Este trabalho visa o estudo da viabilidade da redução do uso de água no processo de dessalgação em refinarias de petróleo. Em uma primeira fase, foi necessário o estudo teórico da separação das emulsões água/óleo. Em seguida, foi desenvolvido um modelo matemático baseado nas forças atuantes nas gotas de água, o que possibilitou a determinação do tempo entre as colisões de pares de gotas e o estabelecimento do critério para que ocorra o fenômeno de coalescência. Esse modelo foi empregado em um sistema desenvolvido com base em autômatos celulares, o qual possibilitou o acompanhamento do processo micro e macroscópico, através do cálculo para o conjunto das gotas, e o acompanhamento visual até a separação da fase contínua. Os experimentos de laboratório, para os quais foi usado equipamento ótico para a medição da intensidade de luz transmitida ou espalhada pelas gotas, possibilitaram avaliar a influência da qualidade da água de mistura no tempo de separação das emulsões. Na unidade industrial, foram realizados testes que permitiram analisar o desempenho das dessalgadoras em diferentes situações operacionais. Os resultados obtidos através dos experimentos de laboratório e da simulação usando o modelo matemático desenvolvido mostraram-se compatíveis com os dados obtidos nos testes na unidade industrial. O trabalho mostrou ser possível alterar os esquemas de usos de água nas dessalgadoras, aumentando a taxa de reciclagem e possibilitando a otimização do consumo de água fresca neste processo, o que resultaria em redução substancial no consumo geral de água na refinaria. / The aim of this work is the study of the reduction of water consumption in petroleum desalting processes. The study of the attraction forces acting on the droplets was necessary to know how the emulsion water/oil is separated. A mathematical model based upon these forces was built to calculate the time between each droplets collision and to establish criteria for their coalescence. This model was applied to a system developed based on cellular automata, which allows to follow the process micro and macroscopically. Computations were carried out to the ensemble of droplets and the visual progression, from the start of droplets separation of the continuous phase to the end of the process could be visualized. Laboratory experiments, in which optical equipment was used to measure the light intensity transmitted or scattered by the droplets, allowed to evaluate the influence of the type of mixing water in the separation time of the emulsions. Tests in the industrial unity allowed evaluating the performance of the desalting units at different operating conditions. Conclusions of the laboratory experiments and the results of the mathematical model were compared with results of the industrial tests, showing coherence between them. The work shows that it is possible to simulate the effect of the operating variables and to alter schemes of water use in desalting units, increasing the water recycling rate, allowing optimization of fresh water consumption in this process and reducing the total water consumption in the refinery.

Este trabalho visa o estudo da viabilidade da redução do uso de água no processo de dessalgação em refinarias de petróleo. Em uma primeira fase, foi necessário o estudo teórico da separação das emulsões água/óleo. Em seguida, foi desenvolvido um modelo matemático baseado nas forças atuantes nas gotas de água, o que possibilitou a determinação do tempo entre as colisões de pares de gotas e o estabelecimento do critério para que ocorra o fenômeno de coalescência. Esse modelo foi empregado em um sistema desenvolvido com base em autômatos celulares, o qual possibilitou o acompanhamento do processo micro e macroscópico, através do cálculo para o conjunto das gotas, e o acompanhamento visual até a separação da fase contínua. Os experimentos de laboratório, para os quais foi usado equipamento ótico para a medição da intensidade de luz transmitida ou espalhada pelas gotas, possibilitaram avaliar a influência da qualidade da água de mistura no tempo de separação das emulsões. Na unidade industrial, foram realizados testes que permitiram analisar o desempenho das dessalgadoras em diferentes situações operacionais. Os resultados obtidos através dos experimentos de laboratório e da simulação usando o modelo matemático desenvolvido mostraram-se compatíveis com os dados obtidos nos testes na unidade industrial. O trabalho mostrou ser possível alterar os esquemas de usos de água nas dessalgadoras, aumentando a taxa de reciclagem e possibilitando a otimização do consumo de água fresca neste processo, o que resultaria em redução substancial no consumo geral de água na refinaria. / The aim of this work is the study of the reduction of water consumption in petroleum desalting processes. The study of the attraction forces acting on the droplets was necessary to know how the emulsion water/oil is separated. A mathematical model based upon these forces was built to calculate the time between each droplets collision and to establish criteria for their coalescence. This model was applied to a system developed based on cellular automata, which allows to follow the process micro and macroscopically. Computations were carried out to the ensemble of droplets and the visual progression, from the start of droplets separation of the continuous phase to the end of the process could be visualized. Laboratory experiments, in which optical equipment was used to measure the light intensity transmitted or scattered by the droplets, allowed to evaluate the influence of the type of mixing water in the separation time of the emulsions. Tests in the industrial unity allowed evaluating the performance of the desalting units at different operating conditions. Conclusions of the laboratory experiments and the results of the mathematical model were compared with results of the industrial tests, showing coherence between them. The work shows that it is possible to simulate the effect of the operating variables and to alter schemes of water use in desalting units, increasing the water recycling rate, allowing optimization of fresh water consumption in this process and reducing the total water consumption in the refinery.