SEPARAЗГO БGUA УLEO

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SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

• MATÉRIA TÓPICOS NO MEIO AMBIENTE OPERAÇÕES
  UNITÁRIAS

ALUNO CÉSAR ENRIQUE LEYTÓN CERNA
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INTRODUÇÃO

• -Temos industrias que tem efluentes oleosos como
  por exemplo Industria de refino e processo do
  Petróleo, água na fabricação de metais, águas
  residuais, Efluentes pesqueiros. outros.

Ind. Petróleo
Ind. Petróleo
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Águas residuais
Ind. Petróleo
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EFLUENTES PESQUEIROS
PEIXE
ARMAZENAMENTO
Água do mar peixe
CAPTURA
RECEPÇÃO
EFLUENTE
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INTRODUÇÃO

• -A descarrega destes efluentes oleosos tem
  efeitos indesejáveis, mala aparência das águas,
  consumo de OD, efeito tóxico nos peixes, efeito
  negativo na fotossínteses.

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INTRODUÇÃO

• -De acordo ao CONAMA a teor de óleo no efluentes
  é de 20 mg/L.

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PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

• OLEO EM ÁGUA
• -ÓLEO LIVRE em água ascende rapidamente na
  superfície de água num corto período de tempo.
• -ÓLEO LIVRE é aquele que não é misturado com
  água, é ademais é visível.

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PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

• OLEO EM ÁGUA
• -ÓLEO EMULSIONADO em água é aquele que está
  misturado e intimamente ligado á água.
• ÓLEO EMULSIONADO é visível e a mistura água óleo
  é monofásico.
• ÓLEO ADHERIDO que são aqueles óleos que são
  aderidos a sólidos úmidos formando colóides.

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PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

• ÓLEO EM ÁGUA

ÓLEO EMULSIFICADO EM ÁGUA
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PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

• 1. DE-EMULSIFICAÇÃO
• Agentes químicos são principalmente usados para
  quebrar as emulsões água óleo.
• Aqueles podem ser ácidos, coagulantes, sal.

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PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

• 2. SEPARAÇÃO POR GRAVIDADE
• È o tratamento mais utilizado.
• Ele acontece pela diferença de densidades de água
  e óleo livre.
• O equipamento mais conhecido é o separador API.
  (Americam Petroleum Institute)

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PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

• A efetividade deste equipamento é aquele bom
  dimensionamento onde não aconteça turbulências.
• Considera que o tempo de residência incrementa a
  separação água óleo.
• A velocidade de Ascenso dos glóbulos de óleo tem
  um comportamento vetorial.
• Estes equipamento reportam na saída de eles,
  efluentes de 20 100 mg/L.
• A resolução da CONAMA para descarte de efluentes
  é de 20 mg/L de óleo.

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PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

• 3. SEPARAÇÃO POR FLOTAÇÃO
• Aquela operação utiliza o conceito de separação
  por diferenças de densidades, alem de isso é mais
  efetiva.
• È apropriado para separação de óleos
  emulsificados e aderidos em sólidos.
• Aquela separação é incrementada por o
  levantamento e Ascenso dos glóbulos de óleos no
  meio aquoso.
• Incrementa a eficiência nestes equipamento o uso
  de coagulantes e floculantes.
• Estes equipamento reportam na saída de eles,
  efluentes de 1 20 mg/L.

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PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

• 4. TRATAMENTO COM CARVÃO ATIVADO

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PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO
óleo
óleo
Separador gravidade
Flotação
Influente.
De-emulsificantes
Carvão ativado
Efluente
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METODOLOGÍA DE DIMENCIONAMENTO PARA UM SEPARADOR
API(AMERICAM PETROLEUM INSTITUTE)
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• CONSIDERAÇÕES GERAIS
• - O tamanho nominal do glóbulo de óleo livre é de
  0,015 cm 150 µm.
• A velocidade horizontal VH é quinze vexeis mais
  que a velocidade de ascenso dos glóbulos de óleo.
• - A profundidade do separador (d) de água tem que
  ser de 1 m.
• - A relação profundidade (d) / largura (B) d/B
  0,3 a 0,5.
• - A largura do separador é de 1,8 a 6 m.
• -A relação comprimento (L) / largura (B) L/B
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• - Considerar a temperatura de dimensionam.

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(No Transcript)
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• LEI DE STOKE

• Onde
• Vt Velocidade vertical de ascenso, cm/s.
• g Aceleração da gravidade (980 cm/s2).
• µ Viscosidade absoluta do efluente a
  temperatura de dimensionamento, P. (g/cm.s)
• ?W, ?O Densidade da água e óleo a temp. de
  dimens. (g/cm3).
• D Diâmetro de glóbulo de óleo (cm).

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SEQUÊNCIA DE DIMENCIONAMENTO

• 1. VELOCIDADE HORIZONTAL (VH)
• VH 15Vt 1,5 cm/s.
• 2. ÁREA TRANSVERSAL (AC)

Onde Ac Área transversal, m2. Qm Vação
entrada efluente, m3/s. VH Velocidade
horizontal, cm/s.

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• 3. PROFUNDIDADE DO SEPARADOR(d)
• Onde
• d Profundidade do separador, m.
• Ac Área transversal do separador, m2.
• B largura do separador, m.
• 4. COMPRIMENTO DO SEPARADOR (L)

Onde L comprimento separadora, m. F Fator
turbulência.
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(No Transcript)
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• 5. TEMPO DE RESIDENÇIA ?
• Onde
• di Profundidade do efluente no separador ideal,
  m.
• ti Tempo de retenção no separador ideal, s.
• Li Comprimento no separador ideal, cm.
• Bi Largura no separador ideal, cm.
• Vo velocidade de óleo saída no separador, cm/s.

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• 5. TEMPO DE RESIDENCIA ?
• ? LxdxB / Qm
• ? Volume / Qm

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EXEMPLO DE APLICAÇÃO

• Calcular
• as dimensões de um separador API, que tem um
  influente com uma vazão de 17 900 barriles
  americanos/día, considerar que tem uma relação
  testada no laboratório de um fator de turbulência
  de 1,52 Considerar ademais que o diâmetro mínimo
  dos glóbulos de óleo é de 0,015 cm e a
  temperatura de dimensionamento é de 20 ºC. E que
  a viscosidade absoluta do efluente é de 0,01225
  Poise.
• Calcular O tempo de residência deste equipamento.
• DADOS
• F 1,52
• D 0,015 cm
• Qm 17 900 barr/día (17 900 barr/dia)(1m3/6,29
  barr)
• (1 dia/24
  h)(1 h/3 600s)
• 0,033 m3/s.

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EXEMPLO DE APLICAÇÃO

• SOLUCÃO A
• De acordo a figura F 1,52 corresponde a uma
  relação de VH/Vt 10..........(1)
• Mais para uma D 0,015 cm temos

• Onde a 20 ºC temos que
• Vt Velocidade vertical, cm/s.
• g Aceler. gravidade (980 cm/s2).
• µ Viscosidade absoluta0,01225 P. (g/cm.s)
• ?W Densidade da água 0,999 (g/cm3).
• ?O Densidade de óleo 0,90 (g/cm3)

Vt 0,12 cm/s
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EXEMPLO DE APLICAÇÃO

• Subst. Em equação (1) temos
• VH10Vt 10(0,12 cm/s)
• VH 1,2 cm/s
• a) AREA TRASVERSAL
• Ac (Qm x 100) / VH
• Ac (0,33 m3/s x 100) / 1,2 cm/s
• Ac 2,75 m2

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EXEMPLO DE APLICAÇÃO

• b) Largura B e profundidade d do separador
• Consideramos o seguinte
• - 1,8 m B 6 m
• - 0,3 d/B 0,5
• Então
• 0,3 d/B
• d 0,3B......(2)
• Agora
• d Ac/B
• Da equação (2) temos
• 0,3B Ac/B
• 0,3B2 AC

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EXEMPLO DE APLICAÇÃO

• B v2,75/0,3
• B 3,03 m
• Aquele na equação (2) da
• d 0,3(3,03 m)
• d 0,9 m 1 m
• c) COMPRIMENTO L
• L F(VH/Vt)d
• L 1,52(10)1m
• L 15,2 m

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EXEMPLO DE APLICAÇÃO

• SOLUÇÃO B
• Tempo de residência ?
• ? Vo / Qm
• Onde Vo volume do separador, m3
• Vo LxBxd 15,2 m x 3,03m x 1m
• Vo 46,06 m3
• Subst.
• ? 46,06 m3 / 0,033 m3/s
• ? 1 395,6 s
• ? 23 min

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BIBLIOGRAFÍA

• API publication 421- desing and operation of oil
  water separators
• -WASTEWATER TREATMENT TECHNOLOGY Paul N.
  Cheremisinoff, editor in collaboration with W.
  Banning
• FUNDAMENTOS de Engenharia de Petróleo/José
  Eduardo Thomas/Editoria Interciencia/2001.
• INDUSTRIAL Water Pollution Control/W.Wesley
  Eckenfelder/Editorial Mc Graw-Hill/1989
• -WASTERWATER ENGINEERING Tratament, disposal and
  Reuse/Metcalf and Eddy/Editorial Mc
  Graw-Hill/1991.