petróleo e meio ambiente - raquel simas · do tipo de petróleo processado; das unidades de...

Instituto Superior de Tecnologia de Paracambi

Petróleo e Meio Ambiente

Curso:Tecnólogo em Gestão Ambiental

Professora: Raquel Simas Pereira Teixeira

Efluentes Hídricos

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


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;


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.


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.


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.


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.


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


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.


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.


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.


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).


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.


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;


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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;


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!!!

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