LISTA 1 OPERAÇÕES UNITÁRIAS 1

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Operações Unitárias I 
 
1) O que é miscibilidade? Dê dois exemplos de substâncias miscíveis e dois imiscíveis. 
 
2) O que é emulsão? 
 
 
3) O que é fase dispersa e fase contínua numa emulsão? Cite exemplos: 
 
4) Defina e cite exemplos de agentes emulsificantes e desemulsificantes: 
 
 
5) Quais são as condições necessárias para a emulsão de longa duração ? 
 
 
6) Como a velocidade das gotas de água influencia na estabilidade de uma emulsão 
água-óleo? 
 
 
7) Defina cada uma das etapas da decantação (coalescência, floculação e decantação) e 
diferencie a decantação livre da retardada. 
 
8) Quais são as teorias de abordagem para separação gravitacional? Fale um pouco 
sobre cada uma delas e suas vantagens, tais como suas desvantagens. Cite exemplos 
em ambas: 
 
 
9) Disserte sobre o método de separação por Hidrocilones: 
 
 
10) Assinale V ou F nas alternativas abaixo: 
 
1. Dois líquidos imiscíveis em contato formam uma emulsão estável quando há a 
presença de agentes emulsificantes e existe suficiente agitação mecânica para 
misturá-los intimamente. 
 
2. A utilização de tratadores termoquímicos e tanques de lavagem em terra é 
viabilizada pela grande disponibilidade de espaço, o que possibilita altos tempos 
de residência dos fluidos no interior dos equipamentos. 
 3. A temperatura não aparece na equação de Stokes e, portanto, não tem influência 
na velocidade de quebra de uma emulsão. 
 4. A água pode ser um fluido produzido em um poço produtor, podendo estar 
presente apenas na forma livre ou dissolvida. 
 5. A água produzida com o petróleo de mais fácil separação é a dissolvida, porque 
se encontra em pequenas quantidades. 
 6. Para obter-se uma emulsão estável de água em óleo, basta que os dois líquidos 
imiscíveis em contato sofram cisalhamento intenso. 
 7. Os agentes emulsificantes tensoativos apresentam caráter anfifílico, isto é, é 
composto por uma parte hidrofóbica e outra hidrofílica. 
 8. A idade da emulsão é um fator importante na sua estabilidade, por isso emulsões 
envelhecidas separam mais facilmente. 
 9. Um maior teor de água emulsionada no petróleo torna a emulsão mais difícil de 
ser separada. 
 10. Emulsões água/óleo com gotas menores são mais instáveis (mais fáceis de 
quebrar) do que emulsões com gotas maiores. 
 11. A repulsão elétrica entre as gotículas atua predominantemente nas emulsões do 
tipo óleo/água (fase contínua é a água). 
 
12. Partículas sólidas com tamanho pelo menos uma ordem de grandeza inferior ao 
tamanho da gota podem adsorver-se na interface e tendem a estabilizar as 
emulsões. 
 13. Os ácidos naftênicos aumentam a tensão interfacial, e por isso estabilizam as 
emulsões. 
 
14. Os agentes emulsificantes aumentam a energia superficial da interface óleo-água, 
favorecendo o coalescimento das gotículas e conseqüentemente a formação de 
emulsões. 
 
15. Do ponto de vista de energia superficial, uma dispersão de gotículas de água no 
óleo é um sistema instável, por isso a formação de emulsões estáveis depende da 
presença de agentes emulsificantes. 
 
16. As emulsões encontradas nas linhas e equipamentos de produção de petróleo 
têm a água como fase contínua e o teor de óleo emulsionado pode chegar a 60 % 
em volume. 
 17. A água dissolvida no petróleo deve ser removida nas plataformas a fim de evitar 
problemas de corrosão e acúmulo nos navios e oleodutos durante o transporte. 
 18. Os separadores gravitacionais trifásicos promovem a separação de óleo e gás 
além da separação de emulsões. 
 19. As alternativas para o tratamento de água produzida em unidades offshore são as 
tecnologias de separador API e de flotação. 
 
20. A utilização de tratadores termoquímicos e tanques de lavagem em terra é 
viabilizada pela grande disponibilidade de espaço, o que possibilita altos tempos 
de residência dos fluidos no interior dos equipamentos. 
 
21. Os diferentes desemulsificantes apresentam pequenas diferenças em sua 
composição química, assim sendo um mesmo desemulsificante é adequado para 
todos os tipos de petróleo. 
 22. Campos elétricos alternados toleram maiores teores de água no tratador 
eletrostático do que campos contínuos. 
 23. Em tratadores eletrostáticos, campos elétricos contínuos causam maiores 
problemas de corrosão eletrolítica do que campos alternados. 
 
 
11)​ Assinale a alternativa correta a respeito da água produzida junto com o petróleo: 
a) a composição da água que é produzida é necessariamente a mesma da água da formação, 
ou seja, a água originalmente presente no reservatório. 
b) a composição da água produzida costuma variar ao longo do tempo. 
c) a composição da água produzida depende da forma como ela se apresenta, ou seja, 
depende de a água ser livre ou emulsionada. 
d) a salinidade total da água produzida é, no máximo, igual à salinidade da água do mar. 
e) a presença de gases dissolvidos tais como CO2 e H2S, só é possível se a água tiver baixa 
salinidade. 
 
12)​ Para uma mistura típica de óleo e água e com gotículas de óleo e água de mesmo tamanho, 
a equação de Stokes permite concluir que: 
a) é mais fácil separar gotículas de óleo dispersas na água; 
b) é mais fácil separar gotículas de água dispersas no óleo; 
c) mesmo com agitação as gotículas de água não se dispersarão no óleo; 
d) as gotículas de água terão um tamanho mínimo de 18 μm; 
e) sob repouso, a população de gotículas tende a aumentar. 
 
 
13) ​Assinale a alternativa CORRETA a respeito de um separador gravitacional trifásico: 
a) O nível da interface óleo-água é variável; 
b) O volume de água no interior do vaso é fixo; 
c) O volume de óleo no interior do vaso é fixo; 
d) O nível da interface óleo-água é fixo; 
e) A vazão de óleo no vaso é fixa. 
 
 
14) ​ A abordagem fluidodinâmica da separação gravitacional pode ser utilizada para calcular 
não só as velocidades de separação água-óleo-gás, mas também outros sistemas de 
deslocamento de partículas em fluidos. Assim sendo, calcule quanto tempo uma gota de chuva 
de 0,5 cm de diâmetro leva para atingir o solo quando cai de uma altura de 3000m. Considera 
que a massa específica do ar é constante em todo o trajeto e igual a 1,20 kg/m3 e que a queda 
da gota ocorre em regime turbulento. 
 
 
15)​ Considere um hidrociclone com os ​liners​ contidos em vaso de pressão e instalado a jusante 
de um separador gravitacional. É correto afirmar que: 
 
a) O controle operacional do hidrociclone deve ser feito através da válvula de controle de nível 
de interface do vaso separador. 
b) O controle de vazão do rejeito deve ser feito através da válvula de controle de nível de 
interface do vaso separador. 
c) O controle da relação de pressão nos liners deve ser feito através da válvula de controle de 
nível de interface do vaso separador. 
d) O controle de vazão de água oleosa através do hidrociclone deve ser feito através de uma 
bomba centrífuga dedicada, instalada a montante do hidrociclone. 
e) Nenhuma das alternativas anteriores está correta. 
 
16)​ Marque a alternativa correta: 
AFIRMAÇÃO: No tratamento eletrostático as gotas de água emulsionada coalescem 
EXPLICAÇÃO: porque o campo elétrico solubiliza o filme de emulsificantes da sua superfície. 
a) afirmação correta e explicação correta. 
b) afirmação errada e explicação correta. 
c) afirmação errada e explicação errada. 
d) afirmação correta e explicação errada. 
e) todas as alternativas estão erradas. 
 
17)​ Explique a diferença no mecanismo de atuação dos campos elétricos alternado e contínuo 
no processo de coalescência das gotas de água dispersas no óleo. 
 
18)​ Gradiente de tensão crítico é: 
a) o máximo gradiente de tensão que o tratador consegueaplicar. 
b) o mínimo gradiente de tensão aplicado ao energizar o tratador. 
c) o gradiente de tensão a partir do qual ocorre a ruptura das gotículas de água. 
e) o gradiente de tensão a partir do qual ocorre a coalescência das gotículas de água. 
d) todas as alternativas estão erradas. 
 
19)​ Determinar o número de liners a serem alinhados em uma bateria de hidrociclones de um 
fabricante X que opera com as eficiências mostradas na figura abaixo e deve tratar uma vazão 
de 15.000 bpd de água produzida. 
 
20)​ Uma bateria de hidrociclones trata 160 m3 de água produzida por dia. O TOG na entrada é 
de 1000 mg/L e na saída é de 100 mg/L. A vazão de rejeito é de 2%. Calcule a concentração de 
óleo no rejeito. 
 
 
21)​ Explique o que são os tratadores eletrostáticos.