AGUAS RESIDUALES EN LA INDUSTRIA DE HIDROCARBUROS

Astrid Rocío Rodríguez Saavedra Sergio Iván Parrado Villalba

Causa

En las refinerías para la transformación del petróleo crudo se requiere agua y vapor de agua, el agua entra en contacto con el petróleo y se mezcla con hidrocarburos y otras sustancias del petróleo, tales como compuestos sulfurados, oxigenados y nitrogenados. Las aguas residuales de las refinerías se deben de diferencias en tres:1. Aguas libres de petróleo.2. Aguas que puede contener petróleo.3. Aguas que han estado en contacto con el petróleo.

MÉTODOS DE DISPOSICIÓNDE AGUAS DE PRODUCCIÓN

Proceso para las aguas residuales

El procesamiento del petróleo produce aguas residuales que contienen hidrocarburos. Para procesar estas aguas, se deben separar en sus componentes principales: aceite, agua y sólidos. Un procesamiento eficaz significa, en primer lugar, recuperar la mayor cantidad posible de aceite y, en segundo lugar, poder desechar los otros componentes de manera económica.

Etapas generales1. En el tratamiento previo los destiladores eliminan

sustancias altamente volátiles entre otros por medio del vapor de agua.

2. Separa el petróleo del agua por filtros o separadores y el petróleo que flota en la superficie se recupera para su sucesiva transformación.

3. Mediante procesos químicos de tratamiento se eliminan las partículas de petróleo que están finamente distribuidas este proceso puede ser ayudado por el método de flotación.

4. Las sustancias que aun quedan se elimina mediante un tratamiento biológico o en caso de que sean biodegradables se pueden someter a la eliminación físico-química.

Tratamiento Previo

•Desalación de petróleo crudo:Se desala en las plantas de transformación para evitar depósitos de sal y reducir el daño causado por la corrosión.•Destiladores de petróleo:La eliminación de componentes altamente volátiles •Destilación de agua acida

Destiladores de petróleo

Depende del residuo del crudo

que queda se vierte de la manera ya

mencionada a las aguas.

Tratamientos Mecánicos• El tratamiento mecánico de las aguas residuales

de las refinerías sirve par eliminar sustancias flotantes y sedimentadas. esta técnica es especialmente necesaria para no afectar la eficiencia del tratamiento biológico posterior▫Separadores API▫Separadores PPI▫Separadores CPI

Separador APILos API son los separadores de petróleo mas sencillos. Por lo general, en ellos se pueden separar partículas de petróleo con diámetros menor o igual a 150 mm. Los separadores API tienen como ventaja su gran capacidad de absorción de sedimentos y se adecuan en especial para el petróleo con un alto punto de solidificación. Sin embargo, necesitan un volumen de construcción relativamente grande. La salida de sustancias con olores fuertes se pueden evitar con un recubrimiento

Separador API

Separador API

Separador PPI

En los separadores PPI, con una incorporación de laminas paralelas de acero inclinadas con un grosor aproximado a 1 Mm en dirección longitudinal, con unas separación aproximada a 10 cm se logra aumentar la superficie efectico y mejorar la separación de petróleo. Esta superficie equivale a la suma de la superficie horizontal de la proyección de las diferentes laminas. las laminas se construyen con unas inclinación de 45°, de donde se deriva una altura de ascenso aproximada a los 14 cm. el petróleo separado asciende hasta la parte inferior de la laminas y se desliza hacia arriba a la superficie del agua, mientras que las partículas solidas se depositan sobre la parte superior de las laminas.

En estos separadores, la corriente laminar que fluye entre las laminas y las distribución mas uniforme de la corriente volumétrica que pasa a través del perfil completo, favorecen una mejor separación del petróleo que los separadores API

Separador PPI

Separador CPILos separadores CPI constituyen una modificación del modelo PPI. Están divididos por laminas corrugadas colocadas en distancias de 2 cm entre si. El paquete de laminas corrugadas esta construido de un material plástico, reforzando con fibra de vidrio en un Angulo de 45°. De aquí resulta una altura mxm de ascenso de las partículas de petróleo de unos 3 cm.

En ambos extremos de las laminas corrugadas y en forma perpendicular a estas hay canales conductores que recoge el material de las partes cóncavas y convexas del corrugado. Con esto se pueden separar hacia arriba o hacia abajo, e independientemente del flujo de agua el petróleo separado o las sustancias sedimentadas de la fase acuosa. El petróleo flotante se elimina por decantación.

Separador CPI

Tratamiento Químico y FísicoCon la ayuda del tratamiento químico y físico se pueden eliminar otras sustancias, en especial aquellas que puedan afectar la planta de tratamiento biológico posterior. Estas sustancias son:

Partículas de petróleo no disueltas, parcialmente dispersas, que no han sido eliminadas en la separación mecánica

Iones sulfuro y sulfuro de hidrogeno que, en caso de trastornos en el pre-tratamiento de las aguas residuales (destilador), pueden aparecer en concentraciones toxicas para el tratamiento biológico posterior

Sólidos dispersos, en especial sólidos coloidalmente suspendidos, cuya acumulación es indeseable en el lodo activado de la etapa de tratamiento biológico

El tratamiento químico y el físico pueden abarcar fundamentalmente los siguientes procedimientos: Floculación Separación de sólidos por sedimentación Flotación Filtración

Eventualmente una precipitación química posterior ubicada después de las instalación de tratamiento biológico, puede ofrecer ventajas técnicas (aumento de la seguridad de operación de la sedimentación secundaria y con ello, un efecto constante de purificación).

Floculación La floculación de dispersiones de petróleo en agua puede lograrse adicionando un “agente floculante“, aglutinando las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado. Por ejemplo iones de metal relativamente grandes (Iones Fe (III) o Al (III)).

Sedimentación Flotación y Filtración

Se aplican para separar sólidos.La Sedimentación de los floculos aglomerados por coagulación o floculación puede llevarse a cabo en un deposito del cual puede extraerse el agua pura , por arriba, y los floculos sedimentados en el fondo (lodos)Por la acumulación de burbujas de aire en sustancias ligeras o pesadas, dispersas en el agua en la flotación puede lograrse un empuje suficientemente fuerte de dichas sustancias en el agua de tal modo que floten y después puedan ser eliminadas de la superficie del agua

En las refinerías de petróleo, esta "flotación de distención" puede ser aplicada en conexión con el tratamiento químico. por ejemplo en lugar de practicar una sedimentación. la ventaja aquí es el bajo contenido e agua del lodo flotante y con ello, la reducción del volumen de los lodos

En las refinerías para efectuar la filtración por medio de arena u otras sustancias adecuadas, con el fin de separar las sustancias filtrables después del tratamiento químico o biológico de las aguas residuales, se puede utilizar sobre todo la filtración a presión en depósitos cerrados

SEDIMENTACIÓN FLOTACIÓN Y FILTRACIÓN

Ventajas en el procesamiento de aguas residuales aceitosas:• Reutilización del aceite recuperado como

producto valioso• Reducción de hasta un 90% en gastos de

transporte y eliminación de sólidos separados• Reducción considerable de los costes de

eliminación de desechos, sólo será necesario desechar el 10% aprox. de la cantidad de lodo inicial

• Pocos gastos de personal gracias a un funcionamiento continuo y automático

• Requiere menos energía

Procedimiento biológico de tratamiento•Procedimiento de activación•Lagunas secundarias y lagunas de

aireadas de aguas residuales

Tratamiento y eliminación de lodos

En el tratamiento de lodos se tratan y eliminan lodos provenientes de diferentes puntos de una refinería. las etapas mas importantes del proceso son:▫Espesamiento y deshidratación de los lodos▫Utilización y eliminación de los lodos

Origen de lodos

En el tratamiento de las aguas residuales de una refinería por lo general se genera lodos en los siguientes puntos:▫En los separadores de petróleo, como

sedimentos.▫En las instalaciones de tratamiento químico y

físico.▫En las instalación de tratamiento biológico.▫En la purificación de las aguas de

refrigeración ▫En el tratamiento de las aguas de proceso.

Eliminación de lodos : incineración disposición en rellenos

Para la eliminación de los lodos se aplican los siguientes métodos:

▫Incineración▫Disposición de relleno▫Utilización en la agricultura

Legislación LEY 9 DE 1979

Artículo 3º.- Para el control sanitario de los usos del agua se tendrán en cuenta las siguientes opciones, sin que su enunciación indique orden de prioridad: Consumo humano; Doméstico; Preservación de la flora y fauna; Agrícola y pecuario; Recreativo; Industrial; Transporte.

Artículo 4º.- El Ministerio de Salud establecerá cuáles usos que produzcan o puedan producir contaminación de las aguas, requerirán su autorización previa a la concesión o permiso que otorgue la autoridad competente para el uso del recurso.

Artículo 5º.- El Ministerio de Salud queda facultado para establecer las características deseables y admisibles que deben tener las aguas para efectos del control sanitario.

LegislaciónArtículo 6º.- En la determinación de las características deseables y admisibles

de las aguas deberá tenerse en cuenta, por lo menos, uno de los siguientes criterios:

La preservación de sus características naturales; La conservación de ciertos límites acordes con las necesidades del consumo humano y con el grado de desarrollo previsto en su área de influencia; El mejoramiento de sus características hasta alcanzar las calidades para consumo humano y las metas propuestas para un conveniente desarrollo en el área de influencia.

Artículo 7º.- Todo usuario de las aguas deberá cumplir, además de las disposiciones que establece la autoridad encargada de administrar los recursos naturales, las especiales que establece el Ministerio de Salud.

Artículo 8º.- La descarga de residuos en las aguas deberá ajustarse a las reglamentaciones que establezca el Ministerio de Salud para fuentes receptoras.

Artículo 9º.- No podrán utilizarse las aguas como sitio de disposición final de residuos sólidos, salvo los casos que autorice el Ministerio de Salud.