BR0115499B1 - tanque de desgaseificação e flotação combinadas. - Google Patents

tanque de desgaseificação e flotação combinadas. Download PDF

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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TANQUE DE DESGASEIFICAÇÃO E FLOTAÇÃO COMBINADAS".
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se à separação de uma misturacompreendendo água, um fluido não-miscível com água tendo uma densida-de menor do que a água e um gás nestes constituintes.
Em particular, a presente invenção refere-se a um tanque dedesgaseificação e flotação combinadas, especialmente adequado para usonos métodos de separação onde uma fase de água contendo óleo e gás éseparada nestes constituintes.
A invenção é aplicável dentro de uma ampla faixa de indústriascompreendendo a indústria de petróleo, incluindo a exploração e produçãodo óleo, refinação, transporte, armazenamento, limpeza de tanques e/ouequipamento etc.
Fundamentos da Invenção
Na indústria de óleo, uma mistura de óleo bruto, gás e água ébombeada a partir de reservatórios subterrâneos. Na boca do poço, usual-mente acontece uma separação inicial e o óleo bruto ainda contendo algumgás e água é tratado em um ou mais separadores para remover mais água egás antes do óleo bruto estar pronto para o refino.
Na produção de óleo offshore, a fase de água que oriunda daseparação realizada na boca do poço ou de separadores subseqüentes éusualmente descarregada no mar depois de uma limpeza que envolve a re-moção parcial de gás, óleo, produtos químicos e outras impurezas. Atual-mente, esta limpeza é realizada utilizando-se equipamento grande tal comoseparadores de óleo/gás, tanques de flotação, hidrociclones e tanques dedesgaseificação que ocupam um espaço substancial nas plataformas deprodução.
Com o envelhecimento dos campos de óleo, com freqüência desco-bre-se que o volume de água que acompanha o óleo se toma muito maior e,conseqüentemente, a capacidade para o tratamento da água precisa ser aumen-tada com freqüência para tratar as crescentes quantidades de água.Adicionalmente, existe uma preocupação geral com a poluiçãocausada pela produção de óleo no mar, particularmente quando a produçãode óleo acontece em áreas que são consideradas como ambientalmentefrágeis, tais como as áreas árticas ou áreas de pesca. Na indústria de óleoexiste um receio de que uma demanda por um limite significativamente me-nor para a saída de óleo tornaria a produção de óleo a partir de uma série dereservatórios conhecidos não-econômica caso se tivesse que confiar nosequipamentos usados no presente. Assim, grandes esforços têm sido feitospela indústria e pelas autoridades para encontrar maneiras de reduzir a saí-da de óleo durante a produção de óleo a preços acessíveis.
Nas plataformas de produção de óleo destinadas à operação nomar, usualmente está disponível espaço muito limitado. Logo, existem restri-ções muito estritas no espaço disponível para instalação de novo equipa-mento que possa ser necessário de modo a lidar com as crescentes quanti-dades de água, em particular, se for se levar em conta as preocupaçõescrescentes com o ambiente e com a redução da poluição. Uma restriçãoainda maior no espaço pode ser encontrada caso se considere o estabele-cimento de uma produção de óleo ao nível do leito do mar.
Na técnica anterior, uma série de separadores de óleo-gás-águasão conhecidos. Em US 4.424.068, um separador e um método para a sepa-ração de uma mistura de óleo, gás e água, tal como pode ser recebida deum poço de óleo são descritos. O separador está na forma de uma embar-cação dividida em câmaras de separação e dotada de uma série de defleto-res e um separador dinâmico onde a mistura que chega muda de direçãodiversas vezes. A despeito do fato do separador ter sido conhecido por vári-os anos, parece que ele não tem sido amplamente usado. Adicionalmente,como o separador compreende diversas câmaras e muitas partes, a manu-tenção consumirá tempo, o que pode levar à parada custosa da produção deóleo.
US 4.364.833 descreve um separador que compreende um setorcontendo inúmeras placas dispostas horizontalmente e em paralelo de modoa conferir coalescência de pequenas gotículas de óleo em gotas de óleomaiores e um segundo setor contendo inúmeras placas dispostas vertical-mente e em paralelo de modo a deixar as gotas de óleo maiores formadassubirem ao topo, onde elas formam uma camada de óleo que é coletada.Como o separador contém uma série de passagens estreitas entre as placasparalelas, estas passagens são suscetíveis a entupimento por sólidos conti-dos no fluxo que chega, o que pode levar à parada para limpeza.
US 3.797.203 descreve um separador contendo uma série depeneiras formadas conicamente na superfície das quais acontece a coales-cência de pequenas gotículas de óleo em gotas de óleo maiores que sobematé o topo do separador, onde elas podem ser coletadas como uma fase deóleo.
WO 99/20873 descreve um interceptor de areia que pode sercolocado em um poço de óleo de modo a remover partículas mais pesadastais como areia, antes de processamento adicional do óleo bruto. O disposi-tivo possui uma boca na direção de uma parte relativamente estreita de umtanque com uma conexão espacial na direção de uma parte relativamentealargada do tanque onde a areia e as partículas pesadas precipitam.
A despeito do número de separadores de óleo-gás-água conhe-cidos, ainda existe a necessidade de um separador de óleo-gás-água aper-feiçoado com uma separação melhor das fases, que não precise de grandesespaços, que possa ser operado continuamente com baixa necessidade demanutenção e que possa ser fabricado e operado a preço moderado.
Breve Descrição da Invenção
Descobriu-se agora que estas necessidades podem ser preen-chidas por meio da utilização de um tanque de desgaseificação e flotaçãocombinadas compreendendo um tanque vertical essencialmente cilíndrico(1), uma entrada disposta tangencialmente (2), pelo menos uma saída (3)para o gás e o óleo colocada na parte superior do tanque, uma saída (4)para a água colocada na parte inferior do tanque e uma parede cilíndricaconcêntrica interna formando uma zona de flotação e desgaseificação entrea dita parede concêntrica interna e a parede do tanque na parte superior dotanque.Aconteceu que o tanque de desgaseificação e flotação combina-das, de acordo com a presente invenção, pode realizar a separação deseja-da de uma fase de óleo/gás de uma fase de água com uma eficiência sur-preendentemente alta. Em uso para tratamento de água na produção deóleo, o óleo e o gás remanescentes podem ser removidos da fase de águaque sai proporcionando um efluente com um teor muito baixo de hidrocarbo-netos simultaneamente com a remoção de areia e outros materiais em partí-cula. Adicionalmente, como a produção do tanque é muito alta, a necessida-de de espaço é muito modesta com relação à quantidade de água tratada.
Em uma modalidade preferida, a parede cilíndrica concêntricainterna é formada como um cilindro interno colocado na parte superior dotanque deixando um espaço aberto entre o dito cilindro e o topo do tanque ecompreendendo adicionalmente uma palheta de guia de entrada (11) posici-onada entre o tanque (1) e o cilindro interno (10) deixando um espaço abertoentre o cilindro interno (10) e a palheta de guia de entrada (11), e meios paraestabelecer um fluxo calmo em torno da saída (4) para a água.
Em uma outra modalidade preferida, o tanque de desgaseifica-ção e flotação combinadas, de acordo com a invenção, compreende um tan-que vertical essencialmente cilíndrico (1), uma entrada disposta tangencial-mente (2), uma saída (3) para o gás e óleo posicionada na parte superior dotanque, uma saída (4) para a água, posicionada essencialmente no centrodo fundo e um primeiro defletor vertical disposto essencialmente concentri-camente (5) se estendendo a partir do topo do tanque deixando uma passa-gem para a água na parte inferior do tanque e uma passagem para gás naparte superior do tanque e um defletor interno vertical essencialmente con-cêntrico, cilíndrico (6) com um diâmetro menor do que o primeiro defletor (5)e que se estende a partir do fundo do tanque deixando uma passagem naparte de topo do tanque.
Em uma outra modalidade preferida, uma unidade de filtração,tal como uma unidade do tipo de filtro de adsorção, é conectada à saída dotanque de desgaseificação e flotação combinadas, modalidade esta que levaa uma remoção muito alta e eficiente de hidrocarbonetos da água.O tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordocom a invenção, é particularmente adequado para o tratamento da fase deágua que tem origem na boca do poço ou em separadores subseqüentesantes da dita fase de água ser descarregada no mar em instalações offshorede produção de óleo.
Assim, o uso do tanque de desgaseificação e flotação combina-das na produção de óleo forma um outro aspecto preferido da invenção.
Breve Descrição dos Desenhos
A Figura 1 é uma seção esquemática através de um tanque dedesgaseificação e flotação combinadas, de acordo com a invenção,
A Figura 2 é uma seção esquemática através de um tanque dedesgaseificação e flotação combinadas, de acordo com a invenção, dotadode uma peneira posicionada centralmente (7) e uma saída para borra (8),mostrando o fluxo no tanque,
A Figura 3 é uma seção esquemática através de um tanque dedesgaseificação e flotação combinadas, de acordo com a invenção, onde umcilindro interno (10) é posicionado essencialmente na parte superior do tan-que, deixando um espaço aberto entre o cilindro e o topo do tanque, e es-tendendo-se aproximadamente 2/3 abaixo no tanque. Adicionalmente, o tan-que é dotado de uma palheta de guia de entrada (11) e uma placa circularhorizontal (12) posicionada na parte inferior do tanque, deixando um espaçoaberto entre a placa e a parede do tanque.
A Figura 4 é um gráfico que pertence ao experimento indicadono exemplo mostrando a eficácia do tanque de desgaseificação e flotaçãocombinadas, de acordo com a invenção.
Descrição Detalhada da Invenção
A invenção tem como base o reconhecimento de que a flotaçãode gotas de óleo é facilitada de forma significativa quando são levantadassimultaneamente as bolhas de gás. Adicionalmente, como o fluido que che-ga no tanque, de acordo com a presente invenção, é conduzido em um mo-vimento espiral ascendente, acredita-se que devido à rotação, os constituin-tes mais leves tais como gotículas de óleo e bolhas de gás, serão forçadosna direção do centro do tanque até a parede cilíndrica concêntrica internaser encontrada, onde as bolhas de óleo e bolhas de gás irão coalescer esubir devido à densidade menor do que a água circundante.
Simultaneamente, água e outras partículas pesadas que podemser arrastadas pela mistura de entrada, são forçadas na direção da parededo tanque (1) e caem até o fundo.
Assim, de acordo com a invenção, uma zona de flotação e des-gaseificação é formada no espaço entre o tanque e a parede cilíndrica con-cêntrica interna na área a partir da entrada e acima.
A entrada para a água é disposta essencialmente tangencial-mente de modo a proporcionar um movimento rotacional da água no tanque.
Uma palheta de guia de entrada (11) pode ser proporcionada emconexão à entrada (2) para a água contaminada. Nesta conexão, uma pa-lheta de guia de entrada é uma palheta disposta na parede do tanque demodo a guiar a água que chega para dentro de um fluxo em espiral ascen-dente. A palheta de guia de entrada pode ser curta ou longa, se estendendode 30 a 330° da circunferência do tanque, de preferência, 90 a 300°, maispreferivelmente, de 180 a 300° e o mais preferido, em torno de 270°. A pa-lheta de guia de entrada é posicionada de tal modo que um espaço aberto éencontrado entre a palheta (11) e a parede cilíndrica concêntrica interna.
A água que entra é deixada ao longo da palheta até o final dapalheta, onde a água continua em um padrão tipo ventoinha, onde uma parteda água será "recirculada" em uma outra virada ao longo da palheta, en-quanto o restante da água escapa da circulação. A fração recirculante é de-terminada, em grande parte, pela inclinação da palheta. Por meio de experi-mentos, determinou-se que uma inclinação adequada para a palheta está nafaixa de 5 a 15°, mais preferido, 5 a 10° e o mais preferido, aproximada-mente 7°. Nesta inclinação, uma fração recirculada adequada é obtida si-multaneamente com aquela em que o fluxo não é obstruído em um alto grau.
O termo "em conexão com a entrada" pretende significar que apalheta de guia de entrada esteja disposta de tal modo que a palheta en-contre a água que chega e guie a água que chega para dentro de um fluxoespiral ascendente.
A saída para a água é posicionada na parte inferior do tanque.Prefere-se posicionar a saída em um local onde a água está fluindo calma-mente de modo a assegurar que nenhuma gotícula de óleo ou gás seja ar-rastada por causa da alta velocidade do fluxo. Meios para estabelecer fluxocalmo em torno da saída podem ser proporcionados de modo a evitar o ar-raste de gotículas de óleo pela rápida corrente de água. Estes meios podemser designados como uma placa circular horizontal deixando um espaçoaberto entre a placa e o tanque se a saída for posicionada essencialmenteno centro do fundo ou podem ser designados como um anel aberto descen-dente que proporciona proteção para a saída, se a saída estiver posicionadacomo uma ou mais saídas na parte inferior do lado do tanque.
Dependendo da localização da saída, o material sólido que caino fundo do tanque pode formar uma borra. A deposição de borra o materialsólido na parte inferior do tanque é desvantajosa, já que a capacidade deseparação do tanque pode ser diminuída.
Se a saída para a água (4) for posicionada no ponto mais baixodo tanque, o material sólido que cai será arrastado principalmente pela cor-rente de água que sai e, deste modo, será removido, contanto que o ditotanque não seja dotado de qualquer defletor que se estenda a partir do fun-do. Se a saída para água for posicionada em um local que permita a deposi-ção de borra, prefere-se dotar o tanque de uma saída (8) para borra. A saídapara borra pode ser designada para remoção contínua ou descontínua daborra.
Uma ou mais saídas para óleo e gás podem ser proporcionadas.Se mais de uma saída para óleo e gás for proporcionada, uma destas saídaspode servir como saída para o gás, enquanto uma outra pode servir comosaída para o óleo.
Em conexão com a presente invenção, o termo "essencialmentecilíndrico" significa que o tanque é substancialmente circular e o topo e ofundo do tanque é plano ou curvo. Em uso, o tanque é posicionado de talmodo que o eixo geométrico do cilindro é essencialmente vertical.Em uma modalidade da invenção, conforme mostrado na Figura3, o tanque de desgaseificação e flotação combinadas é dotado de um cilin-dro interno (10) colocado na parte superior do tanque, deixando um espaçoaberto entre o dito cilindro e o topo do tanque e compreendendo adicional-mente uma palheta de guia de entrada (11) posicionada entre o tanque (1) eo cilindro interno (10) deixando um espaço aberto entre a palheta de guia deentrada e o cilindro interno e uma placa circular horizontal (12) deixandouma passagem para água entre a placa e o tanque.
O cilindro interno (10) é disposto de tal modo que a passagemde óleo, gás e água é permitida sobre o topo do cilindro. O cilindro pode seestender aproximação 1/2 a 3/4 abaixo no tanque, de preferência, aproxima-damente 2/3 tanque abaixo.
A razão entre os diâmetros do cilindro interno e do tanque podeser selecionada entre os limites, tal que a passagem de água não seja Iimitada. De preferência, a dita razão é selecionada entre 0,3 a 0,75, mais prefe-rivelmente 0,4 a 0,6 e o mais preferido, aproximadamente 0,5.
Em uma outra modalidade, conforme mostrado na Figura 1 e 2,um tanque (1) é dotado de uma entrada (2) posicionada na parte inferior dotanque. A entrada (2) é disposta tangencialmente, o que faz com que a águaque chega gire no tanque, conforme ilustrado na Figura 2. Esta rotação criauma força centrífuga que força as gotas de óleo mais leves na direção de umdefletor (5), onde elas coalescem formando gotas maiores que, finalmente,sobem e são reunidas no topo do líquido, entre a parede do tanque e o pri-meiro defletor (5). Aqui, o óleo é removido através de uma saída para óleo egás (3).
A água é forçada para baixo sob o primeiro defletor (5) e paracima entre o dito primeiro defletor e a saída (4) e/o defletor interno (6). Aágua sobe até um certo nível e deixa o tanque através da saída (4).
Os defletores são formados essencialmente como cilindrosabertos em uma extremidade e a outra extremidade fechada pelo topo ou ofundo do tanque.
O primeiro defletor (5) se estende a partir do topo do tanque epode ser posicionado formando um vão entre o dito primeiro defletor (5) e otopo do tanque. O primeiro defletor (5) pode ser formado tendo um diâmetrouniforme ao longo da altura total do defletor ou pode ser formado tendo umdiâmetro maior na extremidade inferior de modo a proporcionar uma veloci-dade rotacional máxima do líquido na zona de entrada.
O defletor interno (6) se estende a partir do fundo do tanque e,em uma modalidade, é formado por uma extensão da saída de água (4). Notanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordo com a inven-ção, o defletor interno (6) proporciona uma função como um transborda-mento para o tanque, determinando o nível de água do tanque. O defletorinterno (6) pode ser formado pelo tubo de saída (4) estendido até o nível deágua desejado.
Prefere-se que o nível de água seja predeterminado ao mesmonível que a saída para óleo e gás (3) de modo que se obtenha uma remoçãocontínua de óleo e gás do tanque, evitando acúmulos que podem levar acapacidade reduzida para separação.
Entre o primeiro defletor (5) e o defletor interno (6), podem serinseridos defletores adicionais que, de preferência, são dispostos se esten-dendo alternativamente a partir do topo e o fundo do tanque. Tais defletoresforçarão a água a fazer deslocamentos extras para cima e para baixo notanque, o que pode permitir que o gás escape da fase de água.
Cada defletor é disposto substancialmente concentricamentecom o tanque, e deve ser designado de modo a permitir a passagem de gásna extremidade superior.
O tanque é operado à baixa pressão de modo a deixar que o gásescape da fase de água. Por baixa pressão quer-se dizer uma pressão abai-xo de 10 bar, tal como menos do que 5 bar ou mesmo à pressão atmosféri-ca. Em tal pressão baixa, a maior parte do gás irá formar bolhas na zona emtorno da entrada (zona de entrada) e será forçado, como as gotas de óleo,para o primeiro defletor (5), onde elas sobem até o topo do tanque onde ogás sai, através da saída para óleo e gás.
A formação e subida de bolhas de gás na zona de entrada imitaadicionalmente os efeitos criados nos tanques de flotação tradicionais ondea subida de bolhas de ar adicionado leva a uma melhora da separação deóleo da mistura. Sem desejar ficar limitado pela teoria, acredita-se que aformação de bolha e, subseqüentemente, a subida das bolhas formadas nazona de entrada do tanque de desgaseificação e flotação combinadas, deacordo com a invenção, esteja contribuindo para a eficiência de separaçãosurpreendentemente alta observada.
Devido ao efeito benéfico das bolhas de gás que sobem, podeaté ser útil injetar gás adicional na água contaminada antes de entrar no tan-que de desgaseificação e flotação combinadas, se a quantidade de gás naágua for baixa. Está dentro dos conhecimentos daqueles versados na técni-ca, determinar a quantidade ótima de gás em uma dada fonte de água con-taminada e determinar se a injeção de gás pode ser vantajosa de modo a seobier uma iimpeza desejada.
O tanque de desgaseificação e flotação combinadas pode serdotado de uma peneira para remover partículas finas tais como asfaltenos,do efluente. A peneira pode ser colocada integralmente no tanque como umapeneira cilíndrica central (7) formando um tubo em torno da saída (4), elapode ser colocada montada diretamente na saída ou como uma unidade se-parada fora do tanque, conectada à saída.
Em uma modalidade, o defletor interno (6) é formado pela penei-ra (7), caso em que o nível de água é determinado pela taxa de fluxo atravésda peneira (7).
A peneira é feita como peneiras convencionais usando materiaise desenhos conhecidos para as peneiras, conforme será conhecido da pes-soa versada na técnica.
No caso de um tanque de desgaseificação e flotação combina-das equipado com um defletor interno (6) e uma peneira cilíndrica central (7),o tanque é dotado convenientemente de uma saída para a remoção de ma-terial retido pela peneira (não mostrado nas figuras) posicionada no fundo,perto da saída (4) para o efluente.
A pessoa versada na técnica irá apreciar que o tanque de des-gaseificação e flotação combinadas, de acordo com a invenção, pode serusado para 2, 3 ou 4 separações de fase, onde as fases podem ser selecio-nadas a partir de: água, óleo, gás e materiais sólidos, onde pelo menos umadas fases é líquida sob a condição de operação.
As dimensões do tanque de desgaseificação e flotação combi-nadas podem ser selecionadas dependendo das quantidades de água quese pretende tratar. Em operação, descobriu-se que o tempo de residência notanque para um líquido a ser tratado pode ser selecionado entre 5 e 300 se-gundos, de preferência, 5 a 150 segundos, o mais preferido 10 a 60 segun-dos, ainda mais preferido 10 a 40 segundos. Um tempo de residência prefe-rido particular é cerca de 20 segundos.
Para o tanque de desgaseificação e flotação combinadas, deacordo com a invenção, um volume de flotação eficiente pode ser calculadocomo o volume do espaço limitado pelo tanque (1) e a altura do líquido notanque. Com base no tempo de residência, a capacidade do tanque pode sercalculada, por exemplo, um tanque com um volume de flotação eficiente de1 m3 e um tempo de residência para o líquido de 20 segundos tem uma ca-pacidade de 180 m3 por hora.
A razão entre a altura e o diâmetro do tanque pode ser selecio-nada dentro dos amplos limites, de preferência na faixa de 1:1 a 4:1, maispreferido de 1:1 a 2:1.
Está dentro dos conhecimentos da pessoa versada na técnicaselecionar materiais usados para a construção do tanque com base nascondições reais do uso pretendido, tais como as quantidades de líquido aserem tratadas, a composição do dito líquido, a pressão selecionada, a tem-peratura do líquido e a presença de possíveis produtos químicos corrosivosem qualquer das fases da mistura.
Da maneira que o tanque de desgaseificação e flotação combi-nadas seja formado, todas as superfícies são verticais ou pelo menos têmuma inclinação íngreme ou submetida a um rápido fluxo, o que impede odepósito de sólidos, com as exceções das superfícies nos setores destina-dos à coleta de material em partícula e borra, setores estes que, de prefe-rência, têm saídas para a remoção destes materiais. Adicionalmente, ne-nhuma passagem estreita está presente no tanque. Conseqüentemente, nãohá lugar no tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordocom a invenção, que é suscetível à obstrução por materiais sólidos. Logo, otanque de desgaseificação e flotação combinadas pode ser operado conti-nuamente sem ou apenas com uma necessidade mínima de manutenção. Amanutenção necessária, tal como a substituição de uma peneira cilíndrica,se assim proporcionada, pode ser realizada facilmente a partir do topo dotanque, que é construído, de preferência, de modo a ser removível. Assim, otanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordo com a inven-ção, tem uma notável robustez, isto é, ele pode funcionar por longos perío-dos sem interrupções e as poucas paradas que podem ser requeridas paramanutenção, podem ser curtas.
A alta capacidade combinada com o pequeno espaço ocupado ea robustez do tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordocom a invenção, o torna particularmente adequado para uso em instalaçõesde óleo offshore, tais como plataformas de produção de óleo. Adicional-mente, ele também é adequado para uso na produção de óleo em instala-ções localizadas no leito do mar, porque em tal localização, as restriçõesquanto a espaço podem ser mais rígidas ainda do que em plataformas deprodução de óleo tradicionais e a capacidade para manutenção pode sermenor.
Aditivos tais como floculantes também podem ser adicionados àágua antes da entrada no tanque de desgaseificação e flotação combinadas,de acordo com a invenção, de modo a melhorar a eficiência da limpeza.
Em uso, o tanque de desgaseificação e flotação combinadas, deacordo com a invenção, reduz o teor de óleo de uma mistura de óleo/águapara 20 mg/l ou menos, começando em diversas centenas de mg/l, porexemplo, 200 a 800 mg/l.
Testes em escala total (mais de 150 m3/h) mostraram que o teorde óleo pode ser reduzido de diversos milhares de ppm até aproximada-mente 10 ppm e deixando a água essencialmente livre de gás.Em uma modalidade preferida, o tanque de desgaseificação eflotação combinadas é usado em combinação com uma unidade de filtra-gem, de preferência do tipo adsorção/absorção, unidade de filtragem estaque pode reduzir ainda mais o teor de óleo da água efluente. Uma unidadede filtragem particularmente adequada para tal combinação é a unidade defiltragem descrita no pedido de patente europeu No. 00610080.4. Começan-do a partir de uma mistura de óleo/gás/água contendo 400 a 800 mg de hi-drocarbonetos por litro, uma redução do teor de hidrocarboneto para menosde 20 mg/l depois do tanque de desgaseificação e flotação combinadas euma outra redução para 5 mg/l ou menos depois da unidade de filtragem,pode ser obtida rotineiramente, enquanto a alta produção é mantida.
Mesmo que o tanque de desgaseificação e flotação combinadastenha sido descrito principalmente com relação a usos na produção de óleo,a invenção não está limitada a tais usos, mas pode ser usada dentro de umaampla faixa de indústrias onde as separações de uma mistura líquida deágua, um líquido insolúvel em água e um gás acontece.
Agora a invenção é descrita, por um exemplo, que não deve serconsiderado como Iimitativo para a invenção.
EXEMPLOS
Exemplo 1
Um tanque de desgaseificação e flotação combinadas corres-pondente à Figura 2, tendo um diâmetro de 500 mm e uma altura de 1200mm e um volume de flotação eficiente de 125 litros, foi testado em efluentede fase água a partir de um separador de óleo de segunda etapa de umaplataforma de produção de óleo comercial. A amostra de água continhaquantidades variadas de óleo e gás na faixa equivalente a aproximadamente50 a 200 mg de hidrocarboneto por litro. A entrada variava entre 1,8 a 9,5m3/h.
A saída de água continha aproximadamente 20 mg de hidrocar-30 bonetos por litro ou menos, durante a maior parte do experimento menos de20 mg/l. a eficiência da limpeza calculada como porcentagem de hidrocarbo-netos removidos esteve, durante a maior parte da experiência, entre 80 e90%.
Os dados reais são mostrados na Figura 4, que é um gráfico quemostra as concentrações de hidrocarbonetos na entrada e o fluxo efluentedo tanque de desgaseificação e flotação combinadas medido a intervalosregulares durante o experimento.
Exemplo 2
Um tanque de desgaseificação e flotação combinadas foi proje-tado essencialmente conforme mostrado na Figura 3 tendo as seguintes di-mensões:
Altura 2530 mm
Diâmetro do tanque 1130 mm
Diâmetro do cilindro interno aproximadamente 500 mm
E o cilindro interno se estendendo aproximadamente 2/3 dentrodo tanque.
Este tanque de desgaseificação e flotação combinadas funcio-nou à capacidade total com uma entrada de 150 m3/h.
A instalação foi operada continuamente sem paradas em maisde 6 meses com uma entrada de água contaminada com aproximadamente200 a 600 ppm de óleo e gás com hidrocarboneto e uma saída contendo 5 a10 ppm.
Este estudo confirma a alta produção com alta eficiência de lim-peza essencialmente sem a necessidade de paradas intermitentes para ma-nutenção.

Claims (12)

1. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, compre-endendo um tanque vertical essencialmente cilíndrico (1), uma entrada dis-posta tangencialmente (2), pelo menos uma saída (3) para gás e óleo naparte superior do tanque, uma saída (4) para água posicionada na parte infe-rior do tanque, e uma parede cilíndrica concêntrica interna formando umazona de flotação e desgaseificação entre a dita parede concêntrica interna ea parede do tanque na parte superior do tanque, sendo que a parede cilín-drica concêntrica é formada como um cilindro interno (10) posicionado naparte superior do tanque, deixando um espaço aberto entre o cilindro interno(10) e o topo do tanque (1), caracterizado pelo fato de compreender ainda:uma palheta de guia de entrada (11) posicionada entre o tanque(1) e o cilindro interno (10), deixando um espaço aberto entre o cilindro inter-no (10) e a palheta de guia de entrada (11); emeios para estabelecer fluxo calmo em torno da saída (4) paraágua.
2. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o cilindro interno (10) seestende aproximadamente 2/3 para dentro do tanque (1).
3. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordocom a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a palheta deguia de entrada (11) tem uma inclinação ascendente de aproximadamente 7o.
4. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordocom a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que os meios paraestabelecer fluxo calmo em torno da saída (4) para água, são conformadoscomo uma placa circular horizontal (12) ou como um anel aberto descenden-te em torno da saída (4) para água.
5. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas compreen-dendo um tanque vertical essencialmente cilíndrico (1), uma entrada dispos-ta tangencialmente (2), uma saída (3) para gás e óleo colocada na parte su-perior do tanque, uma saída (4) para água posicionada essencialmente nocentro do fundo, e pelo menos um primeiro defletor essencialmente concên-trico disposto verticalmente (5), deixando uma passagem para água na parteinferior do tanque e uma passagem para gás na parte superior do tanque, eum defletor vertical cilíndrico essencialmente concêntrico (6) com diâmetromenor do que o pelo menos um defletor (5) e se estendendo a partir do fun-do do tanque, deixando uma passagem na parte de topo do tanque, carac-terizado pelo fato de que o referido primeiro defletor vertical (5) se estende apartir do topo do tanque (1) e uma palheta guia de entrada (11) é posiciona-da em conexão com a entrada (2), deixando um espaço aberto entre a pa-lheta guia de entrada (11) e o primeiro defletor (5).
6. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordocom a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o defletor de diâmetromenor (6) forma uma extensão da saída (4) para água.
7. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordocom a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de compreender adicio-nalmente uma peneira (7) para reter material em partícula.
8. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordocom a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o defletor de menordiâmetro (6) compreende uma peneira cilíndrica vertical (7).
9. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acordocom a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de compreender aindauma saída para material sólido retido pela peneira (7).
10. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acor-do com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato decompreender ainda uma saída (8) para borra, disposta na parte mais baixado tanque (1).
11. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acor-do com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato deque o tanque (1) é um tanque de produção de óleo ao nível do mar ou aonível do leito do mar.
12. Tanque de desgaseificação e flotação combinadas, de acor-do com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato deque o tanque (1) é combinado com uma unidade de filtração conectada coma referida saída (4) para água do tanque (1).
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