EMULSÃO ÁGUA EM ÓLEO

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UNIVERSIDADE TIRADENTES
ENGENHARIA DE PETRÓLEO
JAMIEL MENEZES OLIVEIRA
JHONATAN TAVARES OLIVEIRA
LUANA SILVA SANTOS PEREIRA
LUCAS DO VALE SAMPAIO
PAULO OTÁVIO SOUZA SANTANA
RODOLFO MENEZES SANTOS
PRÁTICA 02: GERAÇÃO DE EMULSÃO ÁGUA EM ÓLEO
ARACAJU – SE
2015
JAMIEL MENEZES OLIVEIRA
JHONATAN TAVARES OLIVEIRA
LUANA SILVA SANTOS PEREIRA
LUCAS DO VALE SAMPAIO
PAULO OTÁVIO SOUZA SANTANA
RODOLFO MENEZES SANTOS
PRÁTICA 02: GERAÇÃO DE EMULSÃO ÁGUA EM ÓLEO
Relatório de experimento, apresentado como avaliação parcial da disciplina Processamento em Petróleo e Gás, ministrada pela professora Marcela Hardman, turma E03, 2015/2.
ARACAJU - SE
2015
INTRODUÇÃO
As emulsões são misturas de líquidos imiscíveis, formadas por uma fase dispersa e uma fase contínua. Nas emulsões água em óleo, a água é a fase dispersa e o óleo é a fase contínua. Tais emulsões A/O são estabilizadas pela presença de emulsificantes naturais presentes no óleo. 
Na produção de petróleo, a geração de emulsão ocorre durante a extração do óleo do poço devido à agitação que a mistura A/O sofre no trajeto do fundo do poço até os tanques separadores. No passo seguinte, tratamento do óleo, o objetivo é alcançar a razão desejada de água presente no óleo (BS&W). Essa variação do BS&W influencia o comportamento das emulsões, em especial a viscosidade.
O presente experimento em laboratório permitiu a geração da emulsão água em óleo em diferentes BSW, o que possibilitou a observação visual da mudança da viscosidade com a adição de água. 
RESUMO
Na indústria do petróleo a emulsão, que é a mistura de dois líquidos imiscíveis em que um deles encontra-se na forma de gotículas disperso no outro liquido, está presente em quase todas as etapas de extração e produção do petróleo. O petróleo quando extraído, ele é resultado de uma mistura de óleo, água, gás e impurezas. Durante o processo de produção é comumente a formação de emulsões de água em óleo, devido a agitação e ao cisalhamento sofrido pela mistura óleo/água no seu trajeto de reservatório até a superfície, e também a presença dos agentes emulsificantes no óleo. O presente trabalho tem como finalidade, a geração de emulsões água em óleo em diferentes BS&W. As emulsões obtidas foram observadas e compradas em relação ao seu comportamento e a viscosidade de cada uma delas. Foi possível ver nitidamente que os grupos 3 e 4, com maiores quantidade de BS&W, os quais formaram emulsões com maior viscosidade. 
PALAVRAS-CHAVES: Emulsão A/O, agentes emulsificantes, viscosidade.
ABSTRACT
In the petroleum industry the emulsion, which is a mixture of two immiscible liquids in which one is dispersed in the form of droplets in the other liquid is present in almost all the stages of extraction and production of oil. The oil when extracted, it is the result of a mixture of oil, water, gas and impurities. During the production process is often the formation of water in oil emulsions due to agitation and shear experienced by the oil / water in the reservoir thereof path to the surface, and also the presence of emulsifiers in the oil. This paper aims, the generation of oil in water emulsions in different BS & W. The obtained emulsions were observed and purchased in relation to its behavior and the viscosity of each. It can clearly see that the groups 3 and 4, larger amount of BS & W, which formed emulsions with higher viscosity.
KEYWORDS: Emulsion A / O, emulsifying agents, viscosity.
OBJETIVOS
Geral: Realizar a geração de emulsão água em óleo.
Especifico: Realizar a geração de emulsão de água destilada em óleo e observar o comportamento do óleo em relação ao aumento do volume de água destilada adicionado ao mesmo.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
As emulsões podem ser classificadas, de forma geral, como água em óleo (A/O), onde a água é a fase dispersa e o óleo é a fase contínua; e como óleo em água (O/A), onde o óleo é a fase dispersa e a água é a fase continua (HILARIO, 2012).
Dependendo da proporção volumétrica relativa entre as duas fases, as emulsões podem ser água-em-óleo (A/O) ou óleo-em-água (O/A). Nas emulsões água-em-óleo (A/O), a água encontra-se dispersa no óleo que atua como fase externa. Por outro lado, nas emulsões óleo-em-água (O/A), o óleo constitui a fase dispersa e a água, a fase contínua. Além das emulsões A/O e O/A, existem emulsões bem mais complexas, como as emulsões múltiplas. Estas podem ser do tipo água-em-óleo-em-água (A/O/A) ou óleo-em-água-em-óleo (O/A/O).
Figura 1: Fotografia de uma emulsão examinada em um microscópio óptico (expert shape)
Misturas água / óleo foram feitas para avaliar a influência dos parâmetros de medição sobre a aparência da distribuição de tamanho de partícula. A influência do poder e da duração das ondas ultrassônicas foram avaliadas para vários sistemas binários em concentrações crescentes de água.
Repulsão estérica é a resistência de espécies adsorvidas na interface das gotas à interação com espécies adsorvidas em outras gotas. Ela ocorre quando a interação das espécies adsorvidas com o solvente da fase contínua é energeticamente mais favorável do que a interação com outro material adsorvido. A repulsão estérica é comumente encontrado em sistemas estabilizados por tensoativos não-iônicos, onde a energia de solvatação é da ordem das ligações de hidrogênio. Nas emulsões de água-em-óleo, energias de solvatação dessa magnitude são incomuns. Neste caso o solvente é uma mistura de hidrocarbonetos saturados e aromáticos que irão interagir com as moléculas de asfaltenos e resinas com forças muito mais fracas de Van der Waals. No entanto, a repulsão estérica pode ser relevante na estabilidade de dispersões de asfaltenos por consequência das interações altamente energéticas entre resinas e asfaltenos (SULLIVAN & KILPATRICK, 2002).
As parafinas são alcanos de alta massa molecular. Elas não estabilizam emulsões sozinhas, pois são altamente hidrofóbicas não atuando na interface água-óleo. No entanto, quando asfaltenos estão presentes emulsões água-em-óleo são formadas (BOBRA et al., 1992). Em seu trabalho Bobra et al. (1992) mostraram que uma concentração de 0,01 g/mL de asfaltenos não forma emulsões estáveis, mas com a 14 adição de parafinas (0,05 g/mL) uma emulsão estável é formada e com a adição de uma concentração maior de parafinas (0,1 g/mL) a estabilidade das emulsões formadas aumentou. Foi observada a presença de partículas de parafinas na interface água-óleo de emulsões (LEE, 1999).
METODOLOGIA
Formar 4 grupos para geração de quatro emulsões diferentes.
- Grupo 1: Gerar uma emulsão A - O à 10% de BSW.
- Grupo 2: Gerar uma emulsão A - O à 20% de BSW.
- Grupo 3: Gerar uma emulsão A - O à 30% de BSW.
- Grupo 4: Gerar uma emulsão A - O à 40% de BSW.
Adicionar a proporção de água no béquer (10 mL – grupo 1; 20 mL – grupo 2; 30mL – grupo 3; 40mL – grupo 4) medidos em uma proveta de 100mL;
Adicionar a proporção de petróleo no béquer (90 mL – grupo 1; 80 mL – grupo 2; 70 mL – grupo 3; 60 mL – grupo 4) medidos em uma proveta de 100mL;
Agitar os sistemas no turrax a uma velocidade de 2200 rpm por 5 minutos;
MATERIAIS
- 4 Provetas de 100mL
- 4 Béqueres de 250mL
- Turrax
- Petróleo (APIº 29)
- Água destilada
RESULTADOS E DISCUSSÕES
FIGURA 2: Béqueres dos grupos 1, 2, 3, 4 (esquerda para a direita) em descanso, após mistura.
- Grupo 1: 10 mL água/ 90 mL óleo (BSW 10%)
- Grupo 2: 20 mL água/ 80 mL óleo (BSW 20%)
- Grupo 3: 30 mL água/ 70 mL óleo (BSW 30%)
- Grupo 4: 40 mL água/ 60 mL óleo (BSW 40%)
Tempo de rotação: 5 minutos
Velocidade: 2200 rpm
Após o momento do descanso das misturas observou-se que a água tem uma maior facilidade de gerar emulsão no óleo, fato que não ocorre em caso de geração de emulsão de óleo em água. Observou-se bolhinhas de água no béquer do grupo 2, sendo que estas bolhinhas são na verdade água emulsionada no óleo. Observou-se também que o béquer do grupo1 apresentou muita espuma, sendo que a mesma possa ter sido gerada em razão da presença de algum contaminante na reação, por exemplo, resíduo de detergente no béquer utilizado deixado no recipiente após a limpeza. Em razão da espuma do béquer 1, foram utilizados os béqueres 2 e 4 para a verificação da diferença de viscosidade do óleo com diferentes valores de BSW (água). A experiência foi realizada com sucesso, visto que todas as emulsões foram bem formadas. 
FIGURA 3: Turrax utilizado			FIGURA 4: Béquer 1 com espuma visível.
para agitar mistura água-óleo.
						
CONCLUSÃO
A partir do experimento realizado em laboratório foi possível observar, na prática, como é o processo de formação de uma emulsão água em óleo numa mistura com 40% de BSW (razão água/ óleo). 
Com a análise do experimento de mistura de 40 ml de água destilada com 60 ml de petróleo (40% de BSW) e com a devida comparação com os outros experimentos (10%, 20% e 30% de BSW) foi possível observar com mais facilidade a formação da emulsão, o que se deve à maior quantidade de água dissolvida no óleo. 
O conhecimento sobre emulsões, de como reduzir a quantidade de água disperso no óleo, são extremamente necessários para o ramo da indústria do petróleo tanto do ponto de vista produtivo, uma vez que a legislação da ANP regulamenta a taxa de BSW sempre menor que 1% para distribuição. Pode-se observar também a presença de espuma em alguns experimentos, provavelmente pela presença de substâncias contaminantes (detergentes, aditivos), que na prática poderiam prejudicar o processamento, uma vez que eles podem funcionar como agentes emulsificantes.
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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