BRPI0507095B1 - Sistema para separar um fluido emulsão água/hidrocarbonetos na forma de um fluido óleo recuperado e um fluido água purificada, e método para recuperar a partir de um fluido emulsão água/hidrocarbonetos um fluido óleo recuperado e um fluido água purificada - Google Patents

Description

SISTEMA PARA SEPARAR UM FLUIDO EMULSÃO ÁGUA/HIDROCARBONETOS

NA FORMA DE UM FLUIDO ÓLEO RECUPERADO E UM FLUIDO ÁGUA

PURIFICADA,, E MÉTODO PARA RECUPERAR A PARTIR DE UM FLUIDO

EMULSÃO ÁGUA/HIDROCARBONETOS UM FLUIDO ÓLEO RECUPERADO E ÜM

FLUIDO ÁGUA PURIFICADA

Fundamentos da Invenção Campo da Invenção A invenção está relacionada de modo geral à separação de pequenas goticulas provenientes de uma fase continua de um fluido emulsão com um elemento de coalescência.

Fundamentos da Arte A filtração de um fluido que compreende duas fases não miscíveis é uma operação comum. Tipicamente, o fluido pode estar armazenado em um recipiente durante um dado tempo: uma primeira fase e uma segunda fase podem se separar por efeito da gravidade. A fase que possui a menor densidade é então coletada em uma superfície do fluido.

Entretanto, o fluido pode estar sob uma forma de uma emulsão compreendendo uma fase contínua e uma fase dispersa. A emulsão pode ser relativamente estável, em particular se um tensoativo é acrescentado à uma formação da emulsão.

Um obturador separador permite separar uma fase oleosa dispersa a partir de uma fase contínua. 0 obturador separador compreende uma pluralidade de placas que são feitas de um material oleofílico tal que as gotas da fase oleosa dispersa aderem às placas. As placas são orientadas em uma direção diagonal em um modo tal que as gotas coalescidas se movem para cima ao longo das placas por efeito de uma pressão gerada por um fluxo da fase contínua. A fase continua flui através do obturador separador. Em caso de uma fase adicional que seja sólida, as partículas da fase sólida são interceptadas pelo obturador separador e caem ao fundo do separador sob o efeito da gravidade. 0 obturador separador, portanto, direciona a fase oleosa dispersa para cima, a fase sólida para baixo e deixa a fase contínua fluir.

Entretanto, se a fase dispersa está em uma forma de gotículas relativamente pequenas, o efeito da gravidade é minimizado. Pode, portanto, levar um tempo prolongado para separar uma emulsão mediante o seu armazenamento em um recipiente. Sob tais circunstâncias, um obturador separador proporciona uma eficiência relativamente baixa na separação de pequenas gotículas proveniente de uma fase contínua. A Patente Inglesa 1 418 806 para a Continuental Oil Co., publicada em 24 de dezembro de 1975, revela um processo para separar as fases de uma emulsão composta de água e de um hidrocarboneto de petróleo. 0 processo compreende passar a emulsão através de um leito de espuma de poliuretana. Quando da saturação da espuma de poliuretana, a fase dispersa do hidrocarboneto é coalescida na forma de gotículas. Se as gotículas são menos densas que a água, as gotículas sobem para formar uma camada de hidrocarboneto que se situa acima da camada de água. Partes da camada de hidrocarboneto e da camada de água são contínuamente removidas, efetuando desse modo a separação. A Patente Norte-Americana U.S. No. 5.239.040 para E.R.T. Environmental Research Technology K.S.P.W. Inc. (CA) , publicada em 24 de agosto de 1993, descreve um particulado de poliuretana absorvente de líquido. O absorvente é preparado a partir de reagentes específicos usando um processo particular. O absorvente é adequado para uso em limpar líquidos contaminados com gotículas de óleo.

O absorvente permite interceptar as gotículas de óleo. O absorvente e as gotículas de óleo interceptadas podem ser separados através de uma etapa de centrifugação, proporcionando desse modo o óleo recuperado, e o absorvente livre de óleo para reutilização.

O pedido internacional WO 02/20115 para EARTH CANADA CORP (CA), publicado em 14 de março de 2002, revela um sistema no qual uma pluralidade de leitos Absorventes Poliméricos Reutilizáveis (RPA) são expostos a um fluxo de uma emulsão de gotículas de óleo dentro de água. Os leitos RPA são feitos de espuma de poliuretana picada em pequenas escamas de modo a aumentar a área de superfície oferecida ao fluxo. O particulado de poliuretana absorvente de líquido descrito na Patente Norte-Americana U.S. No. 5.239.040 pode ser utilizado. A figura IA, Figura 1B e Figura 1C ilustram uma coalescência de gotículas de óleo em um leito de RPA de acordo com a técnica existente. Um fluxo de uma emulsão compreendendo uma fase contínua de água 13 e gotículas de óleo 12 passa através de elementos de RPA 11. Como representado na Figura IA, os elementos de RPA 11 interceptam as gotículas de óleo. Independente das gotículas de óleo interceptadas 14 que aderem aos elementos de RPA 11, a emulsão pode ainda compreender gotículas livres 17 em uma saída dos elementos de RPA 11.

As gotículas interceptadas 14 podem, quando do fluxo da emulsão, formar uma camada 16 em uma superfície dos elementos de RPA 11, como representado na Figura 1B. À medida que a camada 16 aumenta, o fluxo da emulsão cria uma crescente força de císalhamento por sobre a camada 16. Conseqüentemente, gotas grandes de óleo 15 podem se formar a partir da camada 16 e serem arrastadas pelo fluxo como representado na Figura 1C. A formação de nata de uma emulsão; isto é, uma velocidade de uma dada gota quando da ação da gravidade é governada pela lei de Stoke: a gota grande de óleo 16 se move para cima mais rapidamente que as gotículas de óleo (12, 17) . A Figura 2 ilustra um sistema para separar gotículas de óleo a partir de uma fase aquosa continua de acordo com a técnica existente. Uma pluralidade de leitos de RPA (27a, 27b) é provida no interior de um vaso 28 através dos quais um fluido de emulsão compreendendo gotículas de óleo (22a, 22b, 22c) entre uma fase aquosa contínua 23 pode fluir.

Um primeiro leito de RPA 27a permite formar gotas grandes de óleo 25a a partir das gotículas de óleo 22a. Um número de gotículas ae óleo não retidas 22b podem passar através do primeiro leito de RPA 27a sem aderir a qualquer elemento RPA (não representado na Figura 2) do primeiro leito de RPA 27a. As gotas grandes de óleo 25a se movem para cima por efeito da gravidade mais rapidamente que as gotículas de óleo 22b. As gotas grandes de óleo formam na superfície da fase aquosa uma camada de óleo 24. Uma saída de recuperação, por ex., um tubo de recuperação 29 na superfície permite recuperar a camada de óleo 24.

Um processo similar é repetido por meio de um segundo leito de RPA 24 27b e leitos de RPA adicionais (não representados na Figura 2) para limpeza adicional se necessário. É desejável evitar as gotas grandes de óleo 25a geradas no primeiro leito RPA 27a de entrarem ao segundo leito de RPA 27b. A recuperação das gotas grandes de óleo 25a depende de uma pluralidade de parâmetros: uma velocidade do fluxo do fluido de emulsão, uma densidade de óleo, uma densidade de água, uma distância entre o primeiro leito de RPA 27a e o segundo leito de RPA 27b, e uma altura entre a gota grande de óleo no primeiro leito de RPA 25a e a camada de óleo 24. A fim de assegurar uma eficiente separação das gotículas de óleo 22a a partir da fase aquosa continua 23, os leitos de RPA (27a, 27b) podem ser posicionados a uma distância relativamente grande.

Sumário da Invenção Em um primeiro aspecto, a invenção proporciona um sistema para separar um fluido emulsão na forma de um fluido recuperado e um fluido purificado. 0 fluido emulsão compreende uma fase continua e uma fase dispersa. 0 fluido purificado é essencialmente constituído da fase continua. 0 sistema compreende um vaso em uma entrada do qual o fluido emulsão pode fluir. 0 sistema compreende um vaso em uma entrada da qual o fluido emulsão pode fluir. 0 sistema adicionalmente compreende um ou mais elementos de coalescência. Cada elemento de coalescência permite coalescer pelo menos uma parte da fase dispersa na forma de grandes gotas posteriormente desligadas do elemento de coalescência por efeito de um fluxo do fluido emulsão. 0 sistema adicionalmente compreende um ou mais meios de direcionamento. Cada meio de direcionamento está associado com um elemento de coalescência para guiar as gotas grandes desligadas para recuperação adicional.

Em uma primeira modalidade preferida, o sistema adicionalmente compreende um ou mais leitos, cada leito permitindo sustentar um elemento de coalescência. 0 sistema também compreende uma ou mais saídas de recuperação. Cada saída de recuperação permite recolher o fluido recuperado proveniente das gotas grandes desligadas a partir de um elemento de coalescência.

Em uma segunda modalidade preferida, o meio de direcionamento é um obturador separador. 0 obturador separador possui uraa estrutura que é adaptada para permitir a fase continua fluir através do obturador separador.

Em uma terceira modalidade preferida, cada obturador separador é substancialmente posicionado a 10 milímetros do elemento de coalescência associado de modo a permitir um estouro de bolhas da fase contínua. As bolhas são envolvidas por um filme da fase dispersa. As bolhas são formadas entre o elemento de coalescência e o obturador separador.

Em uma quarta modalidade preferida, cada obturador separador compreende uma pluralidade de placas dispostas em uma saída do pelo menos um coalescente associado para interceptar as gotas grandes. A fase dispersa compreende gotículas de óleo. A pluralidade de placas é feita de um material oleofílico tal que as gotas grandes interceptadas aderem às placas. A pluralidade de placas possui uma orientação diagonal adaptada para direcional as gotas grandes aderidas para cima.

Em uma quinta modalidade preferida, o fluido emulsão é uma água produzida associada com uma produção de hidrocarbonetos. 0 elemento de coalescência é um Absorvente Polimérico Reutilizável.

Em um segundo aspecto, a invenção proporciona um método para separar um fluido emulsão na forma de um fluido recuperado e um fluido purificado. 0 fluido emulsão compreende uma fase continua e uma fase dispersa. 0 fluido purificado é constituído essencialmente da fase contínua. 0 método compreende prover um fluxo de pelo menos uma parte do fluido emulsão através de pelo menos um leito no interior de um vaso. Cada leito sustenta um elemento de coalescência, por meio do que pelo menos uma parte da fase dispersa coalesce na forma de gotas grandes. As gotas grandes coalescidas são desligadas a partir de cada leito por meio da velocidade de um fluxo. As gotas grandes desligadas são direcionadas com pelo menos um meio de direcionamento. 0 pelo menos um meio de direcionamento está associado com o pelo menos um leito. 0 método adicionalmente compreende recuperar o fluido recuperado proveniente das gotas grandes direcionadas.

Em uma sexta modalidade, o método adicionalmente compreende repetir a coalescência, o desligamento, o direcionamento e a recuperação em uma posição adicional do vaso.

Em uma sétima modalidade preferida, a fase dispersa compreende gotícuias de óleo.

Em uma oitava modalidade preferida, o meio de direcionamento é um obturador separador. 0 obturador separador possui uma estrutura que é adaptada para permitir à fase continua fluir através do obturador separador. 0 método adicionalmente compreende interceptar as gotículas grandes coalescidas com pelo menos uma placa do obturador separador. As gotículas grandes aderem por sobre a pelo menos uma placa. As gotículas grandes aderidas são direcionadas ao longo da pelo menos uma placa por efeito da velocidade de um fluxo.

Em um terceiro aspecto, a invenção proporciona um sistema para separar um fluido emulsão na forma de um fluido recuperado e um fluido purificado. 0 fluido emulsão compreende uma fase contínua, uma fase dispersa e uma parte coalescida. 0 fluido purificado é constituído essencialmente da fase contínua. 0 sistema compreende ura vaso em uma entrada do qual o fluido emulsão pode fluir.

Pelo menos um leito sustenta um elemento de coalescência. 0 elemento de coalescência permite coalescer pelo menos uma parte da fase dispersa na forma de gotas grandes desligadas do elemento de coalescência por efeito de um fluxo da fase contínua. 0 sistema compreende adicionalmente pelo menos uma barreira localizada ao longo do pelo menos um leito em um lado à montante do pelo menos um leito. Cada barreira permite impedir à parte coalescida de fluir através de um leito associado.

Em uma nona modalidade preferida, o sistema adicionalmente compreende uma saída de recuperação posicionada no lado à montante do leito, a saída de recuperação permitindo recuperar a parte coalescida.

Em uma décima modalidade preferida, a parte coalescida resulta a partir de um pré-tratamento do fluido emulsão antes de fluir através do leito.

Em uma décima primeira modalidade, o sistema adicionalmente compreende uma pluralidade de leitos. Cada leito sustenta um elemento de coalescência associado. A parte coalescida é proveniente das gotas grandes anteriormente geradas em um distinto leito anterior.

Em uma décima segunda modalidade preferida, a fase dispersa compreende gotículas de óleo. A barreira é posicionada em uma parte superior do vaso.

Em uma décima terceira modalidade preferida, o fluido emulsão é uma água produzida associada com uma produção de hidrocarbonetos. 0 elemento de coalescência é um Absorvente Polimérico Reutilizável.

Em um quarto aspecto, a invenção proporciona um método para separar em um vaso um fluido emulsão que compreende uma fase contínua, uma fase dispersa e uma parte coalescida na forma de um fluído recuperado e um fluido purificado. 0 fluido purificado é essencialmente constituído da fase contínua. 0 método compreende impedir a parte coalescida de fluir através de um leito situado no vaso. Pelo menos uma parte da fase dispersa é coalescida na forma de gotas grandes. A coalescência é realizada por meio de um elemento de coalescência sustentado pelo leito. As gotas grandes são desligadas do elemento de coalescência por efeito de um fluxo da fase contínua.

Em uma décima quarta modalidade preferida, o impedimento é realizado mediante inserir uma barreira ao longo do leito em um lado a montante do leito.

Em uma décima quinta modalidade preferida, a parte coalescida resulta de um pré-tratamento do fluido emulsão dentro do vaso.

Em uma décima sexta modalidade preferida, a parte coalescida resulta de uma ação de coalescência de um elemento de coalescência distinto sustentado por um distinto leito anterior dentro do vaso.

Outros aspectos e vantagens da invenção serão evidentes a partir da descrição a seguir e das reivindicações anexas.

Breve Descrição dos Desenhos A Figura IA, Figura 1B e Figura 1C ilustram uma coalescência de gotículas de óleo em um leito de RPA de acordo com a técnica existente. A Figura 2 ilustra um sistema para separar gotículas de óleo a partir de uma fase aquosa contínua de acordo com a técnica existente. A Figura 3 ilustra um exemplo de um sistema de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. A Figura 4A ilustra uma formação de bolhas de água em um exemplo de um sistema de acordo com a primeira modalidade da presente invenção. A Figura 4B e Figura 4C ilustram um estouro de bolhas de água no exemplo do sistema ilustrado na Figura 4A. A Figura 5 ilustra um exemplo de um obturador separador de acordo com a primeira modalidade da presente invenção. A Figura 6 ilustra um primeiro exemplo de um sistema de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. A Figura 7 ilustra um segundo exemplo de um sistema de acordo com a segunda modalidade da presente invenção.

Descrição Detalhada Um sistema vaso de acordo com a arte existente compreendendo uma pluralidade de leitos de RPA - ou qualquer leito que sustenta elemento de coalescència através do qual uma emulsão pode fluir - permite separar pequenas goticulas da emulsão a partir de uma fase continua. 0 elemento de coalescència permite gerar gotas grandes mediante a coalescència das goticulas. As gotas grandes são desligadas do elemento de coalescència por efeito de um fluxo da emulsão. As gotas grandes se movem para uma superfície da fase contínua por efeito da gravidade e podem ser facilmente 'recuperadas. Cada leito de elemento de coalescência necessita ser posicionado em uma distância relativamente grande dos outros leitos de modo a impedir que as gotas grandes geradas em um determinado leito de entrar a um leito seguinte antes de serem recuperadas.

Entretanto, por causa da distância relativamente grande entre dois elementos de coalescência, os sistema vaso pode ter um comprimento relativamente longo.

Tal sistema vaso pode, por exemplo, ser usado na industria de petróleo. A produção de hidrocarbonetos está usualmente associada com a geração de uma água produzida. A água produzida necessita ser limpa do óleo antes de ser descartada. 0 sistema vaso permite separar uma fração remanescente do óleo presente na água como uma emulsão. No caso de uma instalação afastada da costa, o comprimento do vaso é um fator importante na medida que um vaso possuindo um comprimento relativamente curto é mais fácil de acomodar.

Existe uma necessidade quanto a um sistema de separação que permita separar pequenas goticulas a partir de uma fase contínua de uma emulsão o qual possua um comprimento relatívamente curto de modo a permitir um manejo mais fácil. Um tal sistema de separação pode ser usado na indústria do petróleo bem como em qualquer outra indústria. Tipicamente, muitas indústrias produzem a água oleosa como um subproduto.

Direcionamento das Gotas A Figura 3 ilustra um exemplo de um sistema de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. 0 sistema permite separar um fluido emulsão que compreende uma fase continua e uma fase dispersa na forma de um fluido recuperado e um fluido purificado. 0 fluido purificado é essencialmente constituído da fase continua. 0 sistema compreende um vaso 38. 0 vaso 38 compreende uma entrada através da qual o fluido emulsão pode fluir de modo a encontrar um ou mais elemento de coalescência 37a. Cada elemento de coalescência 37a permite coalescer pelo menos uma parte da fase dispersa na forma de gotas grandes (não representadas na Figura 3) . As gotas grandes coalescidas são desligadas a partir do elemento de coalescência por efeito de um fluxo do fluido emulsão. As gotas grandes coalescidas são direcionadas para recuperação adicional através de meios de direcionamento 33a.

Os meios de direcionamento, por ex., um obturador separador 33a permite melhorar uma recuperação do fluido recuperado, isto é, das gotas grandes.

As gotículas (não representadas na Figura 3) da fase dispersa podem coalescer no elemento de coalescência e formar as gotas grandes. As gotas grandes se movem para a superfície do fluido por efeito da gravidade, e atingem a superfície mais rapidamente que as gotículas.

Tipicamente, a fase dispersa possui uma densidade mais baixa que a fase continua e as gotas grandes de óleo, portanto, se movem para cima por efeito da gravidade.

Durante o movimento para cima, ou no atingimento de um lado mais superior do vaso, as gotas grandes podem se juntar umas às outras e formar uma camada (não representada). 0 sistema pode compreender uma saída de recuperação, por ex., um tubo de recuperação 39a. 0 tubo de recuperação permite recuperar pelo menos uma parte da camada na superfície.

Durante o movimento para cima, as gotas grandes são expulsas ao longo de uma distância de expulsão devido a uma velocidade do fluxo. 0 obturador separador, na medida em que direciona as gotas grandes para cima, permite reduzir a distancia de expulsão. É, portanto, possível posicionar um elemento de coalescência 37b adicional a uma distância relativamente pequena a partir do elemento de coalescência 37a. 0 vaso de acordo com a primeira modalidade da presente invenção pode, portanto, conseguir produzir um fluido purificado possuindo uma mesma qualidade como aquele produzido com sistemas vasos da arte existente com um comprimento menor. 0 vaso da presente invenção é mais fácil de manejar e pode ser usados em diversas indústrias, por ex., uma explotação de petróleo/gás afastado da costa.

Nesse último caso, o fluido emulsão é uma água produzida associada com uma produção de hidrocarbonetos. A água produzida, em seu fluir ao interior do vaso pode já estar relativamente limpa: a água produzida pode conter uma fase aquosa contínua e gotícuias de óleo. As gotícuias de óleo possuem um diâmetro relativamente menor e são difíceis de remover por meio dos meios tradicionais de separação. Os sistemas vaso com os elementos de coalescêncía, sejam de acordo com a técnica existente ou de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, permitem separar as gotículas de óleo de modo a produzir um fluido filtrado possuindo um teor de óleo relativamente baixo, por ex., 15 ppm. Os sistemas vaso da presente invenção são, para um dado teor de óleo, mais curtos que os sistemas vasos da técnica existente, os quais podem ser apreciados, por exemplo, em um transporte do sistema vaso para explotação de petróleo/gás afastado da costa.

Tipicamente, o sistema vaso de acordo com a primeira modalidade da presente invenção pode compreender uma pluralidade de leitos (31a, 31b), uma pluralidade elementos de coalescêncía (37a, 37b), uma pluralidade de obturadores separadores (33a, 33b) dentro do vaso 38 e uma pluralidade de tubos de recuperação (39a, 39b) de modo a permitir repetir a coalescêncía, o direcionamento e a recuperação.

Cada elemento de coalescêncía pode ser sustentado por um leito associado. Como representado na Figura 3, um primeiro leito 31a sustenta o elemento de coalescência 37a e um segundo leito 31b sustenta o elemento de coalescência 37b seguinte.

Um tubo de recuperação pode ser provido para cada leito (37a, 37b) . Cada tubo de recuperação (39a, 39b) permite recuperar o fluido recuperado proveniente das gotas grandes desligadas a partir de um leito associado (37a, 37b) . 0 obturador separador 33a da Figura 3 direciona as gotas grandes coalescidas no primeiro leito 31a para recuperação adicional em um primeiro tubo de recuperação 39a. De modo similar, um segundo obturador separador 33b direciona as gotas grandes coalescidas no segundo leito 31b para adicional recuperação em um segundo tubo de recuperação 39b. Cada obturador separador (33a, 33b) é posicionado à jusante de um leito (37a, 37b) associado.

Os obturadores separadores (33a, 33b) permitem impedir que as gotas grandes fluam para dentro de um leito seguinte. Com os sistemas vasos da técnica existente, existe um risco maior que uma gota grande coalescida adentre ao leito seguinte. Se algumas gotas grandes entram no leito seguinte, a eficiência do sistema vaso em separar goticulas a partir da fase continua pode ser consideravelmente reduzida. Conseqüentemente, os sistemas vasos da técnica existente compreende um número maior de leitos de modo a assegurar que um dado teor de fase dispersa no fluido purificado seja conseguido. Os sistemas vasos de acordo com a presente invenção, portanto, permitem prover um número menor de leitos para conseguir o dado teor de fase dispersa no fluido purificado. Tipicamente, em um caso de água produzida para ser purificada, um sistema vaso de acordo com a presente invenção compreendendo oito leitos produz um fluido purificado possuindo um teor de óleo menor que 15 ppm, enquanto que na técnica existente, tal teor de óleo é provido com um sistema vaso compreendendo doze leitos.

Preferivelmente, a fase dispersa do fluido emulsão compreende gotículas de óleo, A fase contínua pode ser por exemplo, água, ou salmoura.

Preferivelmente o obturador separador é posicionado a uma certa distância, tipicamente 10 milímetros, do leito associado. Pode ocorrer que bolhas de água se formem em uma saída do leite. As bolhas podem, nos sistemas vaso da técnica existente, preencher um espaço entre dois leitos. O tubo de recuperação associado, portanto, recupera as bolhas em lugar de óleo puro. 0 obturador separador permite impedir a recuperação das bolhas de água. A figura 4A ilustra uma formação de bolhas de água em um exemplo de um sistema de acordo com a primeira modalidade da presente invenção. Um vaso 48 compreende um leito 47 de material de coalescência, por ex., polímero RPA. Um fluído emulsão compreendendo uma fase óleo dispersa na forma de gotículas de óleo (não representado na Figura 4A) e uma fase aquosa contínua (não representada na Figura 4A) flui de um lado ao outro do vaso 48. 0 polímero RPA permite formar gotas grandes de óleo (não representado na Figura 4A} a partir das gotículas de óleo. Pode ocorrer que as bolhas de água 41 sejam envoltas por um filme de óleo formado em uma saída do leito 47. Nos sistemas vasos de acordo com a invenção, um obturador separador 43 é posicionado a uma certa distância do leito 47. A figura 4B e Figura 4C ilustram um estouro de bolhas de água no exemplo do sistema já ilustrado na Figura 4A. As bolhas de água 41 podem expandir e começar a preencher um espaço entre o leito 47 e o obturador separador 43. Quando as bolhas 41 atingem o obturador separador 43, as bolhas 41 estouram como ilustrado na Figura 4B. 0 estouro das bolhas 41 gera uma coalescência do filme de oleo na forma de gotas de óleo 45. As gotas de óleo 45 são direcionadas pelo obturador separador 43. 0 tubo de recuperação 49 permite recuperar o óleo puro. A figura 5 ilustra um exemplo de um obturador separador para a primeira modalidade da presente invenção. 0 obturador separador pode compreender uma pluralidade de placas 51 que são dispostas em uma salda de um leito associado (não representado na Figura 5) de modo a permitir às gotas grandes (não representadas na Figura 5) coalescidas no leito a interceptar as placas 51. Se as gotas grandes são feitas de óleo, o obturador separador pode ser preferivelmente feito de um material oleofílico: isso permite às gotas grandes interceptadas aderirem às placas 51. As placas 51 possuem uma orientação substancialmente diagonal que é adaptada para direcionar para cima as gotas grandes aderidas. As gotas aderidas podem, por efeito de um fluxo de fluido, serem direcionadas ao longo das placas por efeito da velocidade de um fluxo, sendo desse modo direcionadas para cima. Ao contrário, uma fase aquosa continua flui através do obturador separador.

Sistema Barreira A Figura 6 ilustra um primeiro exemplo de um sistema de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. 0 sistema permite separar um fluido emulsão na forma de um fluido recuperado e um fluido purificado. 0 fluido emulsão compreende na segunda modalidade uma fase continua 65, uma fase dispersa 67 e uma parte coalescida 66. 0 fluido purificado é constituído essencialmente da fase contínua. O sistema compreende um leito 61 que sustenta um elemento de coalescência 63. 0 elemento de coalescência 63 permite coalescer pelo menos uma parte da fase dispersa na forma de gotas grandes 69 que são separadas a partir do elemento de coalescência 63 por efeito de um fluxo da fase contínua. 0 sistema adicionalmente compreende uma barreira 64 posicionada ao longo do leito 61 em um lado a montante do leito 61. A barreira 64 permite impedir que a parte coalescida 66 flua através do leito 61.

Preferivelmente o sistema compreende um vaso em uma entrada do qual o fluido emulsão flui para o interior do vaso. 0 sistema pode compreender leitos adicionais (não representados na Figura 6) para melhorar a separação. 0 sistema pode adicionalmente compreender uma saída de recuperação 62, por ex., um tubo de recuperação, que permite recuperar a parte coalescida 66. 0 tubo de recuperação está localizado no lado à montante do leito 61.

Se a parte coalescida 66 adentra ao leito 61, isso tem o efeito de reduzir a qualidade do fluido purificado. A barreira 64, por ex., uma lâmina metálica, permite isolar o leito 61 da parte coalescida 66.

Um sistema de acordo com a segunda modalidade da presente invenção pode conseguir produzir uma água purificada possuindo uma dada qualidade com um número mais baixo de leitos que um sistema da técnica existente, uma vez que as barreiras impedem uma separação com um sistema vaso compreendendo um número relativamente baixo de leitos, isto é, com um vaso que possui um comprimento relativamente curto. 0 sistema vaso de acordo com a presente invenção é, portanto, mais fácil de manipular que os sistemas vasos da técnica existente.

Isso pode ser particularmente útil em um caso de uma explotação de hidrocarboneto afastado da costa. A produção do hidrocarboneto esta associada com a água produzida, isto é, uma mistura de uma fase aquosa e uma fase oleosa. A mistura necessita ser purificada para posterior descarte. A maior parte da fase oleosa pode ser removida com técnicas tradicionais de separação. Um sistema vaso com um elemento de coalescência permite separar pequenas goticulas de óleo a partir da fase aquosa. Um sistema vaso de acordo com a presente invenção pode ter um comprimento mais curto que um sistema vaso de acordo com a técnica existente e ser, portanto, mais fácil de manejar.

Alem do mais, o sistema vaso de acordo com a presente invenção ocupa menos espaço em um barco.

No primeiro exemplo do sistema ilustrado na Figura 6, a parte coalescida 66 resulta a partir de um pré- tratamento do fluido emulsão dentro do vaso 68. 0 pré- tratamento pode ser relativamente básico: por exemplo, o fluido emulsão simplesmente passa através de uma caixa de pré-tratamento 610 do vaso 68. A maior parte da fase dispersa pode se mover para cima por efeito da gravidade na caixa de pré-tratamento 610. A saída de recuperação 62 permite recuperar a parte coalescida 66. A Figura 7 ilustra um segundo exemplo de um sistema de acordo com a segunda modalidade da presente invenção. Um fluido emulsão compreendendo uma fase contínua 75, uma fase dispersa (não representada na Figura 7) e uma parte coalescida 76 pode fluir através de um leito 71b que sustenta um elemento de coalescência 73b. 0 fluído emulsão propriamente resulta a partir de uma parte a montante de um vaso 78., a parte a montante do vaso 78 compreendendo um distinto leito 71a anterior. Uma ação de coalescência de um distinto elemento de coalescência 73a sustentado pelo distinto leito 71a anterior produz gotas grandes 79a. As gotas grandes 79a se movem para cima por efeito da gravidade. A fim de evitar que a parte coalescida 66 adentre ao leito 71b, uma barreira 74b, por ex., uma lâmina metálica é provida ao longo do leito 71b. Uma saída de recuperação 72 permite remover a parte coalescida 66 ao mesmo tempo em que sendo retida pela barreira 74b. 0 segundo exemplo do sistema vaso compreende uma pluralidade de leitos (71a, 71b). Cada leito pode estar associado a uma barreira (74a, 74b). Cada leito permite coalescer pelo menos uma parte de uma fase dispersa de um fluído de à montante na forma de gotas grandes (79a, 79b) .

Preferivelmente, o elemento de coalescência envolvido na primeira modalidade e na segunda modalidade da presente invenção é um Absorvente Polimérico Reutilizável (RPA), isto é, espuma de poliuretana picada em pequenas escamas de modo a aumentar uma área de superfície oferecida a um fluxo.

Preferivelmente, o sistema vaso de acordo com a presente invenção compreende um tubulação de saída que está localizado à jusante dos leitos. 0 tubo de saída pode estar orientado para baixo, de modo a assegurar uma coleta priorizada do fluido purificado.

Preferivelmente, a primeira modalidade da presente invenção é combinada com a segunda modalidade.

Por "gota grande", é significado qualquer fluido coalescido que possui um tamanho que é relativamente maior que um tamanho das goticulas inicialmente presentes em um fluido emulsão. As gotas grandes podem, portanto, ter uma forma substancialmente esférica, uma forma longitudinal, etc. As gotas grandes podem ser também uma camada única que é separada a partir de um leito, ou ser formada a partir de gotas substancialmente esféricas.

Embora a invenção tenha sido descrita com respeito a um número limitado de modalidades, aqueles versados na técnica, possuindo o beneficio dessa revestimento, irão perceber que outras modalidades podem ser vislumbradas as quais não se afastam do escopo da invenção como revelado aqui. Conseqüentemente, o escopo da invenção deverá estar apenas limitado pelas reivindicações anexas. - REIVINDICAÇÕES -

Claims (9)

1. SISTEMA PARA SEPARAR ÜM FLUIDO EMULSÃO ÁGUA/ΗIDROCARBONETOS NA FORMA DE UM FLUIDO ÓLEO RECUPERADO E UM FLUIDO ÁGUA PURIFICADA, o fluido emulsão água/hidrocarbonetos compreendendo uma fase contínua e uma fase dispersa, o fluido água purificada sendo essencialmente constituído da fase contínua, o sistema caracterizado por compreender: um vaso (38, 48) em uma entrada do qual o fluido emulsão água/hidrocarbonetos pode fluir; um ou mais elementos de coalescência (37a, 37b) feitos de material Absorvente Polimérico Reutilizável, cada elemento de coalescência permitindo coalescer pelo menos uma parte da fase dispersa a partir de pequenas gotículas na forma de gotas grandes, as referidas gotas grandes sendo em seguida desligadas do elemento de coalescência por efeito de um fluxo do fluido emulsão; um ou mais meios de separação e direcionamento (33a, 33b, 43), cada meio de separação e direcionamento estando associado com um elemento de coalescência e estando disposto em uma saída do elemento de coalescência associado para direcionar as referidas gotas grandes desligadas para recuperação adicional e possuindo uma estrutura que é adaptada para permitir a fase contínua a fluir através dos meios de separação e direcionamento.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente compreender: um ou mais leitos (31a, 31b) , cada leito permitindo sustentar um ou mais elemento de coalescência (37a, 37b) feitos de material Absorvente Polimérico Reutilizável; uma ou mais saídas (39a, 39b), cada saída de recuperação permitindo recuperar o fluido recuperado a partir das gotas grandes desligadas proveniente de um elemento de coalescência (37a, 37b).

3. Sistema ,de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por cada meio de separação e direcionamento estar substancialmente posicionado a 10 milímetros do elemento de coalescência associado de modo a permitir um estouro das bolhas (41) da fase contínua, as bolhas sendo envoltas por um filme da fase dispersa, e as bolhas sendo formadas entre o elemento de coalescência e os meios de separação e direcionamento.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por cada meio de separação e direcionamento compreender: uma pluralidade de placas (51) para interceptar as referidas gotas grandes desligadas; onde: a pluralidade de placas (51) são feitas de um material oleofílico tal que as grandes gotas interceptadas aderem às placas; a pluralidade de placas (51) possuem uma orientação diagonal adaptada para direcionar as grandes gotas aderidas para cima.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender pelo menos dois elementos de coalescência e adicionalmente compreender uma ou mais barreira (74a, 74b), cada barreira estando associada com um elemento de coalescência, a referida barreira estando posicionada ao longo e em um lado à montante do elemento de coalescência associado, e a referida barreira permitindo impedir as gotas grandes desligadas de um elemento de coalescência de fluir através do elemento de coalescência associado.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por cada barreira estar posicionada em uma parte superior do vaso.

7. MÉTODO PARA RECUPERAR A PARTIR DE UM FLUIDO EMULSÃO ÁGUA/HIDROCARBONETOS UM FLUIDO ÓLEO RECUPERADO E UM FLUIDO ÁGUA PURIFICADA, o fluido emulsão água/hidrocarbonetos compreendendo uma fase continua e uma fase dispersa, o fluido água purificada sendo constituído essencialmente da fase contínua, o método caracterizado por compreender: prover um fluxo de pelo menos uma parte do fluido emulsão água/hidrocarbonetos através de pelo menos um leito (31a, 31b) dentro de um vaso (38, 48), cada leito sustentando um elemento de coalescência (37a, 37b) feito de material Absorvente Polimérico Reutillzavel, por meio do que uma parte da fase dispersa coalesce a partir de pequenas goticulas na forma de gotas grandes; desligar as referidas gotas grandes a partir de cada leito (31a, 31b) por meio da velocidade de um fluxo; direcionar as gotas grandes desligadas com pelo menos um meio de separação e direcionamento (33a, 33b, 43), o pelo menos um meio de separação e direcionamento estando associado com o pelo menos um leito (31a, 31b), o referido meio de separação e direcionamento possuindo uma estrutura que está adaptada para permitir à fase continua a fluir através do obturador separador; recuperar o fluido óleo recuperado proveniente das gotas grandes direcionadas; e recuperar o fluido água purificada a partir da fase contínua.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por adicionalmente compreender: repetir as etapas de coalescência, de desligamento, de direcionamento e de recuperação em uma posição adicional do vaso (38, 48) .

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado por adicionalmente compreender: interceptar as gotas grandes desligadas com pelo menos uma placa (51) dos meios de separação e direcionamento, as gotas grandes aderindo por sobre a pelo menos uma placa; direcionar as grandes gotas aderidas ao longo da pelo menos uma placa (51) por efeito da velocidade de um fluxo.