facilidades de superficie tratamiento de agua congénita 24-07-2014

FACILIDADES DE PRODUCCIÓN TRATAMIENTO DE CRUDO

Luis Chirinos MárquezIngeniero Químico

FACILIDADES DE SUPERFICIETRATAMIENTO DE AGUA CONGÉNITA

24.07.2014

AGUA CONGÉNITA

NORMATIVA OFICIAL MEXICANA ESPECIFICACIONES PARA LA DISPOSICIÓN

TRATAMIENTO Y ACONDICIONAMIENTO DE AGUA CONGÉNITA

EMULSIONES ACEITE/AGUA

SEPARACIÓN DE ACEITE LIBRE (NO EMULSIONADO) SEPARADOR API INTERCEPTOR DE PLACAS CORRUGADAS TANQUE CLARIFICADOR

TRATAMIENTO QUÍMICO COAGULANTE/FLOCULANTE COAGULANTES Y FLOCULANTES MECANISMO DE COAGULACIÓN MECANISMO DE FLOCULACIÓN PRUEBAS DE JARRA (EJERCICIO PRACTICO)

TRATAMIENTO DE AGUA CONGÉNITA

SEPARACIÓN DE ACEITE EMULSIONADO UNIDAD DE FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO (DAF) UNIDAD DE FLOTACIÓN POR AIRE INDUCIDO (IAF) HIDROCICLONES DESACEITADORES CENTRIFUGAS

FILTRACIÓN MEDIA FILTRO DE CASCARA DE NUEZ FILTRO DE ARENA

ÍNDICE DE SATURACIÓN (EJERCICIO PRACTICO) TRATAMIENTO QUÍMICO ANTI-INCRUSTANTE TRATAMIENTO QUÍMICO ANTI-CORROSIVO

TRATAMIENTO QUÍMICO BIOCIDA


DESINFECCIÓN LUZ ULTRAVIOLETA OZONO CLORO

MICROFILTRACIÓN Y ULTRAFILTRACIÓN

DESALINIZACIÓN NANO FILTRACIÓN OSMOSIS REVERSA EVAPORACIÓN

COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES

DIAGRAMAS DE PROCESO


Agua de formación, producida o congénita es el agua presente en los yacimientos ya sea libre o emulsionada con el crudo.


Dependiendo del uso final del agua congénita se enfoca el tratamiento para la disposición, por ejemplo en aguas de inyección tiende a tratar aquellos cationes que pueden formar sales o compuestos insolubles y que llevan a la obstrucción del sistema, mientras que el agua que se vierte al océano o ríos se analiza fundamentalmente para determinar el contenido de aceite y grasa. Los Elementos, compuestos y propiedades normalmente cuantificadas en laboratorio a objeto de caracterizar el agua congénita son los siguientes:

CATIONES ANIONES PROPIEDADES

Calcio Cloruro Contenido de Aceite y Grasas Temperatura

Magnesio Carbonato Sólidos en Suspensión Densidad

Sodio Bicarbonato Turbidez Oxígeno Disuelto

Hierro Sulfato pH Contenido Bacteriano

Bario Gases Disueltos (CO2-H2S)

La Norma Oficial Mexicana NOM-143-SEMARNAT-2003, establece las especificaciones ambientales para el manejo de agua congénita asociada a hidrocarburos, a continuación los aspectos más resaltantes citados en el punto 5 (Especificaciones) de la mencionada norma:

5.1 Manejo del agua congénita El agua congénita asociada a los hidrocarburos debe ser dispuesta en cuerpos receptores o en formaciones receptoras en el subsuelo.

5.1.5.1 El límite máximo permisible de hidrocarburos para la descarga de agua congénita en cuerpos receptores de agua dulce es de 15 mg/l, y en aguas costeras y zonas marinas es de 40 mg/l.

5.1.5.2 El límite máximo permisible de sólidos disueltos totales (SDT) para la descarga de agua congénita en cuerpos receptores de agua dulce es de 500 mg/l.


Norma Oficial Mexicana NOM-143-SEMARNAT-2003

5.1.5.3 El límite máximo permisible de sólidos disueltos totales (SDT) para la descarga de agua congénita en aguas costeras es de 32,000 mg/l, y su descarga debe ser a una distancia que sobrepase los 2 km mar adentro. 5.1.7.1 La inyección de agua congénita sólo podrá realizarse toda vez que en su manejo no se incorporen sustancias diferentes a los desincrustantes, inhibidores de corrosión y secuestrantes de oxígeno, desemulsificantes, biocidas y en general, las sustancias necesarias para proteger el pozo y realizar un manejo seguro de dicha agua congénita.


Emulsión de Crudo en agua (O/W)

Agua

AguaCrudo

Crudo

Crudo

Crudo

Crudo Crudo Crudo

Sólidos Suspendidos

Coloides: Para clasificar una sustancia como coloidal, las dimensiones de las partículas del soluto están comprendidas entre 10 y 100 nm (1 nanómetro = 1x10-9 m)

Una característica importante de los coloides es su estabilidad, es decir, que puede mantener un estado en el que las partículas que lo forman no se peguen entre sí.


Agua

Agua

Son sistemas coloidales consistentes de gotitas de aceite cargadas y rodeadas de Una atmosfera anionica

REMOCIÓN DEACEITE LIBRE

El tratamiento y acondicionamiento del agua congénita para su disposición en cuerpos receptores o en formaciones receptoras en el subsuelo, se ejecuta en las siguientes etapas:


TANQUE DE BALANCE REMOCIÓN DE

ACEITE EMULSIONADOFILTRACIÓN

MEDIA

MICRO FILTRACIÓN ULTRA FILTRACIÓNDESALINIZACIÓN

INYECCIÓN DE POLÍMEROS COAGULANTES

INYECCIÓN DE ANTI INCRUSTANTE

DESINFECCIÓN

TANQUE DE BALANCE

INYECCIÓN DE INHIBIDOR DE CORROSIÓN

INYECCIÓN DE BIOCIDA

TRATAMIENTO DE AGUA CONGÉNITASeparación por gravedad de aceite libre, no emulsionado.

El objeto de esta primera fase de tratamiento es permitir la remoción de crudo libre y sólidos sedimentables, tales como, arena, arcillas, gravas finas y otros, sin la adición de sustancias químicas.

Tecnologías remoción de Crudo Libre: La separación de aceite libre puede ser llevada a cabo mediante instalaciones y/o equipos los cuales se basan en el principio del efecto de la gravedad y la diferencia de densidades entre el aceite y el agua.

Consideraremos las siguientes alternativas tecnológicas, en función del grado de madurez o uso extendido que presentan:

SEPARADOR API INTERCEPTOR DE PLACAS CORRUGADAS TANQUE CLARIFICADOR (SKIM TANK)

Separadores API:

Su función es la de separar el aceite libre proveniente de efluentes de producción principalmente. Pueden ofrecer eficiencias altas en el orden de un 75% o más.

En términos del tamaño del glóbulo de aceite, la remoción se basa en aquellos con diámetro igual o mayor de 0.015 cm.

Los separadores API consisten de estanques rectangulares multicanales, los cuales disponen de una zona de entrada, una zona de separación aceite / agua y una zona de salida.

El diseño y operación de separadores Aceite/Agua está regido por la norma API-421

El uso de estas unidades requiere de las consideraciones ambientales, sobre gases y vapores emanados sobre todo si el agua congénita proviene de procesos de deshidratación térmicos.


ENTRADA DE AGUA ACEITOSA

SALIDA DESOLIDOS

SALIDA DE AGUA TRATADA

Separadores API:


Separadores API:

Parámetros de diseño:

Gasto de agua congénita a tratar.

Concentración y tamaño promedio de las gotas de aceite, presentes en el agua a tratar.

Temperatura del agua.

Gravedad especifica del aceite y del agua a tratar a la temperatura de esta.

Viscosidad del agua a la temperatura de la misma.

Separadores API:

Consideraciones para el diseño: (API-421)

Velocidad máxima de flujo horizontal: 15 veces la velocidad de ascenso de las gotas de aceite, pero la misma no debe exceder los 91.4 cm/min (3.0 pie/min).

La profundidad del separador debe estar entre 0.91m como mínimo a 2.4 m (3 – 8 pie) a fin de evitar la turbulencia en el canal.

La relación Profundidad/Ancho debe estar entre 0.3 – 0.5 y el ancho del separador debe estar entre 1.8 – 6.0 m (6.0 – 20.0 pie)

Interceptor de Placas Corrugadas:

Es la unidad más comúnmente usada para el tratamiento de aguas residuales y por lo general la más eficiente cuando no se requiere trabajar a presión.

Son diseñados para la remoción de gotas de crudo de diámetro en el orden de 60 µm y alcanzar concentraciones iguales o menores de 10 mg/L en el efluente del mismo.

El eje de las corrugaciones, es paralelo a la dirección de flujo, con una inclinación estándar de 45° por donde el agua es forzada a fluir hacia abajo y así poder remover las partículas de aceite presentes.

Minimizan la distancia que debe recorrer una gota de aceite para coagular y flocular con otras.


Interceptor de Placas Corrugadas:

La presencia de solidos afectan su eficiencia, sobre todo si estos tiene preferencia a la mojabilidad por el aceite ya que se adhieren a las placas afectan la coalescencia de gotas en su superficie.

A menor gravedad especifica del crudo es mayor la eficiencia de remoción.

La eficiencia de remoción es proporcional a la temperatura.

Se obtiene mayor eficiencia de remoción a mayor concentración de aceite en el afluente.

SALIDADE ACEITE

ENTRADADE AGUA

CONGÉNITA

SALIDAPRIMARIA

DE SOLIDOS

SALIDASECUNDARIADE SOLIDOS

SALIDADE AGUA

SALIDASECUNDARIA

DE ACEITE

VENTEO

ACEITE

SEDIMENTOS

GOTA DEACEITE

Vaceite

Vagua

PLATO

FLUJO DEAGUA

Interceptor de placas Corrugadas:


Tanque Clarificador (Skim Tank):

Normalmente son diseñados para proveer largos tiempos de residencia, durante el cual la coalescencia y separación gravitacional ocurre.

Pueden ser usados como tanque atmosférico, recipiente a presión o tanque de Balance para otros equipos de tratamiento de agua producida.

Las gotas de aceite se mueven en contracorriente al flujo de agua ayudadas por mínimas cantidades de gas que pueden estar atrapadas en el agua, favoreciendo la flotación de las gotas de aceite que aumentan la velocidad de ascenso.

Se utilizan cuando se necesita manejar arena y sólidos. Esto puede hacerse en recipientes verticales con desagües o drenajes de arena en el fondo del recipiente.


ENTRADA DE AGUA

SALIDA DE AGUA

ABERTURADE VENTEO BRIDAS

ABERTURASPARA DISPERSIÓN

DE AGUA

LÍNEAVERTICALCENTRAL

SEPARADOR SUPERIOR

SEPARADOR INFERIOR

ENTRADA DE AGUA

ABERTURASDE SALIDA

AGUA CLARIFICADA

SEPARADOR

GOTA DE ACEITE

Tanque Clarificador


Tanque Clarificador (SIMULACIÓN CFD)


Equipo Entrada (PPM) Salida (PPM)

Diámetro de partícula

(micrones)

Eficiencia %

Separadores API >1000Libre y emulsionado

< 300 >150 70

Interceptor de Placas corrugadas

200-300Libre y emulsionado.

50-100 >60 85

Tanques Clarificador (Desnatadores)

>1000Libre y emulsionado

< 300 >150 70


Tabla Comparativa

TRATAMIENTO DE AGUA CONGÉNITATratamiento químico Coagulante/Floculante:

Los rompedores de emulsión son sustancias capaces de desestabilizar el sistema y ayudar a la separación de aceite, agua y sólidos.

Clasificación: Inorgánicos:

Productos Ácidos: Ácido Sulfúrico y productos ácidos neutralizan los grupos funcionales -COO- (Ester) de surfactantes a -COOH- (Ácido Carboxílico) permitiendo la coagulación de gotas.

Sales metálicas acidas: (AlCl3/FeCl3) son ayudantes de coagulación/floculación.

Polímeros 100 % inorgánicos. Orgánicos:

Polímeros 100 % orgánicos. Combinaciones:

Polímeros orgánicos / Sales Metálicas

Mecanismos para la desestabilización de partículas coloidales

Coagulación: Es el proceso por el cual se desestabilizan los coloides presentes en el agua mediante la neutralización de las cargas que los mantiene alejados.

+

Polímero PartículasPartículas

desestabilizadasPartículas agregadas

NeutralizaciónAdsorción

Polímeros Catiónicos: No alteran el pH del agua. No varían la Salinidad del agua


Mecanismos para la desestabilización de partículas coloidales

Floculación: Es el proceso de aglomeración de partículas previamente coaguladas, para formar partículas mas grandes conocidas como floculos.

Atracción por fuerzas de Van Der Waals,causan la unión de partículas cuando estas chocan bajo condiciones favorables.

Puente Químico y Atrapamiento,causan la unión de partículas cuando se utilizan polímeros como floculantes.

Polímero


Prueba de Jarra:


Este ensayo consiste en la adición de dosis crecientes de coagulante y/o floculante a una serie de porciones del agua a ensayar, determinando después de un período de agitación adecuado, las características del coágulo y algunas propiedades físicas y químicas en las porciones tratadas, que permiten establecer las dosis óptimas de coagulante y/o floculante que deben añadirse al agua para su tratamiento.

𝐷𝑜𝑠𝑖𝑠 (𝑝𝑝𝑚 )=106 𝑉𝑞𝑐𝑎 (𝑚𝑙)𝑉𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎(𝑚𝑙)

Se necesita determinar la eficiencia del tratamiento químico con un polímero para favorecer la coagulación y floculación, se tienen 5 muestras de 500 ml y se desea probar a nivel de laboratorio en un rango de tratamiento comprendido entre 200 – 2,000 ppm de producto.

Que cantidad de polímero se debe adicionar a cada muestra?.

TRATAMIENTO DE AGUA CONGÉNITASeparación del aceite emulsionado

El objeto de esta fase de tratamiento es permitir la remoción de aceite emulsionado, sólidos suspendidos y otros contaminantes orgánicos (Carbono Total, Sulfuro de Hidrogeno y Materia Orgánica), con la ayuda de la aplicación de sustancias químicas.

Tecnologías de remoción de crudo emulsionado:La separación de aceite emulsionado y otros contaminantes orgánicos puede ser llevada a cabo mediante equipos que se basan en el principio de flotación por aire disuelto, inducido y la aplicación de fuerza centrífuga.


UNIDAD DE FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO UNIDAD DE FLOTACIÓN POR AIRE INDUCIDO HIDROCICLONES (DESACEITADORES) CENTRIFUGAS

Unidad de Flotación por aire disuelto (DAF):

Se refiere al proceso de separación de aceite y sólidos presentes en el efluente por medio de burbujas de aire que aceleran el ascenso.

Las burbujas se adhieren a las partículas en suspensión y producen una disminución de la densidad aparente del conjunto burbuja–partícula hasta un punto menor que la del agua.

La dosificación de productos químicos, pueden ser añadidos directamente en la línea contando con un mezclador estático o a través de una cámara de floculación.



La eficiencia de remoción de aceite es independiente de la concentración de este en el afluente.

A mayor caudal de líquido por tratar, menor es la eficiencia de remoción de aceite.



AGUACONGÉNITA

AIRECOMPRIMIDO

EFLUENTELIMPIO

MATERIASEPARADA SOLIDOS

TANQUEDE

AIRE

MOTOR YBOMBA

VÁLVULA DE DESCARGA

RECIRCULACIÓN

DESNATADOR

ZONA DE FLOTACIÓN


Unidad de Flotación por aire inducido (IAF/IGF):

Los sistemas por flotación por Aire Inducido se pueden dividir de acuerdo al sistema de inducción del aire y/o gas.

Normalmente los equipos de inducción de las unidades IAF/IGF son patentes específicas.

Las unidades de Flotación por Aire Inducido (IAF) de sistemas de aire inducido por rotores, consisten en unidades compactas de cuatro compartimientos divididos por pantallas, equipados con un mecanismo rotor de auto aeración impulsado por un motor.

Las partículas de sólidos suspendidos y los glóbulos de aceite son elevados a la superficie en donde forman una espuma que es removida por desnatadores de paletas en cada celda


PALETA ROTATORIADESNATADORA

DISPERSADOR

IMPULSOR

MOTOR VALVULA DE CONTROL DE AIRE

CAMARA DEDESNATADO

TUBO DEPROYECCION

DE AIRE

Unidad de Flotación por aire inducido (IAF/IGF):


Hidrociclones Desaceitadores:

Este tipo de unidades utiliza la fuerza centrífuga para remover las gotas de aceite presentes en el agua.

EI flujo entra al compartimiento de forma tangencial creando un remolino de alta velocidad, en el cual as gotas de aceite coalescen.

Las partículas de aceite al tener menor densidad son arrastradas por la fuerza centrífuga hacia la zona de baja presión generada en el centro del cilindro, en donde fluyen en dirección contraria al flujo.


Hidrociclones Desaceitadores:


Centrifugas:

En esencia una centrifuga es un tanque de decantación cuya base esta justada a un eje de rotación.

la fuerza de gravedad es reemplazada por la fuerza centrífuga y esta fuerza puede tener un efecto 10,000 veces más grande.

Esta fuerza se utiliza entonces para separar líquidos de otros líquidos y sustancias sólidas de manera eficiente y con gran precisión, y de una manera que es fácil de controlar.


Centrifugas:


ALTERNATIVA CALIDAD DEL EFLUENTE TAMAÑO DE PARTÍCULA REMOVIDA

CAPACIDAD DE MANEJO DE ACEITE

FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO (DAF)

DAF/IAF REMUEVEN ACEITE, SÓLIDOS SUSPENDIDOS, CARBONO ORGÁNICO TOTAL, SULFURO DE HIDROGENO Y MATERIA ORGÁNICA Y MINIMIZA LA DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO.

>25 µm < 200

FLOTACIÓN POR AIRE INDUCIDO 3 – 5 µm < 200

HIDROCICLONES (DESACEITADORES) HIDROCICLONES Y CENTRIFUGAS

REMUEVEN ACEITE Y SOLIDOS SUSPENDIDOS.

10 – 15 µm 200 – 2000 ppm

CENTRIFUGAS >2 µm 1000


Tabla Comparativa

Filtración media:

El objeto de esta etapa de tratamiento es eliminar Sólidos Suspendidos Totales (SST)

Tecnologías de Filtración Media:La eliminación de Sólidos Suspendidos Totales en el agua congénita se puede llevar a cabo a través de diferentes tecnologías que incluyen la reducción del área de flujo, de modo que las partículas sean retenidas en función de su tamaño.


FILTROS DE CASCARA DE NUEZ FILTROS DE ARENA


Filtro de cascara de nuez:

Eliminan contaminantes aceitosos y sólidos suspendidos en el agua congénita a través de un lecho profundo del 100% de cáscaras de nueces negras, que tienen características de filtración, además de una resistencia superior al desgaste.

Durante el ciclo de filtración, el agua de proceso sucia pasa a través del filtro de arriba hacia abajo.

Requieren que el flujo de alimentación de un rango de 100 ppm de aceite libre y un contenido de SST 100 ppm y un previo filtrado.

el aceite y los sólidos retenidos en la capa pueden ser fácilmente lavados del mismo contraflujo mediante un sistema de limpieza.


VENTEO

ENTRADA DE AGUAA TRATAR

SALIDA DE AGUACLARIFICADA

SALIDA DE AGUARETROLAVADO

Filtro de cascara de nuez:


Filtro de arena:

Los filtros de arena son efectivos para filtrar tanto contaminantes orgánicos, como inorgánicos

El tamaño mayor y la naturaleza de la cama de arena proveen más área de filtrado y tienen una mayor capacidad de retención que muchos otros tipos de filtros.

El agua congénita se introduce por la parte superior de la cama de arena de los tanques. Un plato difusor que se encuentra en la garganta superior sirve para reducir la velocidad del agua y distribuir uniformemente el agua a través de la parte superior de la cama filtrante. Los contaminantes en el agua son capturados en la cama de arena y el agua filtrada pasa dentro del colector de descarga, ubicado en el fondo.


Filtro de arena:


El Índice de Langelier es un índice para calcular el caracter incrustante o agresivo del agua y tiene que ver con los diversos equilibrios en el agua del Bicarbonato (HCO3

-), Carbonatos (CO3=), el pH, la temperatura,

la concentración de calcio (Ca+2) y los sólidos totales disueltos (STD).

El Índice de Saturación de Langelier se usa para determinar el equilibrio del agua:

Si el índice es 0: El agua está perfectamente equilibrada.Si el índice es negativo: Indica que el agua no es incrustante.Si el índice es positivo: Indica que el agua es incrustante


Los resultados del análisis de una muestra de agua congénita, reflejan los siguiente:

Solidos Totales Disueltos: 320 ppmDureza Cálcica: 200 ppmAlcalinidad: 150 ppmpH: 7.5

Construir la curva de Índice de Saturación entre 25 – 60 °C:


Tratamiento químico Anti-incrustante:

El objeto de esta etapa de tratamiento es aplicar tratamiento químico para inhibir o minimizar la formación de incrustaciones.

Las incrustaciones más comunes son:

Carbonato de Calcio (CaCO3) Carbonato de Magnesio (MgCO3)Sulfato de Calcio (CaSO4) Sulfato de Bario (BaSO4)Sulfato de Estroncio (SrSO4) Sulfuro de Hierro (FeS2)

Los inhibidores de incrustaciones actúan: Previniendo la nucleación, lo que bloquea la formación de cristales. Absorbiéndose en la superficie de los cristales pequeños evitando el

crecimiento de cuando los mismos comienzan a formarse. Evitando que se adhieran nuevos cristales a incrustaciones ya

formadas.


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Tratamiento químico Anti-incrustante:

Tipos de Inhibidores de incrustación:

Inhibidores químicos orgánicos Esteres Fosofonatos Polímeros

Inhibidores químicos inorgánicos Polífosfatos

Secuestrantes EDTA (Ácido Etilenodiaminotetra acético)

La dosificación oscila entre 1 -20 ppm y se aplican de forma continua.


TRATAMIENTO DE AGUA CONGÉNITATratamiento químico Anti-incrustante:

Análisis cualitativo de las incrustaciones:

Se debe lavar la muestra de incrustación con solvente orgánico (aromático) para remover restos de aceite.Se coloca una porción en un tubo de ensayo y se le adiciona Ácido Clorhídrico al 15.0 % (3N).

Una rápida emisión de gas indica que la incrustación muy probablemente es Carbonato.

Emisión de gas con olor a huevo podrido indica la presencia de Sulfuros.

Una emisión muy lenta o la no emisión indica que la incrustación es probablemente de Sulfatos.

Si la muestra parece ser completamente insoluble en Ácido Clorhídrico esto podría indicar sulfato de Bario o Estroncio.

Tratamiento químico Anti-corrosivo:

El objeto de esta etapa de tratamiento es aplicar tratamiento químico para inhibir o minimizar la corrosión en instalaciones y tuberías.Un inhibidor de corrosión es una substancia que adicionada en pequeñas concentraciones a un medio, reduce efectivamente la tasa de corrosión de un metal expuesto.

Tipos de Inhibidores de Corrosión:

Inhibidores Anódicos o Pasivadores: Anión Oxidante: (Cromatos, Nitritos y Nitratos) Pasiva en ausencia

de O2

Ion no Oxidante: (Fosfato, Tungstato y Molibdato) Pasiva en presencia de O2

Inhibidores Catódicos: Secuestrantes de Oxigeno: (Sulfitos y Bisulfitos) reaccionan con el

O2 disuelto


Tratamiento químico Anti-corrosivo:

Tipos de Inhibidores de Corrosión:

Inhibidores Orgánicos: (Benzoato de Sodio) Protegen el metal formando una película hidrofóbica.


Tratamiento químico Biocida:

Existen varios tipos de bacterias que pueden conducir a graves problemas en el yacimiento y en los sistemas de tuberías.Las bacterias que causan los problemas más serios son las bacterias reductoras de sulfatos (SRB). Estas reducen los iones de sulfatos y sulfitos presentes en muchas aguas de campos petroleros a iones de sulfuros, y liberan el H2S como subproducto. Pueden surgir cuatro problemas:

1. Las bacterias pueden participar directamente en la reacción de corrosión, causando picadura severa en la tubería de acero.

2. La generación de H2S puede aumentar la corrosividad general del agua.

3. El H2S libre puede conducir a la rajadura y ampolladura sulfurosa de los aceros

4. La corrosión agria resulta en sulfuro ferroso - un polvillo negro que es un agente excelente de obturación de yacimientos.


Tratamiento químico Biocida:

Tipos de Biocidas:

Inorgánicos: Cloro

Orgánicos: Aminas, Fenoles Clorados, Aldehídos y compuestos de Amonio cuaternario.


Desinfección:

El objeto de esta etapa de tratamiento es eliminar o detener el proceso de formación de colonias bacterianas.

Tecnologías de Desinfección:La desinfección del agua congénita puede ser llevada a cabo mediante la adición de productos químicos o mediante la aplicación de radiación de luz, ambos principios permiten la eliminación o recesión del proceso de crecimiento de bacterias.


LUZ ULTRAVIOLETA OZONO CLORO


Luz Ultravioleta:

La radiación UV, generada por una descarga eléctrica a través de vapor de mercurio, penetra al material genético de los microorganismos y retarda su habilidad de reproducción.

La eficacia del sistema de desinfección con luz ultravioleta depende de las características del agua residual, la intensidad de la radiación, el tiempo de exposición de los microorganismos a la radiación y la configuración del reactor.

La longitud de onda óptima para desactivar eficazmente los microorganismos se encuentra en el rango de 250 a 270 nm. La intensidad de la radicación emitida por la lámpara se disipa a medida que la distancia de la lámpara aumenta.


Luz Ultravioleta:


Ozono:

El Ozono se produce cuando las moléculas de oxígeno (O2) son disociadas por medio de una fuente de energía produciendo átomos de oxígeno que posteriormente chocan con una molécula de oxígeno para formar un gas inestable, el ozono (O3).

Cuando el ozono se descompone en agua, los radicales libres del peróxido de hidrógeno (HO2) y del hidróxido (OH) que se forman tienen gran capacidad de oxidación y desempeñan un papel activo en el proceso de desinfección.

El ozono oxida o destruye la pared celular y daña los componentes de los ácidos nucleicos.

La vida media del ozono en el sistema de distribución es de 25 minutos a temperatura ambiente, con lo que la ozonización no asegura la limpieza del agua.


Cloro:

El Cloro es el desinfectante más usado para el tratamiento del agua residual porque destruye los organismos mediante la oxidación del material celular

Cuando el gas de cloro y las sales de hipoclorito se añaden al agua, se produce la hidrólisis y la ionización para formar ácido hipocloroso HOCl) e iones de hipoclorito (OCl), también conocidos como cloro libre disponible.

El grado de desinfección requerido de cualquier sistema de desinfección por cloración puede ser obtenido mediante la variación de la dosis y el tiempo de contacto.


Microfiltracion y Ultrafiltracion:

Son procesos de filtración por membranas a un grado que permite un separación muy selectiva de la materia suspendida y tiene como efecto, producir un agua libre de turbidez y materia suspendida.

La mayor diferencia entre la Microfiltración y la Ultrafiltración es el grado de filtración. La porosidad de las membranas de MICROFILTRACIÓN es de 10 y 5 μm y de ULTRAFILTRACIÓN es de 0.05 μm y 1 ηm.


Tipos: Membranas orgánicas que se obtienen a partir de polímeros orgánicos. Membranas inorgánicas que se obtienen a partir de materiales

cerámicos, de vidrios, de carbón o de metales. Membranas mixtas orgánicas-inorgánicas, desarrolladas a partir de

materiales híbridos mineral/orgánicos.

Microfiltración y Ultrafiltración:


ULTRAFILTRACIÓN

MICROFILTRACIÓN

Microfiltración y Ultrafiltración:


MEMBRANA DE CERÁMICA

MEMBRANA POLIMÉRICA

TIEMPO DE VIDA ÚTIL (AÑOS) > 10.0 7.0

EFICIENCIA DE RECUPERACIÓN (%) 90.0-100.0 85.0 – 100.0

COSTOS DE INVERSIÓN (USD / BPD)0.05 – 0.15

0.02 – 0.05

COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (USD / BPD) 0.02 – 0.05


Desalinizacion: (Reduccion de Solidos Totales Disueltos)

El objeto de esta etapa de tratamiento es desalinizar el agua congénita, es decir, reducir el contenido de Cloruro de sodio y otras sales que aportan contenido de solidos disueltos.

Tecnologías de Desinfección:Existen diversas tecnologías que pueden ser viables para la reducción del contenido de cloruro de sodio (NaCl).


NANOFILTRACIÓN OSMOSIS REVERSA EVAPORACIÓN


Nanofiltración:

Remueven iones divalentes como calcio, magnesio y sulfato entre un 80 y 90%, mientras que los iones monovalentes como cloruros y sodio pasan a través de la membrana.

Las membranas son eficientes para sistemas que contienen Solidos Totales Disueltos (STD) en un rango entre 500 y 25,000 mg/l.

La tecnología de nanofiltración se aplica normalmente cuando se desea disminuir, por ejemplo, la dureza del agua o su contenido en sulfatos y no es imprescindible desalinizarla por completo.


Nanofiltración:


TRATAMIENTO DE AGUA CONGÉNITAOsmosis:El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración y viceversa, hay un flujo neto mayor de moléculas de agua que pasan desde la zona de baja concentración a la de alta.Dicho de otro modo: dado suficiente tiempo, parte del agua de la zona salobre habrá pasado a la de agua salina. El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración

Osmosis Reversa:Si se aumenta la presión del lado de mayor concentración, puede lograrse que solo el agua pase desde el lado de alta concentración al de baja concentración de sales.Esto es lo contrario de la ósmosis, por eso se llama ósmosis reversaLa presión requerida se encuentra alrededor de 70 kg/cm2.

TRATAMIENTO DE AGUA CONGÉNITAOsmosis Reversa:

Mediante ósmosis reversa es posible eliminar en su totalidad; nitratos, pesticidas, bacterias, virus, microbios, amianto, herbicidas, cal, mercurio, plomo y otros metales pesados, así como todo lo que está disuelto. La membrana ósmosis inversa permite el mayor filtrado; ningún otro filtro llega hasta este nivel

Osmosis Reversa:


Evaporación:

Es una tecnología madura y robusta para la desalinización de agua de mar y salobre, la cual se basa en la evaporación de agua por reducción de la presión, en lugar del incremento de temperatura.

La evaporación no requiere de tratamientos químicos y posen una alta eficiencia en el desalado del agua. Sin embargo, requieren de un gran consumo de energía y tienen entre un 60 y 70% de perdida de agua durante el proceso.


Compuestos Orgánicos Volátiles:BTEX:

Es un acrónimo de los compuestos químicos Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xileno, pertenecen a la categoría de contaminantes que se denomina compuestos orgánicos volátiles. Se consideran juntos porque juntos suelen aparecer en derivados del petróleo como la gasolina.

Cuando se evalúa la contaminación de suelos o aguas próximos a los centros de producción de petróleo o gas natural o a depósitos de gasolina, se emplea el parámetro “BTEX total” que mide la concentración conjunta de esos compuestos. A veces también se añade el Naftaleno (BTEXN) o el Estireno (BTEXS).

El tolueno, el Etilbenceno y el Xileno son especialmente dañinos para el sistema nervioso central.


BTEX:

Métodos de Remoción:

Absorción en Carbón Activado:Se filtra el agua residual a través de lechos de carbón activado, que capturan el BTEX, reduce el contenido de aromáticos por debajo de los límites aceptables. Además, el carbono también captura el aceite, grasa y otros compuestos orgánicos.El carbón debe ser regenerado.

Arrastre con vapor de agua o aire:Se lleva a punto de ebullición el agua residual con la inyección de vapor de agua o aire caliente, esto puede reducir la concentración de aromáticos a valores inferiores a 0.5 ppm.


DIAGRAMAS DE PROCESOS

FWKO

FILTRO

Bombas de Inyección

Múltiple de prod. agua

TQ. QUIMICA CLARIFICANTE

SEPARADOR ELECTROSTATICO


TANQUE DESNATADOR

UNIDAD WENCO

POZOINYECTOR

TQ. QUIMICA ANTICRUSTANTE

Tq. Inyecciónagua

TQ. QUIMICA ANTICORROSIVA

TQ. QUIMICA BIOCIDA

Crudo separado

Cru

do+

agu

a

agua

agua

Filtro

TQ DE RETROLAVADO

FWKO

FILTRO

Bombas de Inyección







TANQUE DESNATADOR

UNIDAD WENCO

POZOINYECTOR

TQ. QUIMICA ANTICRUSTANTE

Tq. Inyecciónagua

TQ. QUIMICA ANTICORROSIVA

TQ. QUIMICA BIOCIDA

Crudo separado

Cru

do+

agu

a

agua

agua

Filtro

TQ DE RETROLAVADO



FWKO





Disposición al mar

Hidrociclon desarenador

Hidrociclon desaceitador

Crudo separado

Cru

do+a

gua

FWKO







Disposición al mar

Hidrociclon desarenador

Hidrociclon desaceitador

Crudo separado

Cru

do+a

gua

FWKO





TANQUE DESNATADOR

DISPOSICION AL MAR

SeparadorPlacas corrugadas

Cru

do

+a

gua

Crudo separado

Crudoseparado

Unidad WencoFWKO







TANQUE DESNATADOR

DISPOSICION AL MAR

SeparadorPlacas corrugadas

Cru

do

+a

gua

Cru

do

+a

gua

Crudo separado

Crudoseparado

Unidad Wenco


facilidades de superficie tratamiento de agua congénita 24-07-2014

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