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Artigo Técnico: Otimização de processos de exploração e produção de petróleo e gás mediante a remoção de sulfato da água do mar por nanofiltração

Petroleo e Energia
10 de outubro de 2014
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    Como consequência, o pH afeta a performance de rejeição da membrana, dado que a carga influencia a repulsão eletrostática entre os íons ou moléculas carregadas e a superfície da membrana. Adicionalmente, devido à dissociação de grupos funcionais da membrana, o pH do sistema pode afetar a sua “abertura”. Isso afeta o mecanismo de exclusão de materiais particulados e sais devido ao tamanho dos poros da membrana. Finalmente, a interação de colóides dissolvidos com a membrana e subsequente incrustação da membrana também são dependentes do potencial zeta da superfície e da carga dos seus poros (Childress et. al. 2000).

    Relacionando essas informações à água do mar, a superfície altamente carregada da membrana de nanofiltração proporciona a alta rejeição de íons divalentes como sulfato, magnésio e cálcio. Entretanto, a carga da superfície não é alta o suficiente para rejeitar íons monovalentes menos carregados, como sódio e cloreto. Em geral, quanto maior a força iônica da água do mar, menor é a rejeição de íons monovalentes. Moléculas não carregadas com mais de um nanômetro de diâmetro são totalmente rejeitadas.

    A tendência de obstrução das membranas durante a operação é diretamente regida pela rugosidade de sua superfície, sendo a média quadrática típica desta última vastamente reportada na faixa de 30 a 100 nm (Yang et al. 2009, Hurwitz et al. 2010). Entretanto, alguns fabricantes são capazes de produzir membranas com rugosidade menor, que otimiza ainda mais o processo de remoção de sulfato, minimiza a obstrução das membranas, o consumo de energia e a necessidade de limpezas químicas e aumenta sua performance e seu tempo de vida. Este é o caso das membranas de nanofiltração para remoção de sulfato da GE Water & Process Technologies, que tipicamente apresentam 10 nm ou menos de rugosidade de superfície.

    Petróleo & Energia, Elemento de nanofiltração e sua embalagem de transporte

    Elemento de nanofiltração e sua embalagem de transporte

    Membranas de Redução de Sulfato da GE – As membranas de redução de sulfato de água do mar da GE (SWSR, Seawater Sulfate Reducing Membrane) são membranas de nanofiltração desenvolvidas para a remoção de sulfato da água do mar. Elas são produzidas na robusta plataforma DK da GE, que tem sido utilizada há mais de 30 anos nas mais desafiadoras aplicações.

    A SWSR proporciona uma eliminação de peso molecular de 300 Dalton, sendo uma barreira absoluta para qualquer sólido suspenso, incluindo partículas, sílica coloidal e material bacteriano. Benefícios adicionais da SWSR inlcuem:

    • Prevenção à incrustração de sulfato de bário e de estrôncio nos poços de injeção;

    • Mitigação da acidificação dos poços devido à redução do sulfato;

    • Otimização para o uso em água do mar por suas caracteríscas hidrodinâmicas, resultando na vida mais longa da membrana;

    • Estrutura única e comprovada da GE de 3 camadas de membranas, que minimiza a rugosidade e a aderência da superfície, e aprimora a resistência à obstrução;

    • Disponível em versão de 440 pés² de área filtrante, para maximizar a área da membrana enquanto minimiza a área necessária para sua instalação;

    • Apresenta propriedades superiores de remoção de dureza e sulfato;

    • Compatível com químicos de limpeza já disponíveis no mercado;

    • Pode ser associada à osmose reversa para produzir água com baixa concentração de sólidos totais dissolvidos com concentrações específicas de íons divalentes.

    Pré-tratamento por ultrafiltração – Usualmente as unidades de remoção de sulfato demandam um pré-tratamento da água do mar para a remoção de sólidos suspensos e contaminantes antes de passar pelo sistema de nanofiltração. Tipicamente, as tecnologias de pré-tratamento empregadas tem incluído filtros cartucho e filtros multimídia, porém, recentemente, a ultrafiltração tem conquistado mais espaço entre os operadores de E&P para realizar essa tarefa, principalmente devido ao seu alto grau de automatização, ao menor consumo de químicos e ao tamanho de seus poros quando comparados aos filtros multimídia e cartucho.



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