Análise técnico-econômica do tratamento de água produzida para remoção de óleo pela combinação dos processos de microfiltração e ozonização

Abstract

Durante o processo de produção de petróleo, ocorre a coprodução de óleo, gás e água. Essa água é chamada de água produzida, e consiste no efluente de maior volume e complexidade na indústria petrolífera. A composição da água produzida pode ser bastante diversificada, sendo o teor de óleos e graxas (TOG) o parâmetro que merece maior atenção. Em unidades marítimas de produção, o tratamento convencional visando à remoção do TOG ocorre por meio de hidrociclones e flotação, porém, a redução do TOG é relativamente baixa, suficiente apenas para possibilitar o descarte dessa água ao mar. Tendo como objetivo a injeção em reservatórios, e consequentemente, a redução de custos com tratamento de água do mar, este estudo apresenta uma avaliação técnico-econômica, estimando custos de investimento e operação com a utilização de rotas alternativas ao tratamento convencional da água produzida, substituindo a flotação. Os tratamentos alternativos propostos englobaram um pré-tratamento, com coalescedor em leito e/ou flotação por ar dissolvido e/ou ozonização, e o tratamento com membranas de microfiltração, poliméricas submersas ou cerâmicas. Os custos totais obtidos variaram entre US$0,220-0,419 por metro cúbico de água produzida, sendo o menor valor encontrado para o tratamento com coalescedor em leito, ozonização e membranas cerâmicas. Os maiores custos foram obtidos para rotas incluindo membranas poliméricas. A inclusão do coalescedor em leito ao pré-tratamento com ozonizador reduziu o TOG na alimentação do ozonizador, diminuindo a dose de ozônio necessária, e, consequentemente, o custo de investimento com o equipamento. Já a adição do tratamento de flotação por ar dissolvido (FAD) ao ozonizador gerou um pequeno aumento do TOG na alimentação da membrana, quando comparado ao pré-tratamento somente com ozônio. Isso ocorreu devido à etapa de FAD não ter grande eficiência de remoção, apresentando assim um incremento nos custos do processo. Comparados ao tratamento convencional, todas as rotas propostas apresentaram acréscimo no valor do investimento de no mínimo US$ 7.000.000,00, com tempo de retorno de 8 anos para membranas cerâmicas e de 30-35 anos para membranas poliméricas, tornando a utilização destas inviável. Dessa forma, pode-se concluir que a utilização do tratamento com membrana cerâmica é o método menos oneroso dentre os avaliados. Com base na qualidade do efluente e nos custos, todas as propostas apresentadas com esta membrana demonstraram-se igualmente favoráveis, porém, devido à limitação de espaço e peso, o processo com pré-tratamento somente com ozônio apresentou o maior potencial de utilização