Avaliação fluidodinâmica de protótipo coalescedor para tratamento de água produzida de petróleo
Água produzida; Leitos coalescentes; Teor de óleos e graxas; Coalescência; Dinâmica dos Fluidos
A água produzida é o principal efluente gerado na indústria de petróleo e gás, apresentando composição complexa e elevada variabilidade operacional, o que torna seu tratamento um desafio técnico e ambiental. Dentre os parâmetros utilizados para avaliação da qualidade desse efluente, o teor de óleos e graxas (TOG) destaca-se por sua influência direta na reinjeção de água em reservatórios e no atendimento às exigências ambientais. Nesse contexto, sistemas de leitos coalescentes surgem como alternativa eficiente para a remoção de óleo disperso, promovendo o crescimento de gotículas por coalescência e posterior separação gravitacional. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho fluidodinâmico de um protótipo de leito coalescente aplicado ao tratamento de água produzida de petróleo, utilizando dados experimentais obtidos em campo e análises numéricas baseadas em Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), com o auxílio do software OpenFOAM. Para a obtenção dos dados experimentais, o protótipo foi instalado em área classificada de uma estação produtora de petróleo localizada em Maceió–AL, sendo submetido às variações reais de operação da planta. As análises de TOG foram realizadas pelo método gravimétrico, e a operação do sistema foi monitorada quanto à vazão, pressão e comportamento visual de separação de fases. Os ensaios experimentais foram conduzidos em duas corridas operacionais distintas, ambas com leito de 8 cm de comprimento. Os resultados evidenciaram elevada variabilidade do TOG na alimentação do sistema, associada a perturbações operacionais, como manutenção de filtros, drenagem de tanques e ausência temporária de aditivos químicos no tratamento primário. Mesmo sob essas condições, o sistema apresentou reduções de TOG superiores a 30% em mais da metade do período avaliado, alcançando remoções máximas de até 87,34% na primeira corrida e 97% na segunda corrida, especialmente em condições de menor vazão. Observou-se, ainda, a evolução progressiva da coalescência ao longo do tempo de operação, com formação nítida de fases e saturação do leito ao final da primeira corrida. Os resultados indicam que a vazão operacional exerce influência significativa sobre a eficiência do processo, reforçando a importância da definição de condições ótimas de operação. Os dados experimentais obtidos fornecem subsídios para a validação de modelos de coalescência e para a aplicação de CFD como ferramenta de suporte na otimização do desempenho do protótipo, contribuindo para o avanço de tecnologias de tratamento de água produzida na indústria de petróleo e gás.