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Instituto Superior de Tecnologia de Paracambi
Petróleo e Meio Ambiente
Curso:Tecnólogo em Gestão Ambiental
Professora: Raquel Simas Pereira Teixeira
Uso da água pelas refinarias
As refinarias são grandes consumidoras de água, gerando
grandes quantidades de despejos líquidos, alguns de díficil
tratamento.
Os efluentes hídricos gerados variam grandemente em
quantidades e em qualidade, em função:
do tipo de petróleo processado;
das unidades de procesamento e
da forma de operação das unidades.
Uso da água pelas refinarias
A principal função da água nas refinarias é a de resfriamento, e o
uso de circuitos de resfriamento fechado, que promove a
recirculação dessas águas, pode reduzir a quantidade de água
captada em mais de 90%, assim como também acarretar redução
da quantidade de efluentes produzidos.
O segundo principal uso de água nas refinarias é a alimentação
das caldeiras. O vapor gerado pelas caldeiras é utilizado nos
processos de retificação com vapor e destilação. Como o vapor
entra em contato direto com as frações do petróleo, o condensado
resultante de tais operações pode ser contaminado.
Efluentes Hídricos
Efluentes de processo: qualquer água ou vapor condensado que
tenha entrado em contato com óleo, estando este último sob a
forma líquida ou gasosa, e que pode, portanto, conter óleo ou
outros contaminantes químicos.
Incluem:
soluções ácidas;
soda caústica;
águas de lavagem de petróleo cru e dos derivados;
água proveniente da etapa de dessalinização;
condensados resultantes da retificação a vapor ou destilação.
Efluentes Hídricos
O API ( American Petrileum Institute) classificou os constituintes
dos efluentes de acordo com as unidades da refinaria aonde são
gerados, considerando-se uma refinaria simplificada.
Efluentes Hídricos
Armazenamento do Óleo Cru e dos Derivados:
Apesar do fato de ser retirada a água que se separa do óleo
durante o transporte, restanto, deste modo, menos de 2% da
mesma junto com o óleo antes da armazenagem, parte desta
água de fundo se acumula durante a estocagem, juntamente
com camadas de lodo e óleo armazenado na interface. Essa
água fica com alto conteúdo de matéria orgânica.
Efluentes Hídricos
Durante o armazenamento, a água se separa do do óleo,
resulatando em um efluente que contém óleo livre e
emulsionado, sólidos em suspensão e uma lama de fundo;
O armazenamento de produtos intermediários gera um
efluente que contém poli-sulfetos e sulfeto de ferro;
Efluentes Hídricos
Dessalinização do Oléo Cru
Gera uma lama de dessalgação e uma corrente quente de
efluentes hídricos (possivelmente a mais poluída da refinaria),
que normalmente é enviada para uma estação de tratamento.
Poluente Hídrico Concentração Típica ( mg/L)
Sólidos em Suspensão 50 - 100
Emulsões Oleosas Atla
Hidrocarbonetos Dissolvidos 50 – 300
Fenóis 5 – 30
Benzeno 30 - 100
Amônia 500 - 2000
Compostos Nitrogenados 15 - 20
Sulfetos 10
Efluentes Hídricos
Fracionamento
Os efluentes gerados possum altos teores de sulfetos, óleo,
cloretos, mercaptans e fenóis.
Craqueamento Térmico
Os efluentes gerados contêm óleo, amônia, fenol e sulfetos.
Craqueamento Catalítico
Essa é uma das etapas que produz maior quantidade de
águas salinas;
Contém óleo, sulfetos, amônia e fenol.
Efluentes Hídricos
Hidrocraqueamento
Os efluentes dessa etapa contém altos teores de sulfetos,
fénois e amônia.
Reforma Catalítica
Volume gerado é relativamente pequeno, e o mesmo contém
sulfetos, sendo também possível a presença de amônia,
mercaptans e óleo.
Efluentes Hídricos
Coqueamento
Efluente altamente alcalino, contendo sulfetos, amônia e
sólidos em suspensão.
Polimerização
Volume relativamente pequeno, porém com altos teores de
sulfetos, mercaptans e amônia.
Efluentes Hídricos
Alquilação
Efluentes contendo sólidos dissolvidos e em suspensão,
sulfetos e catalisadores gasto ( normalmente ácido sulfuríco ou
fluorídrico).
Isomerização
Efluentes contendo fénois e outros materiais que demandam
oxigênio.
Efluentes Hídricos
Extração por Solvente
Efluentes contendo solventes tais como: fenóis, glicóis a
aminas, assim como óleo.
Desparafinação
Esse efluente contém o solvente utilizado no processo,
oriundo de vazamentos, normalmente a metil-etil-cetona.
Efluentes Hídricos
Hidrotratamento
Efluentes contendo sulfetos e amônia, podendo também
conter fenóis.
Desasfaltação
Efluentes contendo pequenas quantidades de sulfetos, óleo e
amônia.
Efluentes Hídricos
Processos de Adoçamento
Efluentes consistem basicamente de soda caústica, que
contém altos teores de compostos de enxofre e fenólicos.
Os catalisadores e as solucões de tratamento (ex: aminas)
também podem aparecer nos efluentes, assim como pequenas
quantidades de óleo.
Efluentes Hídricos
Hidroacabamento de Óleos Lubrificantes
A hidrogenação os óleos lubrificantes geram águas de
lavagem , lodos e descargas de amostragem;
Os efluentes contêm altos teores de sulfatos,sulfonatos,
emulsões estáveis de óleo e água, além de sólidos em
suspensão.
Os Efluentes Hídricos das
Refinarias e o Meio Ambiente
A poluição hídrica tem diversas conseqüências negativas para
o meio ambiente ;
Estas conseqüências podem ser de caráter sanitário,
ecológico, social ou econômico:
prejuízos ao abastecimento humano, tornando-se veículo de
doenças;
prejuízos a outros usos da água, tais como: industrial, irrigação,
pesca, recreação;
agravamento dos problemas de escassez de água de boa qualidade;
elevação do custo do tratamento da água, refletindo-se no preço a
ser pago pela população;
Os Efluentes Hídricos das
Refinarias e o Meio Ambiente assoreamento dos mananciais, resultando em diminuição da oferta
de água e em inundações;
desvalorização de propriedades marginais;
prejuízos aos peixes e a outros organismos aquáticos, desequlíbrios
ecológicos;
proliferação excessiva de vegetação aquática e de algas, com suas
consequências negativas;
degaradação da paisagem;
impactos sobre a qualidade de vida da população.
Principais consequências da
poluição da água Sólidos:
Muitas das operações das refinarias geram efluentes hídricos que
contêm sólidos dissolvidos e em suspensão.
Principais consequências da presença de sólidos nos meios
aquáticos:
assoreamento dos recursos hídricos, com consequente diminuição das vazões
de escoamento e dos volumes de armazenamento, podendo, deste modo, acarretar
inundações;
soterramento de animais e de ovos de peixes;
aumento da turbidez da água, o que reduz a sua transparência, acarretando a
redução da atividade fotossintética e gerando uma redução do número de espécies
e do número de organismos que vivem no meio afetado.
Principais consequências da
poluição da água Metais Pesados
Diversos metais pesados, tais como chumbo, ferro, cádmio e
cobre são liberados juntamente com os efluentes das refinarias.
Consequênciais para o meio ambiente:
intoxicação dos organismos aquáticos, tais como: moluscos,
crustáceos, oligoquetos e algas;
modificações severas na fauna e flora aquáticas, acarretando a
redução do número de espécies anteriormente presentes, o que inclui a
completa eliminação das espécies mais sensíveis;
redução das populações das espécies.
Principais consequências da
poluição da água Alterações no pH
Muitos dos efluentes das refinarias possuem pH’s muito ácidos
ou muito alcalinos.
Consequências do lançamento de efluentes hídricos com pH’s
muito distantes do pH da água:
corrosão;
efeitos negativos sobre a fauna e a flora;
prejuízos à utilização desta água ma irrigação agrícola e em outros
usos;
aumento da toxicidade de certos compostos, tais como: amônia,
metais pesados e gás sulfídrico;
influência nos processos de tratamento de água.
Principais consequências da
poluição da água Compostos Tóxicos
Compostos como fenóis e mercaptans são tóxicos para a saúde
humana, assim como os metais pesados.
Conseqûênciais:
os compostos tóxicos mesmo em quando presentes em
concentrações inferiores às letais, podem provocar danos à fauna e à
flora devido à toxidez advinda dos efeitos sinérgicos da interação entre
os mesmos.
danos à vida aquática.
Principais consequências da
poluição da água Compostos tóxicos normalmente encontrados nos despejos das
refinarias de petróleo.
Composto Tóxico
Concentração
Concentração Média
(mg/L)
Limite de Toxidez
aos Peixes (mg/L)
Cádmio 0,04 0,10
Cromo 0,28 0,70
Cobre 0,07 0,15
Chumbo 0,23 2,50
Níquel 0,11 1,50
Fenol 154 40
Sulfetos (como H2S) 24 4
Zinco 0,17 1
Principais consequências da
poluição da água Substâncias Tensoativas
Em algumas refinaria são gerados sabões. O lançamento de tais
substâncias nos meios aquáticos tem como consequência:
redução da viscosidade;
redução da tensão superficial;
danos à fauna;
espuma;
sabor;
toxidez.
Principais consequências da
poluição da água Elevação da Temperatura
As águas usadas para resfriamento nas refinarias são passíveis
de, ao serem despejadas para os corpos receptores,
promoverem a elevação da temperatura da água dos mesmos.
Principais consequências:
aumento das reações químicas e biológicas podendo acarretar a
elevação da toxidez de alguns elementos e compostos químicos;
redução da quantidade de oxigênio dissolvido, com efeitos negativos
sobre a vida aquática aeróbica;
diminuição da viscosidade da água podendo ocasionar o
afundamento de organismos aquáticos.
Principais consequências da
poluição da água Sais
Muitos dos efluentes do refino contêm sais. Eles constituem a
chamada “poluição salina”. A sua toxicidade para os organismos
aquáticos pode variar de baixa, como no caso dos cloretos, até
alta, para o caso dos cianetos.
Principal consequência:
eliminação de algumas espécies de animais aquáticas, quando as
concentrações são suficientemente elevadas.
Principais consequências da
poluição da água Petróleo cru e seus Derivados
A poluição por petróleo cru é um problema de caráter
principalmente crônico.
O destino do óleo nos meios aquáticos depende de fatores
como:
ventos;
temperatura;
correntes marinhas;
geologia e
local (se são águas abertas ou baías).
Principais consequências da
poluição da água Uma sequência previsível de eventos ocorre:
Após o despejo ou derramamento, quando o filme de óleo é disperso
pelos ventos e correntes, os componentes com pontos de ebulição
abaixo de 200◦C evaporam, enquanto que os outros constituintes são
oxidados pela luz solar;
Alguns componentes são degradados por microorganismos,enquanto
que outros são muito estáveis e podem permanecer no ambiente
aquático por muito anos;
Alguns outros podem desaparecer ao serem completamente
dispersos;
Cerca de 24 horas após o evento, a água e o óleo formam uma
emulsão.
Principais consequências da
poluição da água Principais consequências:
Redução da quantidade de luz solar disponível à formação de um
filme de óleo. Tal fato reduz a taxa de fotossíntese, prejudicando o
fitoplâncton;
A toxicidade de certas frações do petróleo pode provocar a morte de
certos organismos, dependendo do tipo de óleo e da quantidade
presente no meio aquático;
Aderência do óleo sobre os corpos dos animais, mamíferos, peixes,
pássaros e crustáceos, causando prejuízos à sua saúde ou até mesmo
a morte;
Principais consequências da
poluição da água
A porção de petróleo que se deposita no fundo forma um sedimento
que prejudica os organismos aquáticos, sendo que a fauna é
particularmente suscetível, assim como os ovos dos peixes que tenham
sido depositados em tais locais;
Prejuízos à saúde humana, uma vez que os hidrocarbonetos são
considerados cancerígenos, e as pessoas incluem os frutos do mar
contaminados em suas dietas.
Tratamento dos Efluentes
Emprego de sistemas separadores de esgotos para separar:
águas oleosas;
águas de processo;
águas de chuva drenada;
água de refrigeração servida e
esgotos sanitários.
Tal separação se faz necessário na medida em que nem
todos esses efluentes passarão pelas mesmas etapas de
tratamento.
A separação também proporciona uma maior economia e
maior efetividade ao tratamento dos despejos.
Tratamento dos Efluentes
Tipos de Tratamentos:
Primários: consistem no uso de separadores gravitacionais;
Secundário ou Intermediário: englobam os processos de
neutralização , coagulação química seguida por sedimentação, e os
processos de filtração e flotação.
Terciário ou Final: podem ser de natureza química, física ou
biológica. Incluem-se o uso de lodos ativados, lagoas aeradas, filtros
biológicos, lagoas de estabilização, torres de oxidação, filtração,
adsorção em carvão ativo e osmose reversa.
Tratamento dos Efluentes
Sepadores Gravitacionais
O óleo se acumula na superfície e os sólidos pesados seguem
para o fundo, sendo que a remoção do óleo sobrenadante e da
lama de fundo precisa ser feita periodicamente.
Floculação Química
Consiste na adição de um reagente químico ao efluente de
forma a promover a precipitação das partículas de sujeira.
Agentes floculantes: sulfato de alumínio, cloreto férrico e cloreto
de alumínio.
Tratamento dos Efluentes
Flotação a Ar
O efluente é saturado, sob pressão, com ar e é então liberado
para um vaso à pressão atmosférica ou pressão reduzida. A
supersaturação é aliviada pela formação de pequeníssimas
bolhas de gás. As bolhas, enquanto se formam e avançam para
a superfície do líquido, carreiam consigo o material particulado,
que se separa e pode então ser removido.
Tratamento dos Efluentes
Quebra de Emulsão
É obtida a coalescência das gotas de óleo e então este poderá
ser separado por métodos gravitacionais.
Duas técnicas distintas podem ser usadas para promover a
quebra das emulsões presentes nos efluentes.
A primeira consiste no uso de equipamentos de flotação e
aeração , enquanto que a segunda consiste no emprego de
reagentes químicos que quebram as emulsões e destroem os
agentes emulsionantes.
Tratamento dos Efluentes
Métodos Biológicos de Tratamento
É feito por três processos distintos: lagoas de oxidação, lodos
ativados e filtros biológicos.
Lagoas de Oxidação
Possuem capacidade tampão para horas de vazão máxima, e
geram resíduos altamente tóxicos. As algas mortas precisam ser
periodicamente retiradas.
Tratamento dos Efluentes
Lodos Ativados
O processo consiste em um tanque aerado que contém
microorganismos numa mistura esgoto-Iodo ativado, seguido por
um tanque de decantação . Neste tipo de tratamento, o efluente
líquido antes de entrar na lagoa de aeração forçada passa por
um clarificador onde são retirados os sólidos. Após essa etapa,
os despejos recebem uma carga de Iodo vinda de um
clarificador secundário. Os efluentes seguem, vão à bacia de
aeração e seguem para o clarificador secundário onde o
processo termina.
Tratamento dos Efluentes
Filtração Biológica
Nesse processo, microorganismos ativos, previamente
selecionados, são concentradas, e formam uma camada de limo
sobre a superfície de pedras ou plásticos, em um tanque aberto que
tem o fundo perfurado.
Oxidação Química
A operação é executada em torres de oxidação,em um processo
contínuo, onde a solução a ser tratada e o ar são alimentados pelo
fundo da torre. A reação é exotérmica.
Tratamento dos Efluentes
Remoção de Cianetos
O cianeto pode ser removido do efluente através do tratamento
com sulfato ferroso, que precipita o mesmo sob a forma de
ferrocianeto, que pode então ser retirado da mistura por
sedimentação.
Remoção de Metais
Podem ser utilizadas para a remoção de metais como zinco, cobre,
chumbo, arsênio e cádmio unidades de tratamento tais como
osmose reersa, troca iônica e adsroção com carvão ativado.
Redução da Quantidade de
Efluentes Gerados A redução das quantidades de água utilizadas pode, algumas
vezes, ser uma medida muito eficiente para a redução dos
custos com tratamento.
A gestão inteligente do uso da água dentro das refinarias é
um método barato de se reduzir a quantidade dos efluentes
gerados, e pode incluir medidas como:
eliminação de vazamentos;
fechamento das mangueiras de lavagem, quando estão não estão
em uso;
desligamento das bombas das linhas de água de resfriamento,
quando estas não estiverem em uso;
Tratamento dos Efluentes
uso de métodos de limpeza a seco;
uso de caminhões aspiradores para a limpeza de vazamentos de
óleo;
substituição dos catalisadores antigos por outros mais avançados
que requerem menos regeneração;
substituição dos condensadores barométricas por condensadores de
superfície, ou por ventiladores;
uso dos processos de hidrocraqueamento e hidrotratamento, que
geram menores cargas efluentes do que os processos convencionais;
aumento do uso de processos de finalização melhorados, com o
intuito de se minimizar as quantidades de álcalis e ácidos gastos.
Fim!!!