Separador de óleo-água API - API oil–water separator

Um separador API gravimétrico típico

Um separador de óleo-água API é um dispositivo projetado para separar quantidades brutas de óleo e sólidos suspensos de águas residuais industriais produzidas em refinarias de petróleo , fábricas petroquímicas , fábricas de produtos químicos , fábricas de processamento de gás natural e outras fontes industriais de água oleosa. O nome é derivado do fato de que tais separadores são projetados de acordo com os padrões publicados pelo American Petroleum Institute (API).

Descrição do projeto e operação

O separador API é um dispositivo de separação por gravidade projetado usando os princípios da lei de Stokes que definem a velocidade de aumento das gotas de óleo com base em sua densidade , tamanho e propriedades da água. O projeto do separador é baseado na diferença de gravidade específica entre o óleo e as águas residuais porque essa diferença é muito menor do que a diferença de gravidade específica entre os sólidos em suspensão e a água. Com base nesse critério de projeto, a maioria dos sólidos suspensos se assentará no fundo do separador como uma camada de sedimentos, o óleo subirá até o topo do separador e as águas residuais serão a camada intermediária entre o óleo no topo e os sólidos no fundo. Os padrões de projeto API, quando aplicados corretamente, fazem ajustes na geometria, no projeto e no tamanho do separador, além dos simples princípios da Lei de Stokes. Isso inclui provisões para perdas de turbulência de entrada e saída do fluxo de água, bem como outros fatores. A Especificação API 421 exige uma proporção mínima de comprimento para largura de 5: 1 e uma proporção mínima de profundidade para largura de 0,3: 0,5.

Normalmente, na operação de separadores API, a camada de óleo, que pode conter água arrastada e sólidos suspensos fixos, é continuamente removida. Essa camada oleosa removida pode ser reprocessada para recuperar produtos valiosos ou descartada. A camada de sedimento inferior mais pesada é removida por um raspador de corrente e voo (ou dispositivo semelhante) e uma bomba de lama.

Limitações de design

Os separadores de projeto API e tanques de gravidade semelhantes não se destinam a ser eficazes quando qualquer uma das seguintes condições se aplicam às condições de alimentação:

  • O tamanho médio das gotas de óleo na alimentação é inferior a 150 mícrons
  • A densidade do óleo é maior que 925 kg / m3
  • Sólidos suspensos estão aderindo ao óleo, o que significa que a densidade "efetiva" do óleo é maior que 925 kg / m3
  • Temperatura da água inferior a 5 ° C
  • Existem altos níveis de hidrocarbonetos dissolvidos

De acordo com a Lei de Stokes, óleos mais pesados ​​requerem mais tempo de retenção. Em muitos casos em que as refinarias mudaram para ardósias de petróleo bruto mais pesadas, a eficiência do separador API diminuiu.

Tratamento adicional de descargas de água API

Devido às limitações de desempenho, a água descarregada de separadores do tipo API geralmente requer vários estágios de processamento adicionais antes que a água tratada possa ser descarregada ou reutilizada. O tratamento posterior da água é projetado para remover gotículas de óleo menores que 150 mícrons, materiais dissolvidos e hidrocarbonetos, óleos mais pesados ​​ou outros contaminantes não removidos pelo API. As tecnologias de tratamento secundário incluem flotação por ar dissolvido (DAF) , tratamento biológico anaeróbio e aeróbio, separadores de placas paralelas, hidrociclone , filtros de casca de noz e filtros de mídia.

Tecnologias Alternativas

Os separadores de placas ou separadores de placas coalescentes são semelhantes aos separadores API, pois são baseados nos princípios da Lei de Stokes, mas incluem conjuntos de placas inclinadas (também conhecidos como pacotes paralelos). O lado inferior de cada placa paralela fornece mais superfície para que as gotículas de óleo suspensas se aglutinem em glóbulos maiores. Os separadores de placa coalescente podem não ser eficazes em situações em que os produtos químicos da água ou sólidos suspensos restringem ou evitam que as gotas de óleo se aglutinem. Em operação, pretende-se que o sedimento deslize para baixo na parte superior de cada placa paralela, no entanto, em muitas situações práticas, o sedimento pode aderir às placas exigindo remoção e limpeza periódicas. Esses separadores ainda dependem da gravidade específica entre o óleo em suspensão e a água. No entanto, as placas paralelas podem aumentar o grau de separação óleo-água para gotículas de óleo acima de 50 mícrons de tamanho. Alternativamente, separadores de placas paralelas são adicionados ao projeto de separadores API e requerem menos espaço do que um separador API convencional para atingir um grau semelhante de separação.

Um separador típico de placas paralelas

História

O separador API foi desenvolvido pela API e pela Rex Chain Belt Company (agora Evoqua ). O primeiro separador API foi instalado em 1933 na refinaria da Atlantic Refining Company (ARCO) na Filadélfia. Desde aquela época, virtualmente todas as refinarias em todo o mundo instalaram separadores API como o primeiro estágio principal de suas estações de tratamento de águas residuais oleosas . A maioria dessas refinarias instalou os separadores API usando o projeto original com base na diferença de gravidade específica entre óleo e água. No entanto, muitas refinarias agora usam embalagem de placa paralela de plástico para melhorar a separação por gravidade. As regulamentações atuais geralmente exigem separadores API com tampas fixas ou flutuantes para controle de compostos orgânicos voláteis (VOC). Além disso, a maioria dos separadores API deve estar acima do solo para detecção de derramamento.

Outras aplicações de separação óleo-água

Existem outras aplicações que requerem separação óleo-água. Por exemplo:

  • Separadores de água oleosa (OWS) para separar o óleo da água do porão acumulada em navios, conforme exigido pela Convenção MARPOL internacional .
  • Os separadores de óleo e água são comumente usados ​​em subestações elétricas . Os transformadores encontrados em subestações utilizam grande quantidade de óleo para fins de resfriamento. Fossos são construídos ao redor de subestações não fechadas para capturar qualquer vazamento de óleo, mas também captam água da chuva. Os separadores de óleo e água fornecem, portanto, uma limpeza mais rápida e fácil de um vazamento de óleo.

Veja também

Referências

links externos