Geração e caracterização de emulsões de óleo em água (O/A) em condições de concentrações de óleo reduzidas

• Processo: 23/07040-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Alex Roger Almeida Colmanetti
• Beneficiário: Davi Pereira Carvalhal
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: a) | água produzida | analisador de partículas | distribuição do tamanho de gotas (DTG) | emulsão (o | Teor de Óleos e Graxas (TOG) | Mecânicas dos fluidos

Resumo

Apesar da tendência global de transição para uma economia de baixo carbono de forma a reduzir o consumo de combustíveis fósseis e minimizar as emissões de gases de efeito estufa (GEE), é prevista a manutenção do emprego em larga escala de recursos energéticos de origem fóssil durante as próximas décadas. No Brasil, a produção de óleo e gás foi impulsionada por descobertas de reservas de petróleo no pré-sal, localizadas em ambiente offshore. Um dos grandes desafios da produção de óleo nesse ambiente é o tratamento de água produzida (emulsão de óleo em água), que é um efluente abundante durante a produção de petróleo em plataformas. O destino desse efluente é sua reinjeção em poços maduros (com objetivo de aumentar a produtividade) ou o seu descarte em águas oceânicas. No entanto, em ambas as condições, a água produzida (água oleosa) deve atender critérios estabelecidos pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). A resolução CONAMA 393/2007 regulamenta o descarte desse efluente em unidades marítimas. Segunda essa resolução, as plataformas de petróleo podem descartar água produzida com teor de óleos e graxas (TOG) médio de no máximo de 29 mg/l. Níveis aceitáveis de teor de óleo e graxas (TOG) para o descarte ou reinjeção de água produzida são alcançados em plataformas de petróleo com o emprego da separação de fases por meio de (i) separadoresgravitacionais, (ii) hidrociclones e (iii) flotadores. Neste contexto, o presente projeto trata de um estudo que busca a geração e caraterização de emulsões de óleo em água (O/A) em concentrações reduzidas de óleo (teor de óleos e graxas (TOG)), semelhante a água produzida descartada em plataformas de petróleo. Características de emulsões (O/A), como distribuição e tamanho de gotas (DTG), estabilidade de emulsão (O/A), teor de óleos e graxas (TOG) serão avaliados experimentalmente em um aparato experimental composto por uma tubulação horizontal com diâmetro interno de 14,8 mm e 9,25 m de comprimento (D = 14,8 mm e L = 9,25 m). Tal instalação se encontra em estado operacional no Laboratório de Engenharia Térmica e Fluidos (LETeF) da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP). A reprodução de uma emulsão (O/A) com características conhecidas de distribuição e tamanho de gotas (DTG), teor de óleos e graxas (TOG)e estabilidade é fundamental para a execução de estudos que envolvem processos de separação de emulsões (O/A), cuja demanda é crescente no atual cenário. A geração de emulsão (O/A) será realizada através de um dispositivo gerador especialmente desenvolvido para esse fim e amostras de emulsões serão coletadas ao longo da seção de teste. As medições do teor de óleos e graxas (TOG) serão realizadas pela técnica de espectrometria. A distribuição do tamanho de gotas (DTG) será avaliada por meio de um analisador de partículas instalado em linha que opera com base no princípio de difração a laser. A estabilidade da emulsão (O/A) será avaliada por meio de "teste de garrafa". Além disso, este projeto inclui a validação de medidas de DTG obtidas pelo analisador de partículas, por meio da captura e processamento de imagens de escoamento de emulsão (O/A) obtidas por uma câmera de alta velocidade modelo Phantom® v2012