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“SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO”. MATÉRIA: TÓPICOS NO MEIO AMBIENTE – OPERAÇÕES UNITÁRIAS. ALUNO: CÉSAR ENRIQUE LEYTÓN CERNA. INTRODUÇÃO.

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Presentation Transcript
separa o gua leo

“SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO”

MATÉRIA: TÓPICOS NO MEIO AMBIENTE – OPERAÇÕES UNITÁRIAS

ALUNO: CÉSAR ENRIQUE LEYTÓN CERNA

introdu o
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

slide3

Águas residuais

Ind. Petróleo

slide4

EFLUENTES PESQUEIROS

PEIXE

ARMAZENAMENTO

Água do mar + peixe

CAPTURA

RECEPÇÃO

EFLUENTE

introdu o1
INTRODUÇÃO

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

introdu o2
INTRODUÇÃO

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

processo de separa o gua leo
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.

processo de separa o gua leo1
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.
processo de separa o gua leo2
PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

ÓLEO EM ÁGUA

ÓLEO EMULSIFICADO EM ÁGUA

processo de separa o gua leo3
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.
processo de separa o gua leo4
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)
processo de separa o gua leo5
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.
processo de separa o gua leo6
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.
processo de separa o gua leo7
PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

4. TRATAMENTO COM CARVÃO ATIVADO

processo de separa o gua leo8
PROCESSO DE SEPARAÇÃO ÁGUA ÓLEO

óleo

óleo

Influente.

Separador gravidade

Flotação

De-emulsificantes

Carvão ativado

Efluente

metodolog a de dimencionamento para um separador api americam petroleum institute
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 ≥ 5

- Considerar a temperatura de dimensionam.

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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)

ρW, ρO = Densidade da água e óleo a temp. de dimens. (g/cm3).

D = Diâmetro de glóbulo de óleo (cm).

sequ ncia de dimencionamento
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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5. TEMPO DE RESIDENÇIA θ

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 θ

θ = LxdxB / Qm

θ = Volume / Qm

exemplo de aplica o
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.

exemplo de aplica o1
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 absoluta=0,01225 P. (g/cm.s)

ρW = Densidade da água= 0,999 (g/cm3).

ρO =Densidade de óleo= 0,90 (g/cm3)

Vt = 0,12 cm/s

exemplo de aplica o2
EXEMPLO DE APLICAÇÃO

Subst. Em equação (1) temos:

VH=10Vt = 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

exemplo de aplica o3
EXEMPLO DE APLICAÇÃO

b) Largura B e profundidade ddo 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

exemplo de aplica o4
EXEMPLO DE APLICAÇÃO

B =√2,75/0,3

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

exemplo de aplica o5
EXEMPLO DE APLICAÇÃO

SOLUÇÃO B

Tempo de residência θ

θ =Vo / Qm

Onde Vo= volume do separador, m3

Vo= LxBxd = 15,2 m x 3,03m x 1m

Vo= 46,06 m3

Subst.

θ =46,06 m3 / 0,033 m3/s

θ = 1 395,6 s

θ = 23 min

bibliograf a
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.