An oilfield lifecycle naturally exhibits a transition time when it becomes exhausted, since forward large water to oil ratios starts to be experienced, due to the proper conditions of oil
reservoir or as a consequence of water injection with the purpose of oil secondary recovering. The development of new technologies for produced water treatment or the improvement of the existing ones is an issue of great importance to the petroleum industry development,
minimizing environmental impacts. The flotation process has been extensively used to remove oil, mainly by dissolved air flotation (DAF) that consists of four basic steps: generation of bubbles in oily wastewater; contact between the gas bubbles and oil drops suspended in water; attachment of oil drops to gas bubbles; flotation of air-oil mixture to the surface where the oil is separated. In cases where the effluent needs coagulation, this step becomes an important point to any downstream processing technology. The use of environmentally correct coagulants represents an alternative way to the treatment of sewage and has demonstrated some advantages in relation to chemical coagulants, specifically due to its biodegradability, low toxicity and low surplus sludge production. This study proposes to evaluate the oil-water separation efficiency from produced water through DAF process by using Moringa oleifera Lam as a natural coagulant. Some tests were performed to characterize the oil and the Moringa s cake. Further, other experiments were performed to
optimize the coagulation-flocculation process by changing the concentration of Moringa oleifera Lam in the range of 0.05 to 3.5 g/L, with samples of synthetic produced water (SPW)
and real produced water (RPW) to get the optimum coagulant concentration in each sample and to determine its action on salted and unsalted emulsions, prepared, respectively, by
adding or not NaCl. In the second stage, tests were also performed to optimize DAF process with RPW and SPW samples to evaluate the coagulant agent performance and to establish the kinetic modeling to estimate the separation efficiency. The optimal Moringa s concentration was 2.5 g/L for SPW samples and 1.5 g/L for RPW samples. The greatest DAF s efficiencies by using Moringa oleifera Lam were obtained when the recycling ratio (RR) were set to 40% and 60%, corresponding to oil removal efficiencies of 63.84 and 64.45 %, respectively, for SPW samples, and 55.28 and 59.63%, respectively, for RPW samples. In the case of SPW, the
fit of an order one kinetic model provided k=0.03261s-1, showing satisfactory results compared to experimental data. For the case of RPW, the k value to a second-order kinetics
model was 3.614x10-4 L.mg-1s-1, exhibiting weak correlation with the experimental results. The use of Moringa oleifera Lam as natural coagulant in the DAF process provided very good
results, been considered an available alternative technique for produced water treatment. / Na vida de um poço de petróleo, chega sempre o momento em que uma grande quantidade de água começa a ser produzida junto com o óleo, seja pelas próprias condições do reservatório, ou como uma conseqüência da injeção de água no processo de recuperação secundária do poço. O desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento da água produzida ou ainda o aperfeiçoamento das existentes é de extrema importância para que a indústria de petróleo
continue a se expandir, minimizando os impactos ao meio ambiente. O processo de flotação vem sendo extensivamente utilizado para remoção de óleos, principalmente através da
flotação por ar dissolvido (FAD) e consiste em quatro passos básicos: Geração de bolhas na água oleosa; Contato entre as bolhas de gás e as gotas de óleo suspensas na água; União das gotas de óleo às bolhas de gás; Elevação da combinação ar/óleo até a superfície de onde o óleo é removido. Quando a água a ser tratada necessita da coagulação, essa etapa passa a ser importante, em qualquer tecnologia de tratamento. O uso de coagulantes ambientalmente
corretos apresenta uma alternativa viável para o tratamento de água e têm demonstrado vantagens em relação aos químicos, especificamente em relação à biodegradabilidade, baixa toxicidade e baixo índice de produção de lodos residuais. Assim, este trabalho propõe avaliar a eficiência de separação óleo/água de água produzida através do processo da FAD utilizando o coagulante natural Moringa oleifera Lam. Foram realizados ensaios visando à caracterização do óleo e da torta da moringa. Em seguida, executou-se experimentos para a
otimização do processo de coagulação/floculação com uma variação da concentração de Moringa oleifera Lam entre 0,05 a 3,5 g/L, com amostras de água produzida sintética (APS) e
água produzida real (APR) para determinar a concentração ótima do coagulante em cada amostra e verificar a sua ação em emulsões preparadas com e sem adição de NaCl. Numa
segunda etapa realizou-se ensaios para a otimização do processo de FAD também com amostras de APS e APR para avaliar o comportamento do agente coagulante e realizar a
modelagem cinética para estimar a eficiência do referido processo. A concentração ótima de moringa determinada foi de 2,5 g/L para as amostras de APS e de 1,5 g/L para as amostras de APR. A maior eficiência do processo de FAD foi obtida quando se utilizou a Moringa, nas razões de reciclo (RR) 40 e 60%, sendo que, para amostras de APS, a remoção de óleo foi de 63,84 e 64,45%, respectivamente e para amostras de APR 55,28 e 59,63%, respectivamente. Para o caso da APS, a modelagem cinética utilizando a constante de ordem um k=0,03261 s-1, apresentou resultados satisfatórios comparados aos dados experimentais. Já para o caso da APR o valor de k = 3,614x10-4 L.mg-1s-1 para a cinética de segunda ordem, não representou bem os resultados experimentais. A utilização do agente coagulante Moringa oleifera Lam apresentou resultados muito significativos como coagulante natural no processo de FAD, podendo ser considerada como uma técnica alternativa para o tratamento de água produzida.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/5062 |
| Date | 19 February 2009 |
| Creators | Santana, Claudia Ramos |
| Contributors | Silva, Gabriel Francisco da |
| Publisher | Universidade Federal de Sergipe, Pós-Graduação em Engenharia Química, UFS, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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