4.- Nuevas Tecnologías para el Tratamientos de Aguas Residuales de la Industria Petrolera - Paulino Betancourt.pdf

8/10/2019 4.- Nuevas Tecnologas para el Tratamientos de Aguas Residuales de la Industria Petrolera - Paulino Betancourt.pdf

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NUEVAS TECNOLOGIASPARA EL TRATAMIENTO DEAGUAS RESIDUALES DE LA

INDUSTRIA PETROLERA

Paulino Betancourt- Figueroa (UCV)Diana Posada (UNEXPO)Keyla Fuentes (ING-UCV)Santiago Marrero (ICT-UCV)Fernando Liendo (PDVSA-Intevep)Joaqun L. Brito (IVIC)

Escuela de Petroleo y Gas: Desarrollo Sustentable


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Qu se entiende por tratamiento de agua?

El tratamiento de aguas (residuales) consisteen una serie de procesos fsicos, qumicos ybiolgicos que tienen como fin eliminar loscontaminantes fsicos, qumicos y biolgicospresentes en el agua efluente de usohumano.

Las aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y localescomerciales e industriales.


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Tratamiento de aguas residuales

- Tratamiento preliminar, destinado a la eliminacin deresiduos fcilmente separables y en algunos casos unproceso de pre-aireacin.

- Tratamiento primario, comprende procesos desedimentacin y tamizado.

- Tratamiento secundario, comprende procesosbiolgicos aerobios y anaerobios y fsico-qumicos(floculacin) para reducir la mayor parte de la DBO .

- Tratamiento terciario o Avanzado que est dirigido ala reduccin final de la DBO , metales pesados y/ocontaminantes qumicos especficos y eliminacin depatgenos y parsitos.


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TRATAMIENTO TERCIARIO

El tratamiento terciario se emplea paraseparar la materia residual de losefluentes de procesos de tratamientobiolgico, a fin de prevenir lacontaminacin de los cuerpos de agua

receptores, o bien, obtener la calidadadecuada para el reuso .


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Tratamiento Biolgico

Incineracin

Fotoqumica

Ozonolisis (O 2/H 2O2)

Reactivo de Fenton (Fe 2+ /H 2O2)

Oxidacin con Aire.

Oxidacin Cataltica en va Hmeda con ire

TRATAMIENTOS TERCIARIOS


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Procesos de Oxidacin Avanzada

Los procesos qumicos de

oxidacin avanzada empleanoxidantes (qumicos) para reducir los niveles DQO/DBO , y paraseparar tanto los componentesorgnicos y los componentesinorgnicos oxidables.


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Procesos de oxidacin qumica usandoperxido de hidrgeno, ozono, hipoclorito,reactivo de Fenton, etc.

Mejora en la oxidacin ultra violeta tanto comoUV/ozono, UV/Perxido de hidrgeno, UV/aire

Oxidacin con aire en via hmeda y oxidacincataltica con aire en via hmeda (donde elaire es usado como oxidante).


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COT vs. Caudal


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Los POA son particularmente apropiadospara aguas residuales que contienenrecalcitrantes, txicos o materiales no-biodegradables.

- operabilidad

- ausencia de residuos secundarios!

- La habilidad para manejar fluctuaciones deflujo y composiciones.


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EN RESUMEN...

El objetivo de los POA es mineralizar contaminantes, convertir a CO 2, H 2O, y cidosminerales como HCl

Algunas son procesos que se llevan a cabo atemperatura ambiente (h/TiO 2, Fotofenton...)

Generacion de cantidades significativas deradicales libres hidroxilo (OH ) solucionacuosa es un efectivo agente oxidante.

Los radicales hidroxilo pueden iniciar la oxidacinde una molcula.


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Sustentabilidad en la Industria delPetroleo y Gas

Cmo producir energa con el fin de

sostener a futuras generaciones denuestra sociedad, al medioambiente y la economa?.

Sustain: "to keep going"

Diccionario Ingls de Oxford


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Casos de estudio

26 ppm 5 ppm

BAHIA DE BERGANTIN RIO BARINASFENOL


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Vulnerabilidad Ambiental FPO

Es la principal fuente y reserva de agua delpas

Mayores reservas de Biodiversidad

Existencia de ecosistemas frgiles de granvalor cientfico y escnicos.

Reservas forestales e hidricas.


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AMENAZAS

Actividad minera (aurifera, diamantifera,coltan, etc.).

Continuacion de los Proyectos deaprovechamiento hidroelctrico del altoCaroni (Tayucay, Eutobarima, Aripichi yCarrao).

Navegacin fluvial eje Apure-Orinoco.

Desarrollo de los Proyectos de la FajaPetrolfera del Orinoco (FPO).


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Por cada barril de crudo se producen 3-11

barriles de agua.

Promedio de los volmenes de agua producidos a nivelmundial aument en un 20% en los ltimos dos aos(DOE J. Vale)

AGUA DE PRODUCCION


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Agua de Produccion Petrolera


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Objetivos

Examinar la factibilidad de la Oxidacin

Cataltica en va Hmeda con Aire de

aguas de produccin petrolera.


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Calidad de las aguas de produccin petroleraMuestra

ParmetroA B

pH 7.3 0.2 7.8 0.2

Temperatura, C 60 2 62 2

Slidos disueltos totales, mg.l1

5560 35 1324 35

Hidrocarburos de petrleo totales, mg.l1

23 3.5 126 30

Aceites y grasas, mg.l1

28 5.5 147 35

COD, mg.l1

470 25 645 25

BOD, mg.l -1 32.1 8.5 35.0 9.3

BTEX, mg.l1

650 25 7.7 2

Fenol, mg.l -1 5.0 0.4 4.2 0.3

TKN, mg.l1

11.6 1.6 8.9 1.2

TP, mg.l1

0.07 0.03 ND

Cl , mg.l1

19150 1780024SO , mg.l

1 0.167 0.0783

S2- , mg.l1

0.14 0.16

Fe, mg.l -1 4.77 4.54

Densidad, 20C 1070 1040


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Espectro GC-MS

0 20 40 60 800

20

40

60

80

100

Tiempo / min

F e n o

l C 1

4

C 3 3

hidrocarburos

fenoles sustituidos


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Sistema de reaccin

HPLC

TOC

REACTOR

T

TEMPERATURE

P

PRESSUREGAUGE

P-1

V-1

V-2

P-2

V-3

P-4

P-6

V-4

P-7

P-8

P-6

P-8

V-5

P-9

P-8

P-9

V-6

P-10

V-7

P-11

P-13

V-8

P-15

thermocouple

SyntheticAir

He

GC-MS

P-17

P-1

V-9


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Caracterizacin textural del catalizador

MuestraSSA

m2.g -1

Volumen de poro

cm 3.g -1

Dimetro de poro

nm

MnO x 34 0.26 31

CeO 2 67 0.13 8.16

CeMnO fresco 46 0.33 9.76

CeMnO gastado 61 0.33 8.17

Cu/CeMnO fresco 22 0.13 7.17

Cu/CeMnO gastado 97 0.36 6.42


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DRX

20 30 40 50 60 70

I n t e n s i

t y / A

. U .

2-Theta

(a)

(b)


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TOC

0 10 20 30 400

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% T

O C

Tiempo / horas


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XPS

O1s Muestra Cu2p 3/2 Ce3d 5/2 Mn2p 3/2 ICe/IMn

Odef O latt

CeO 2 - 882.7 - 531.7 529.4

CuO 933.9 - - 531.8 529.9

MnO 2 - - 641.5 530.5 529.5

CeMnO fresco - 889.9641.1

643.10.270 533.1 529.3

CeMnO gastado - 891.4

641.2

643.6 0.237 533.5 529.1

Cu/CeMnO fresco 933.3 882.5 641.0 0.556 531.4 529.1

Cu/CeMnO gastado 933.2 882.5 641.2 0.494 533.7 529.3


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H 2O 2 producido


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Inhibicin bacterial

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

20

40

60

80

100

% I

n h i b i c i n

Tiempo / min


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CONCLUSIONES

La industria petrolera produce efluentes que nopueden ser tratados totalmente o econmicamentemediante tecnologas convencionales.

OCHA permite cumplir con las normas ambientalesms estrictas y mejorar la sostenibilidad de lasoperaciones.

OCHA proporciona un alto nivel de tratamiento, quepermite la eliminacin del efluente directamente almedio ambiente, o para el reciclaje (ej, agua deproduccion tratada puede ser usada para el riego).


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Conclusiones

Nuestros resultados indican que elcatalizador de Cu / CeMnO puede contribuir en la reduccin del impacto ambiental de las

aguas de produccin que contengan altoscontenidos de compuestos orgnicos. Estecatalizador presenta alta actividad hacia laoxidacin de fenoles, hidrocarburos, ascomo de sus intermediarios, obtenindose~80 % de reduccin del COT en 90 min.


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GRACIAS!!Dr. Paulino J. Betancourt-FigueroaUniversidad Central de Venezuela [email protected]

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