EMULSÃO ÓLEO EM ÁGUA

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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 01: EMULSÃO ÓLEO EM ÁGUA
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 01: EMULSÃO ÓLEO EM ÁGUA
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
Emulsão é um sistema de duas fases, onde uma fase está dispersa na outra. No processo de produção de petróleo, a emulsão tem uma presença muito significativa. Isto acontece por que durante a produção do óleo, gás e água também são produzidos, ocorrendo o contato entre eles: óleo/agua e óleo/gás. A água produzida possui a presença de óleo. Este óleo dissolvido na água gera uma dispersão do óleo (fase dispersa), em forma de gotículas na água (fase continua) formando-se assim a emulsão óleo em água. O processo de geração da emulsão óleo em água está diretamente relacionado ao volume da fase dispersa, que neste caso é o óleo, e também a quantidade de agentes emulsificantes, ou seja, o aumento da quantidade de óleo disperso favorece a formação de emulsão.
 Os agentes emulsificantes ajudam a formar emulsões mais facilmente e estabilizar a fase dispersa contra coalescência. Eles estão presentes tanto no óleo quanto na água. 
Neste trabalho, foram geradas as emulsões óleo em água e observado os seus comportamentos. Contribuindo para um melhor entendimento dos processos de emulsões óleo em água.
RESUMO
Na área do petróleo, as emulsões são primordiais desde a perfuração (fluido de perfuração) até a produção de um reservatório (óleo-em-água), sendo assim, a emulsão pode ser encontrada em quase todas as etapas de extração e produção do petróleo. O objetivo deste trabalho foi examinar a emulsão de 4 misturas de O/A utilizando 98 mL de água e 2 mL de óleo, 95 mL de água e 5 mL, 90 mL de água e 10 mL de óleo, 80 mL de água e 20 mL de óleo, respectivamente. Para que pudesse criar a emulsão foi necessário o uso do Turrax com velocidade de rotação a 2000 rpm pelo período de 5 minutos. Foi analisado que poderia ter formado mais emulsão se a rotação e o tempo fossem maiores. Com isso, concluí-se como é feito o processo da emulsão e da sua importância para a cadeia do petróleo. Com o resultado das misturas, o béquer com a solução de 80 mL de água e 20 mL de óleo teve um melhor êxito para se observar a emulsão por completa.
Palavras-chave: Emulsão, Óleo-em-água, Petróleo, Densidade.
ABSTRACT
In the oil industry, emulsions are essential from drilling (drilling fluid) to produce a reservoir (oil-in-water), and thus the emulsion can be found in almost all the stages of extraction and production of oil . The objective of this study was to examine the emulsion mixtures of the 4 / A using 98 mL of water and 2 ml of oil, 95 mL of water and 5 ml, 90 ml water and 10 ml oil, 80 mL of water and 20 ml oil, respectively. For could create the emulsion it was necessary to use the rotation speed Turrax at 2000 rpm for 5 minutes period. It was analyzed that could have formed more emulsion rotation and time were greater. Thus, I concluded is how is the process of emulsion and its importance for the oil chain. As a result of the mixtures, the beaker with the solution of 80 mL of water and 20 ml of oil had a better success to observe the complete emulsion.
Keywords: emulsion, oil-in-water, oil, density
OBJETIVOS
Geral: Realizar a geração de emulsão óleo em água.
Especifico: Realizar a geração de emulsão óleo, apresentando 29 graus API, em 100 ml água destilada. 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Quando dois líquidos imiscíveis são misturados e nota-se que uma das fases dispersou-se na outra em forma de gotículas, uma emulsão foi formada (SCHRAMM, 1992). Para a indústria petrolífera, entende-se por emulsão a mistura de dois líquidos imiscíveis em que um deles (a fase dispersa) encontra-se na forma de finos glóbulos no meio do outro liquido (a fase continua), formando uma mistura estável, esta presente desde a perfuração do poço, fluido de perfuração até a distribuição de seus derivados, podendo ser tanto um problema, quando éencontrada uma grande quantidade de emulsão nos reservatórios que serão explorados, quanto uma solução, em casos de derramamento de petróleo em água (SILVA, 2010).
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), como mostrado na figura 1, que apresenta diversos tipos de emulsões:
FIGURA 1: Adaptado de HILARIO 2012.
Na exploração e produção, a água esta presente na rocha juntamente com o petróleo e o gás natural, sendo estes separados em camadas. A água produzida (AP) é a água aprisionada nas formações subterrâneas que é trazida à superfície juntamente com petróleo e gás durante as atividades de produção (AMINI , 2012).
A AP é gerada como subproduto da produção de petróleo e gás, durante o processo de separação por que esses fluidos passam (processamento primário) para que possam se transformar em produtos comerciais. As alternativas usualmente adotadas para o seu destino são o descarte, a injeção e o reuso. Em todos os casos, há necessidade de tratamento especifico a fim de atender as demandas ambientais, operacionais ou da atividade produtiva que a utilizará como insumo. Um dos objetivos do tratamento é a remoção de óleo, que pode estar presente na água sob as formas livre, em emulsão (ou emulsionada) e dissolvido. Dessas três, o óleo sob a forma emulsionada é a que mais preocupa, devido ao elevado grau de dificuldade encontrado para a sua remoção (MOTTA, 2013).
O agente emulsificante (AE) facilita a emulsificação pela diminuição da tensão interfacial e pela formação de um filme rígido na interface entre a água e o óleo, dificultando a floculação e coalescência das gotículas. Os agentes emulsificantes podem ser eletrólitos inorgânicos, tensoativos, macromoléculas ou sólidos finamente divididos (SCHRAMM, 1992). Os AE podem estar presentes tanto na água quanto no óleo. Dentre os presentes na água, destacam-se os sedimentos suspensos e particulados como as argilas. Já no petróleo, estão presentes os asfaltenos, parafinas, resinas e compostos oxigenados (LEE, 1999). 
A qualidade da água produzida está intimamente ligada à composição do petróleo. Os principais compostos constituintes da AP são óleo, minerais dissolvidos da formação, compostos químicos residuais da produção, sólidos da produção, gases dissolvidos e microrganismos, dos quais o teor de óleos e graxas (TOG) é um dos principais parâmetros que merecem atenção para instalações onshore e offshore. (FAKHRU’L- RAZI et al., 2009). Os métodos usualmente utilizados para remoção dessas gotículas são flotação a ar (HONG; FANE; BURFORD, 2003), hidrociclones (SAIDI et al., 2012), coalescedores de leito (SOKOLOVIĆ; SOKOLOVIĆ; SEVIC, 2009) e separadores gravitacionais (STEWART & ARNOLD, 2011).
METODOLOGIA
Formar 4 grupos para geração de quatro emulsões diferentes.
- Grupo 1: Gerar uma emulsão O-A à 2% de TOG.
- Grupo 2: Gerar uma emulsão O-A à 5% de TOG.
- Grupo 3: Gerar uma emulsão O-A à 10% de TOG.
- Grupo 4: Gerar uma emulsão O-A à 20% de TOG.
Adicionar a proporção de água no béquer (98mL –grupo 1; 95mL – grupo 2; 90mL – grupo 3; 80mL – grupo 4) medidos em uma proveta de 100mL;
Adicionar a proporção de petróleo no béquer (2mL – grupo 1; 5mL – grupo 2; 10mL – grupo 3; 20mL – grupo 4) medidos em uma proveta de 100mL;
Agitar os sistemas no turrax a uma velocidade de 2000 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: 98 mL água/ 2 mL óleo (TOG 2%)
- Grupo 2: 95 mL água/ 5 mL óleo (TOG 5%)
- Grupo 3: 90 mL água/ 1º mL óleo (TOG 10%)
- Grupo 4: 80 mL água/ 20 mL óleo (TOG 20%)
Tempo de rotação: 5 minutos
Velocidade: 2000 rpm
Poderia ter formado mais emulsão se a rotação e o tempo fossem maiores. O óleo estava pouco viscoso, atentando-se para o fato de que no momento da realização da experiência o óleo do grupo 1 demonstrava-se mais viscoso que os dos demais grupos. Percebeu-se a formação de bolhas dispersas no óleo, que na verdade era água contida no óleo. O aumento do teor óleo/ gás favorece consideravelmente a emulsão.
 FIGURA 3: Turrax utilizado			FIGURA 4: Béquer após a adição O-A (fase inicial).
para agitar mistura óleo-água.
 						
 
FIGURA 5: Proveta utilizada para medição O-A. FIGURA 6: Béquer em momento de adição 
									do óleo à água. 
 
CONCLUSÃO
A partir do experimento realizado em laboratório foi possível observar, na prática, como é o processo de formação de uma emulsão óleo em água numa mistura com 20% de TOG (teor de óleo graxo). 
Com a análise do experimento de mistura de 80 ml de água destilada com 20 ml de petróleo (20% de TOG) e com a devida comparação com os outros experimentos (2%, 5% e 10% de TOG) foi possível observar com mais facilidade a formação da emulsão, o que se deve à maior quantidade de óleo dissolvida na água. 
O entendimento sobre emulsões e, principalmente, os meios de diminuir a quantidade de óleo disperso na água, são de suma importância para o ramo da indústria do petróleo tanto do ponto de vista produtivo, já que se perde uma parte do óleo dissolvido na água, como do ponto de vista ambiental, pois mais do que nunca se busca formas mais eficientes de tratar a água produzida, evitando a contaminação do meio ambiente durante o derramamento ou acidentes. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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FAKHRU’L-RAZIA, A.; PENDASHTEH, A.; ABDULLAH, L.C.; BIAK, D.R.A.; MADAENI, S.S.; ABIDIN, Z.Z.(2009) Reviewoftechnologies for oilandgasproducedwatertreatment. Journal of Hazardous Materials, v. 170, n. 1-2, p. 530-551. 
LEE, R. F. Agents which promote and stabilize water-in-oil emulsions. Spill Science & Technology Bulletin, v. 5, n. 2, p. 117-126, 1999. 
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SAIDI, M.; MADDAHIAN, R.; FARHANIEH, B.; AFSHIN, H. (2012) Modeling of flow field and separation efficiency of a deoilinghydrocyclone using large eddy simulation. International Journal of Mineral Processing, v. 112-113, p. 84-93.
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SCHRAMM, L. L. Petroleum emulsions: Basic Principles. In: SCHRAMM, L. L. Emulsions: Fundamentals and applications in the petroleum industry, Advanced Chemistry Series 231. Washington: ACS, p. 79-129, 1992.