
matrizes.
 
Então o petróleo gerado migra para rochas permeáveis 
adjacentes que, trapeadas estruturalmente por rochas impermeáveis, 
resultam em acumulações nas rochas reservatório.
 Por milhares de anos o petróleo se concentra, segregando-se da 
água mas, mantendo muitas vezes, contato com os aquíferos. (Figura 1)
Figura 1 - Reservatório Esquemático de Óleo
TRATAMENTO DA ÁGUA PRODUZIDA
A Água Produzida (AP), considerada como um efluente a ser 
descartado, deve passar por tratamentos eficazes de modo a se enquadrar 
na legislação vigente, tendo em vista o destino que lhe será dado. Se for 
reutilizada, precisará ser tratada de modo a atingir os padrões 
necessários ao processo em que será utilizada.
Os tratamentos básicos pelos quais a água produzida pode passar 
são:
• Remoção do óleo residual;
• Remoção de gases;
• Remoção de sólidos suspensos;
• Eliminação de bactérias.
ÁGUA PRODUZIDA E MEIO AMBIENTE
Potencialmente perigosa ao meio ambiente por causa dos 
diversos elementos que a compõe. A combinação de um ou mais 
desses elementos, a quantidade e as características do local onde o 
efluente for descartado devem ser levados em conta para avaliar um 
possível impacto ambiental.
 Poderá ocorrer poluição em rios, mares, lagos , contaminação 
em aquíferos e do solo, danos à flora e à fauna.
As principais causas potenciais de perigo atribuídas a Água 
Produzida podem ser :
•Alta salinidade;
•Sólidos suspensos;
•Presença de metais pesados;
•Presença de orgânicos insolúveis;
•Presença de orgânicos solúveis;
•Presença de produtos químicos;
•Radioatividade.
CONTROLE DA GERAÇÃO DA ÁGUA 
PRODUZIDA
Esse controle se dá por atividades que se desenvolvem 
individualmente, em cada poço, com intuito de controlar a produção de 
água e recuperar o potencial de produtor de óleo. Não sendo possível, 
pode-se optar por fechar o poço ou convertê-lo em injetor de água. O 
controle tradicionalmente executado é o isolamento da zona produtora de 
óleo e portadora de alta saturação de água.
 O Isolamento pode ser feito por:
•Obturadores mecânicos - zona a ser isolada, localizada abaixo de outras 
existentes;
•Compressão de cimento - zona a ser isolada, localizada acima de outra 
zona produtora a ser preservada.
ÁGUA UTILIZADA NO REFINO DE 
PETRÓLEO
PROCESSO DE REFINO DO PETRÓLEO
Água utilizada no refino do petróleo: 246 a 340 litros; 
Geração de água residuária: 0,4 a 1,6 vezes o volume de óleo 
processado.
✓Transformação do material bruto: 
As plantas de refino de petróleo são grandes consumidoras de 
água. No Brasil consumiram, durante o ano de 2009, 254.093 m3/dia de 
água, que é utilizada em unidades de processo, em sistemas de geração 
de vapor, em torres de resfriamento, no combate ao incêndio e com fins 
potáveis. 
PROCESSO DE REFINO DO PETRÓLEO
USO X CONSUMO
PROCESSO DE REFINO DO PETRÓLEO
USO
• sistema de geração de vapor; 
• torres de resfriamento; 
• unidades de processo: 
Craqueamento Catalítico 
Fluido (FCC), 
Hidrocraqueamento (HCC) e o 
Hidrotratamento(HDT)
CONSUMO
• à quantidade da mesma 
efetivamente retirada dos 
recursos hídricos por parte da 
unidade industrial.
X
UTILIZAÇÃO DA ÁGUA EM REFINARIAS
Segundo AMORIM (2005), nas refinarias da Petrobras o 
consumo de água é distribuído da seguinte forma: REPOSIÇÃO DE 
ÁGUA DE RESFRIAMENTO, 46%; ÁGUA DE CALDEIRA, 26%; 
ÁGUA DE INCÊNDIO, 9%; E ÁGUA POTÁVEL E SERVIÇO, 19%.
UTILIZAÇÃO DA ÁGUA EM REFINARIAS
Unidades principais de refinarias de 
petróleo:
▪ Dessalgação 
▪ Destilação atmosférica 
▪ Destilação a vácuo 
▪ Craqueamento térmico / visco-redução 
▪ Coqueamento retardado 
▪ Craqueamento catalítico (FCC)
▪ Hidrocraqueamento catalítico (HCC) 
▪ Hidrotratamento e hidroprocessamento
▪ Alquilação
▪ Isomerização
▪ Polimerização 
▪ Reforma catalítica
✓A água também é utilizada para remover compostos inorgânicos 
solúveis de correntes de hidrocarbonetos; enquanto que vapor é 
usado em contato direto com hidrocarbonetos, resultando na 
geração de efluente industrial (CH2M HILL, 2003).
✓O vapor obtido na água gasta para alimentação de caldeiras é 
usado para retificação e destilação (BRAILE, 1979).
UTILIZAÇÃO DA ÁGUA EM REFINARIAS
Tabela 1. Principais unidades de refinarias de petróleo usuárias de água (ALVA-ARGÁEZ et al., 2007).
UTILIZAÇÃO DA ÁGUA EM REFINARIAS
UTILIZAÇÃO DA ÁGUA EM REFINARIAS
A UTILIZAÇÃO INADEQUADA DA ÁGUA NAS 
REFINARIAS
Durante o processo de refino são consumidas grandes 
quantidades de água, isto porque, praticamente todas as operações, 
desde a destilação primária até os tratamentos finais, requerem grandes 
volumes de água de processo e de resfriamento. Em contrapartida, são 
geradas grandes quantidades de efluentes líquidos, sendo alguns de 
difícil tratamento. 
 Os efluentes líquidos gerados nas refinarias são constituídos de 
água de refrigeração, água de processo, efluentes sanitários e água de 
chuva, e variam, tanto em qualidade e quantidade, em função do tipo de 
petróleo processado, das unidades de processamento que compõem a 
refinaria e da forma de operação dessas unidades.
Após a descoberta de petróleo na Bacia de Campos, em 1978, o 
setor de refino no país vem sofrendo alterações para se adaptar à essa nova 
realidade. Isso porque, até então o Brasil importava grande parte do 
petróleo que consumia, e as refinarias foram sendo construídas de forma a 
processar o petróleo importado, que era basicamente o do tipo árabe leve. 
Tendo em vista as transformações do setor, o Programa de Planejamento 
Energético da COPPE/UFRJ realizou um estudo sobre a “Evolução do 
Mercado Brasileiro de Derivados de Petróleo e Perspectivas de Expansão 
do Parque de Refino Nacional até 2015”, indicando a construção de duas 
refinarias até 2015 como estratégia para a política energética brasileira; 
sendo uma delas otimizada para diesel e a outra, para diesel ou 
petroquímicos básicos (Szklo et al., 2004).
A UTILIZAÇÃO INADEQUADA DA ÁGUA NAS 
REFINARIAS
A possibilidade do aumento do parque de refino nacional traz 
à tona a problemática do aumento do consumo de água no país, bem 
como do aumento dos rejeitos líquidos despejados em nossos rios. 
Além disso, o petróleo produzido no Brasil é, majoritariamente, do 
tipo pesado, e contém alto teor de metais, além de ser ácido (ou ter 
elevada acidez naftênica,o que causa, em particular, problemas de 
corrosão nas unidades da refinaria). Isto significa que refinarias devem 
utilizar grandes quantidades de água para processá-lo, além de 
produzir rejeitos de pior qualidade.
A UTILIZAÇÃO INADEQUADA DA ÁGUA NAS 
REFINARIAS
Fonte: http://www.adesg.net.br
A UTILIZAÇÃO INADEQUADA DA ÁGUA NAS 
REFINARIAS
PRINCIPAIS TRATAMENTOS DA ÁGUA 
PRODUZIDA
TRATAMENTOS UTILIZADOS: 
• Flotação 
• Filtração
•Hidrociclones 
• Adsorção 
• Eletroquímico
FLOTAÇÃO
Conforme Silva e outros (2011) e Thomas (2004), a flotação e 
um dos processos mais utilizado para recuperação de óleo na água 
produzida através da separação gravitacional.
O processo de flotação é:
• Bastante eficiente
• Tem um custo menor em relação aos outros métodos de 
separação 
Etapas do processo:
• Geração de bolhas de gás
• Contato entre a bolha de gás e as gotas de óleo
• Ascensão das gotas de óleo e por fim a remoção do óleo. 
Essa ascensão ocorre por diferencial de densidade entre as fases (GOMES, 2009).
FLOTAÇÃO
A eficiência da remoção do óleo e influenciada pelo 
tamanho das bolhas formadas. 
 Variação do tamanho da bolha torna dependente: do pH e do 
material do eletrodo.
O método de eletroflotação se destaca entre os demais processos de 
flotação por ser um processo que, flota poluentes para a superfície 
da água por uso de minúsculas bolhas de gases geradas por 
eletrolise da água na base de um reator eletroquímico. 
Tecnologia e bastante eficiente:
• Na remoção de óleos, 
• Graxas
• Poluentes orgânicos. 
ADSORÇÃO
Segundo Gomes et al. (2007), a adsorção baseia-se no 
princípio de que uma superfície sólida, em contato com um fluido, tem 
tendência a acumular uma camada superficial de moléculas de soluto, 
devido ao desequilíbrio de forças superficiais existentes.
Os adsorventes mais utilizados em escala industrial são:
• Carvão ativado
• A silica-gel
• Alumina ativada
• Peneiras moleculares etc. 
Entretanto métodos alternativos vem sendo estudados devido ao elevado valor de alguns 
adsorventes (SANTOS et al., 2007). 
ADSORÇÃO
Métodos alternativos
 
•Os filtros de casca de noz tem sido utilizados comercialmente 
para remover o óleo livre e sólidos suspensos a partir de água em 
refinarias. Estes tipos de filtros são, tipicamente, utilizados como 
parte de uma cadeia de tratamento global como uma peça de 
separação terciário.
Em filtros de casca de noz, a água e introduzida em um fluxo descendente onde o óleo 
e adsorvido e sólidos suspensos são filtrados (LORGE et al., 2011).
ELETROQUÍMICA
Através da ação do próprio elétron as substâncias tóxicas e 
nocivas ao meio ambiente são removidas ou transformadas através de 
reações de óxido-redução em substâncias menos tóxicas.
A tecnologia eletroquímica apresenta as seguintes vantagens:
• Relativa disponibilidade de energia elétrica, 
• Condições energéticas reacionais reduzidas (processos a frio),
• Sistemas altamente reprodutíveis e facilmente controláveis 
permitindo a automação e facilidade de montagem de plantas 
relativamente compactas (RAMALHO, 2008; PONTES, 2010).
ELETROQUÍMICA
A eficiência do tratamento eletroquímico da água produzida foi 
associada a três fatores:
• Oxidação direta do resíduo orgânico sobre o eletrodo;
• Remoção do material particulado pelos gases eletrogerados 
(eletroflotação);
• Oxidação indireta através de espécies intermediarias reativas 
(ZANTA et al., 2000; ZANTA et al., 2003).
CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS
Várias classificações para os petróleos têm sido propostas, 
com objetivos muito distintos e, consequentemente, com diferentes 
parâmetros físicos e químicos usados. Enquanto refinadores estão mais
interessados na quantidade das sucessivas frações de destilação e na 
composição química ou propriedades físicas destas frações, geólogos e 
geoquímicos têm mais interesse em identificar e caracterizar os 
petróleos, para relacioná-los à rocha geradora e medir seu grau de 
evolução.
CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS
Tissot e Welte a partir de um estudo com cerca de 550 
petróleos, propuseram uma nova classificação dos petróleos, com base 
nos teores de hidrocarbonetos presentes no mesmo: 
• Alcanos (compostos parafínicos), 
• Cicloalcanos (naftênicos), e 
• Aromáticos mais compostos de N, S, O (resinas e 
asfaltenos), levando em conta, adicionalmente, o teor de 
enxofre.
REFERÊNCIAS
POMBO, F. R. Gestão da demanda de água na indústria de refino de Petróleo: 
Desafios e oportunidades de racionalização. 2011. 169f. Tese (Doutorado) - Programa 
de Pós Graduação em Planejamento Energético, Universidade Federal do Rio de 
Janeiro. Rio de Janeiro, 2011.
BARBOSA, F. L.; SZKLO, A.; MAGRINI, A. Regulamentação do reuso da água em 
refinarias – Análise do modelo americano e prespectivas para o cenário Nacional. In: 3º 
CONGRESSO BRASILEIRO DE PETRÓLEO E GÁS. 2005. Salvador. Anais... 
Salvador, 2005.
SANTAELLA, S. T.; SILVA JR, F. C. G.; GADELHA, D. A. C.; COSTA, K. O.; 
AGUIAR, R.; ARTHAUD, I. D. B.; LEITÃO, R. C. Tratamento de efluentes de 
refinaria de petróleo em reatores com Aspergillus niger. V 14, n1, p 139-148. Fortaleza, 
CE, 2009.
OBRIGADA!!
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