capitulo 6- tratamiento del agua
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6. TRATAMIENTO Y DESECHO DEL AGUA (6,10)
El agua que resulta del tratamiento de la producción en un campo de petróleo debe ser
tratada antes de ser desechada. El método de desecho se debe definir desde las etapas
iniciales del diseño del sistema de tratamiento para la producción. Entre los métodos de
desecho más comunes se pueden mencionar: inyectarla a yacimientos agotados, inyectarla
a pozos de inyección en procesos de recuperación mejorada, utilizarla como refrigerante o
como agua de dilución en otros procesos en el mismo campo, y, en algunos casos, se
descarga al mar o a las corrientes de agua naturales.
El costo de tratamiento, manejo y desecho del agua puede llegar a ser un porcentaje
importante en la producción de un barril de petróleo, sobre todo cuando se tienen campos
maduros y costafuera. La producción de agua es actualmente aproximadamente tres veces
la de petróleo y aunque existen campos, especialmente campos nuevos, donde no hay
producción de agua existen campos maduros con cortes de agua de mas del 90%; campos
donde para producir 100000 barriles de petróleo se deben producir 2 millones de barriles de
agua.
Casi todos los países del mundo han establecido normas claras sobre la calidad de las aguas
de desecho con el fin de evitar contaminación y daños ecológicos. Fundamentalmente se
debe evitar que estas aguas lleguen a corrientes naturales o contaminen los suministros
superficiales o de subsuelo del agua para consumo humano.
Las aguas residuales en campos petroleros generalmente contienen residuos aceitosos,
contenido alto de minerales, gases disueltos y compuestos ácidos. El método de desecho a
aplicar definirá cuáles contaminantes y en qué cantidad deben ser retirados del agua
mediante el proceso de tratamiento.
El agua que se va a inyectar a un pozo en un proceso de inyección requiere mucha mayor
calidad que la que se va desechar inyectándola a un yacimiento agotado. Las regulaciones
para la calidad del agua que se va a desechar al océano son muchos mayores que las de las
aguas que inyectan a pozos profundos. Aunque es raro, algunas veces aguas residuales se
descargan a corrientes superficiales de suministro de agua; cuando esto ocurre la calidad,
como es lógico, debe ser la de agua perfectamente potable.
Cuando el agua se va inyectar a pozos profundos o formaciones productoras se le debe
eliminar completamente el oxígeno y el aire. El oxígeno disuelto en el agua de inyección
puede activar ciertas bacterias en la formación y el subsiguiente crecimiento de tales
bacterias puede taponar completamente la zona contigua a la pared del pozo. Una
manifestación de la actividad de bacterias es la necesidad de presiones más altas para
inyectar el agua. Además algunas bacterias activadas por oxígeno se vuelven bastante
corrosivas y atacan las superficies metálicas creando problemas de mantenimiento en el
equipo de superficie y de subsuelo. Actualmente, la mayoría de los sistemas para
tratamiento y desecho de aguas residuales se diseñan para trabajar cerrados y a presión.
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6.1. Sistemas de Tratamiento del Agua.
En nuestro medio, con algunas excepciones, al agua se le hace un tratamiento sencillo
tendiente a retirarle la máxima cantidad posible de petróleo y enfriarla; esto posiblemente
sea debido a que dichas aguas no se usan en proyectos de inyección para recuperación
mejorada, tampoco se desechan a corrientes superficiales de agua que sean utilizadas para
consumo humano. En el proceso de tratamiento el agua se hace pasar por un sistema de
piscinas en donde se le retira la mayor parte del petróleo, al salir de las piscinas se hace
circular por algún sistema de zanjas y de filtros y de esta manera se considera que el agua
está en condiciones de ser desechada.
6.1.1. Sistemas de Piscinas y Zanjas.
La mayoría de las veces el sistema de piscinas consiste en una serie de tanques a través de
los cuales se hace pasar el agua; en cada tanque el agua permanece un determinado tiempo
en reposo para que las gotas de aceite vayan subiendo; de esta manera se forma una película
de aceite sobre la superficie del agua que luego se puede retirar por medios mecánicos o
manualmente.
Las figuras 6.1 y 6.2 muestran dos sistemas de piscinas y las flechas indican el recorrido
que hace el agua a través de los tanques hasta que sale hacia el sistema de zanjas.
Figura 6.1-. Sistemas de Piscinas y Desnatador para el Tratamiento de Aguas Residuales.
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Figura 6.2-. Sistemas de Piscinas para Tratamiento del Agua residual.
En el sistema de piscinas mostrando en la figura 6.1 la capa de aceite se va retirando
mediante un desnatador que consiste en un tubo (ver figura 6.1a) con una abertura (6.1b)
colando en la parte alta de la piscina de tal manera que la abertura coincida con el contacto
agua - aceite para que éste pueda entra al tubo y ser drenado a través de éste. La posición
de la abertura depende del espesor de la capa de aceite (posición del contacto agua - aceite).
El número de tanques en un sistema de piscinas puede ser variado dependiendo de la
cantidad y tipo de mezcla que se vaya a tratar.
El sistema de piscinas mostrado en la figura 6.2 no tiene desnatador y por tanto la capa de
aceite hay que retirarla manualmente. Algunas veces a cambio del tubo desnatador se usa
un sistema de láminas de acero las cuales están montadas en un sistema de engranajes que
las hace rotar: la mitad de la circunferencia que forma la lámina queda sumergida en el
fluido y al hacerla girar el petróleo se va quedando adherido a ella, luego la lámina pasa por
un sistema de rodillos en donde es despojada del aceite que se había adherido a ella. De
esta manera se retira el aceite que se va separando en la piscina.
El agua después de salir del sistema de piscinas aún puede estar caliente y contener algo de
aceite; principalmente con el fin de enfriarla el agua debe recorrer un sistema de zanjas en
donde además de enfriarse puede perder parte del aceite que lleva, pues en sitios
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determinados de la zanja se colocan unas especies de compuertas que son filtros
generalmente de madera (viruta o aserrín) en los cuales quedan atrapadas la mayor parte de
las gotas que iban en el agua. El sistema de zanjas descarga el agua a las corrientes
naturales de la región. Es importante hacerle un análisis químico al agua en el momento de
salir de las zanjas y entrar a las corrientes naturales para chequear la calidad del agua que
está saliendo.
6.1.2. Sistemas Complejos.
La figura 6.3 muestra un sistema de tratamiento completo y típico para aguas residuales. El
diagrama es un sistema compuesto e incluye unidades alternas que se pueden emplear o no
dependiendo de las condiciones del agua a tratar y tratada. Las unidades de flotación,
deionizadora y clorinadora no siempre se usan. El sistema mínimo debe incluir un
desnatador (Skimmer), una unidad removedora de partículas oleófilas, una unidad de
filtrado y tanques de almacenamiento. La calidad del agua obtenida con el sistema mínimo
es satisfactoria cuando esta se va a desechar a pozos agotados. Si el agua se va a almacenar
por varios días o se va a usar en proyectos de inyección se debe emplear un clorinador para
controlar el crecimiento de bacterias. Cualquiera que sea el sistema, trabaja cerrado.
Figura 6.3-. Sistema Complejo para Tratamiento de Aguas Residuales.
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6.2. Desnatadores (Skimmers).
Los desnatadores (Skimmers) son generalmente el primer recipiente en el sistema de
tratamiento para el agua. Al entrar el agua al desnatador, proveniente de tratadores o
tanques de lavado, se deja en reposo en él para que las partículas de aceite, cuyo tamaño
varía entre 25 y 150 micras, que aún permanecen suspendidas en el agua se puedan separar
y acumular en la parte superior de la fase agua. Cuando el fluido entre al desnatador se
hace pasar por una unidad de coalescencia y distribución que consiste en un empaque de un
diámetro igual a l del recipiente y de un espesor entre 1 y 2 pies elaborado con grava o con
gránulos de carbón, aunque se prefiere este último por ser menos pesado, inerte y no sujeto
al ataque de bacterias; además se puede limpiar fácilmente mediante retrolavado y no
necesita reemplazarse. Las funciones de esta sección de coalescencia y distribución son
retener algo de basura, distribuir la corriente de fluido por todo el recipiente y ayudar a la
coalescencia de partículas de aceite. Al salir de la sección de coalescencia y distribución el
fluido pasa un segundo compartimiento conocido como sección de asentamiento en la cual
se separan las fases; el petróleo que se acumula sobre la superficie del al alcanzar un
rebosadero, que puede ser ajustable, pasa a un tercer compartimiento de donde es drenado a
través de una válvula que funciona por cabeza de líquido; el agua se retira de la sección de
asentamiento a través de una válvula accionada por un control de nivel o por un mecanismo
de sifón.
La figura 6.4 muestra el corte longitudinal de dos desnatadores; el de la parte superior
posee una unidad de filtración elaborada con arcilla o gránulos de carbón y el de la parte
inferior la presenta elaborada con placas corrugadas; este tipo funciona bien para distribuir
la corriente de fluido y para ayudar a la coalescencia pero no para tener la basura atrapada
en el fluido.
El dimensionamiento del desnatador se hace de una manera similar al de los tanques de
lavado.
La unidad removedora de partículas oleófilas se usa con aguas que contienen aceite y
partículas humectadas por éste tales como sulfuro de hierro o sólidos en suspensión. El
recipiente posee un lecho gradado que hace las veces de filtro y el fluido entra por la
partesuperior y hace el recorrido del filtro de arriba hacia abajo. Al entrar al recipiente y
empezar a recorrer el filtro algo del petróleo libre se separa y es retirado del recipiente
mediante algún mecanismo; al salir el fluido del filtro pasa a la sección de desnatación en
donde las partículas que lograron unirse al pasar a través del filtro se separan de la fase
agua y cuando alcance un rebosadero pasan al compartimiento para el aceite de donde son
retiradas. El agua se retira del recipiente en la sección de desnatación. El filtro se
"retrolava" periódicamente para removerle las partículas acumuladas.
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Figura 6.4. Secciones Longitudinales de Desnatadores Horizontales. A) con lecho de Filtración. B) con
Lecho de Láminas Corrugadas.
La sección removedora de partículas oleófilas se usa en lugar de o con los desnatadores
dependiendo del tipo y la procedencia del agua que se va a tratar, pero de todas maneras no
son tan usados como los desnatadores, los filtros y las unidades de flotación.
6.3. Filtros
El filtro de lecho gradado consiste en un recipiente que posee en su interior un filtro
formado por una sucesión de capas de arena de tamaño de grano variable, las de grano
grueso en la parte por donde entra el fluido y las de grano más fino en la parte por donde
sale el fluido; estas capas están sostenidas en la parte inferior por una lámina perforada y en
la parte superior del filtro se tiene un sistema de distribución de la corriente de fluido. La
longitud del empaque puede ser de 4 a 8 pies dependiendo de la calidad de la filtración que
se desee y puede ser elaborado con arena común, arena de Ottawa o gránulos de carbón.
En el filtro de placas permeables se tiene una serie de placas a base de lechos gradados
como de placas permeables tiene flujo hacia abajo y hacia arriba; hacia abajo en el proceso
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de filtración y hacia arriba en el proceso de retrolavado. Las tasas normales de filtración
son de 5 a 10 gpm por pie2 de filtro. Los filtros de flujo hacia abajo tienen la entrada por la
parte superior y la salida por la parte inferior, los de flujo hacia arriba lo contrario y los de
flujo dual tienen entrada tanto por encima como por debajo pero la salida es por la parte
central; el proceso de retrolavado en todos los filtros es en la dirección hacia arriba.
Figura 6.5- Esquemas de Unidades de Filtración para el Tratamiento de Aguas Residuales.
La figura 6.5, muestra esquemas de filtros de lecho gradado; observe que la capa de grano
grueso es la primera que debe cruzar el fluido en el proceso de filtración y, por tanto, si el
flujo es hacia abajo está en la parte superior, si es hacia arriba en la inferior y si es dual hay
capa de grano grueso tanto en la parte superior como en la inferior del filtro. En el filtro de
flujo hacia arriba el retrolavado es en la misma dirección de la filtración y por tanto las
partículas atrapadas, en el filtro son forzadas a atravesar éste, por tanto la velocidad del
retrolavado debe ser mayor que la de filtración para poder sacar las partículas; este tipo de
filtro es poco usado. Las unidades de filtración se instalan por parejas para poder mantener
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continuamente el proceso de filtración pues mientras una se está retrolavando la otra puede
estar en el proceso de filtración.
De acuerdo con los resultados experimentales el filtro elaborado a base tierra de
diatomáceas es más efectivo que de flujo dual y éstos a su vez más efectivos que los de
flujo hacia abajo. La figura 6.6 es una carta que nos permite determinar la capacidad de un
filtro de flujo dual conociéndose el tamaño y la velocidad de filtración.
Figura 6.6-. Carta para Determinar el Tamaño de un Filtro de Flujo Dual (6)
.
6.4. Unidades de Flotación.
Las unidades de flotación se usan para remover petróleo y partículas del agua.
La flotación consiste en generar dentro del agua burbujas de gas, las cuales se espera que se
adhieran a las partículas de aceite trayendo como consecuencia un aumento en el tamaño de
partícula y una disminución en la densidad de la misma; estos dos efectos, de acuerdo con
la ley de Stokes (ecuación (3.6)), incrementan la velocidad de ascenso de la partícula de
petróleo en la fase agua y aceleran la separación de las fases.
Los gases más comunes usados para la flotación son Aire, CO2, Nitrógeno y Gas Natural,
aunque preferencialmente el gas natural para evitar problemas de corrosión con oxígeno.
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Los sistemas de flotación son normalmente de dos tipos: de gas disuelto y de gas disperso,
el primero también se conoce como unidad de flotación con gas y el segundo como unidad
de flotación con agitación mecánica. En el sistema de flotación por gas disuelto el agua a
tratar y el gas se someten a presión (unas 40-50 lpc), lo cual hace que el gas se disuelva en
el agua, cuando el agua pasa a través de una válvula de expansión hacia el tanque de
flotación, que trabaja a presión, hace que se libere gas en forma de pequeñas burbujas que
serán las que se separarán en el tanque de flotación. En un sistema de gas disperso se
origina la dispersión de pequeñas burbujas de gas en el agua residual por medio de un
agitador mecánico (por ejemplo un impulsor).
La figura 6.7 esquematiza el proceso de flotación por gas disuelto el cual ocurre en cuatro
pasos:
El agua aceitosa (residual) se pone en contacto con el gas y a través de la bomba se
someten a una presión de unos 45-50 lpc., lo cual hace que parte del gas se disuelva en
el agua. Luego la mezcla gas libre y agua mas gas disuelto pasan al recipiente de
solución y retención donde el gas que no alcanza a disolverse en el agua es retirado; el
tiempo de retención en este recipiente es de 1-3 minutos.
Cuando el agua sale del recipiente de retención pasa por una válvula reguladora de
presión la cual despresuriza el agua y esto hace que el gas que inicialmente se había
disuelto trate de liberarse formándose pequeñas burbujas.
Al llegar a la celda de flotación las burbujas tratan de escaparse y al hacerlo se adhieren
a las gotas de aceite y sólidos en suspensión.
Figura 6.7-. Esquemas de una Unidad de Flotación por Gas Disuelto.
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Figura 6.8-. Opciones de Flotación por gas disuelto.
La espuma formada por el gas, petróleo y sólidos en suspensión asciende a la parte
superior de la celda donde es retirada por algún tipo de desnatador.
La separación agua - petróleo es acelerada porque las burbujas de gas al adherirse a las
partículas de aceite le aumentan el tamaño y le disminuyen la densidad, lo cual, de acuerdo
con la ley de Stokes, aumenta la velocidad de ascenso de la partícula.
El agua limpia se va al fondo del tanque de flotación desde donde empieza a ascender a
través de conductos que le permiten buscar la salida para el agua ubicada en la parte
superior del tanque de flotación.
La figura 6.8 muestra tres opciones de flotación por gas disuelto. La figura superior
izquierda es el mismo caso descrito en la figura 6.7. En la figura superior derecha la
corriente de agua aceitosa entra primero a la celda de flotación donde se pone en contacto
con las burbijas de gas que se están generando en la celda y luego parte de esta corriente de
agua se toma de la celda y se envía a establecer contacto con gas para que haya solubilidad
de este en el agua y luego se generen las burbujas que se van a llevar a la celda de flotación;
esta opción puede implicar menos consumo de gas, lo cual es importante si no hay buena
disponibilidad de este. En la figura inferior una fracción del agua a tratar llega directamente
a la celda de flotación en la zona de presencia de burbujas de gas, y otra fracción es la que
se usa para disolver el gas y formar luego las burbujas que se van a llevar a la celda de
flotación; en este caso también se tendrá una reducción en la cantidad de gas consumida en
el proceso.
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La figura 6.9 muestra en la parte superior como se logra la dispersión del gas en el agua a
tratar en una unidad de flotación por gas disperso. La unidad de flotación posee un agitador
que en su parte superior está conectado a un motor que le aplica movimiento rotacional, la
parte inferior del agitador debe estar sumergida en el agua y es ensanchada con respecto al
resto del agitador con el fin de que al rotar éste puede generar suficiente turbulencia. Un
tubo externo rodea el agitador y el anular que se crea está conectado en la parte superior
con la atmósfera o con gas; al rotar el agitador se produce vacío en el anular lo cual hace
que el gas baje por el anular hacia el agua en donde debido a la turbulencia generada por el
agitador se dispersa en la fase líquida. Las burbujas al tratar de escaparse se adhieren a las
partículas de aceite y ya el proceso continúa similar al del sistema de flotación por gas
disuelto.
Figura 6.9-. Sistema de Flotación por Gas Disperso. a) Descripción de una Celda. b) Configuración del
Sistema.
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La parte inferior de la figura 6.9 muestra un sistema de flotación por gas disperso
compuesto por cuatro celdas, en cada celda el fluido es retenido aproximadamente un
minuto; en este caso el gas utilizado para la flotación es el mismo gas que se ha separado
del agua residual o podría conectarse el sistema a un suministro de gas natural en el campo.
La principal diferencia entre las unidades de flotación por gas disuelto y disperso es
entonces la forma como se generan las burbujas de gas y el hecho de que en las segundas la
relación gas-líquido puede ser mucho mayor que en las primeras, o sea en las de gas
disuelto se puede hacer un uso más eficiente del gas especialmente si se aplican las
opciones que se muestran en la figura 6.8.
Las unidades de flotación se pueden usar en serie con los desnatadores, después de estos, o
en reemplazo de éstos dependiendo de la cantidad de aceite, partículas oleófilas y sólidos
en suspensión presentes en el agua a procesar y su tamaño. En general si el tamaño de las
partículas de aceite es muy pequeño se usan unidades de flotación para remover el aceite, si
el tamaño es grande se usan los desnatadores y si el rango de tamaños es amplio, hay
partículas grandes y pequeñas, se podrían usar primero los desnatadores y luego las
unidades de flotación.
6.5. Unidades de Placas Interceptoras.
Se basan en procesos de adsorción para remover el aceite del agua. Son empaques de placas
paralelas que tienen afinidad por el aceite y el agua fluye por entre las placas en dirección
inclinada hacia abajo. Una partícula de aceite suspendida en el agua estará sometida a dos
fuerzas, como se muestra en la figura 6.10; estas dos fuerzas son la fuerza de arrastre del
agua en la dirección de flujo y la fuerza de boyancia de la partícula debida a la diferencia
en densidades entre el agua y la partícula; la resultante de estas dos fuerzas es una fuerza
que orienta la partícula hacia la lámina superior del canal por donde está fluyendo el agua.
Al llegar las partículas de aceite a la lámina, como esta tiene afinidad por el aceite, se
adhieren a su superficie y allí se unen aumentando de tamaño lo cual hará que se vayan
deslizando sobre la superficie de la lámina hacia la parte superior formando una fase de
aceite que flota sobre la fase agua.
La fuerza de arrastre del agua depende de su velocidad, la cual a su vez depende de la tasa
de agua y de la separación e inclinación de las láminas, y la fuerza de boyancia depende de
las diferencias en densidades, la viscosidad del agua y el tamaño de la partícula, pero
siempre está orientada hacia arriba. La fuerza resultante que impulsa las partículas hacia las
láminas depende de la magnitud de las dos fuerzas anteriores y de la orientación de la
velocidad del agua. Para una situación dada de tipo y cantidad de agua las variables de
diseño serán la inclinación de las láminas y la separación de las mismas.
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Cuando las láminas son planas los sistemas se conocen como unidades PPI (Plane parallel
Interceptors) y cuando son corrugadas se conocen como unidades CPI (Corugated Parallel
Interceptors). Los sistemas CPI se usan cuando se requiere mayor área de contacto de las
láminas con el agua para mejorar la eficiencia de separación.
Figura 6.10-. Principio de Funcionamiento de un Sistema de Plcas Interceptoras
Un sistema de placas interceptoras consta de un paquete compacto de muchas láminas y
ocupa un espacio relativamente pequeño para manejar una cantidad apreciable de agua, por
eso son muy usadas en operaciones costafuera.
La figura 6.11 muestra un sistema de placas interceptoras paralelas el cual es un recipiente
que en su interior posee un empaque de placas interceptoras y un conjunto de accesorios
para ayudar a separar los sólidos, el petróleo que se separando del agua y finalmente el
agua libre ya del petróleo. El agua entra al recipiente por la cámara izquierda y allí ocurre
una primera separación de sólidos los cuales se acumulan en la zona identificada con el
número 2. Por la zona 1 el agua pasa por el rebosadero 3 hacia el empaque de placas
interceptoras, identificado con el número 4, el petróleo que se va separando en el empaque
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de placas interceptoras asciende hacia la zona 5 y por un rebosadero pasa hacia una cámara
de aceite por donde se controla su salida. El agua que pasa por el empaque de placas sale de
este y los sólidos que aun quedan atrapados en ella se separan y se acumulan en la sección
secundaria de acumulación de sólidos, identificada como zona 6, y empieza a ascender a
través de la celda buscando el rebosadero que le permita entrar a la cámara de agua,
identificada como zona 7, en donde se controla su salida de la celda; en su ascenso el agua
se libera de partículas de aceite que se van acumulando en la sección de acumulación
secundaria de aceite, zona 8, donde también se tiene una salida para el aceite. El gas que se
logre separar en el proceso se retira por el venteo de la misma, zona 10.
Figura 6.11-. Esquema del Funcionamiento de un Sistema de Placas Interceptoras.
Un sistema para tratamiento del agua que tiene un principio de funcionamiento similar al de
las placas interceptoras son las columnas desnatadoras (skim piles), un esquema de las
cuales se muestra en la figura 6.12
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Figura 6.12-. Esquema del Funcionamiento de una columna desnatadora (skim pile).
Estas unidades son muy usadas en operaciones de producción costafuera aprovechando la
altura de la plataforma de producción sobre el fondo del mar.La columna es un tubo de
diámetro grande que tiene internamente bafles para darle trayectoria al agua aceitosa y que
a la vez sirven como placas interceptoras para el aceite, y canales que permiten el ascenso
del aceite (oil risers).
El sistema aprovecha al máximo la diferencia en densidades del agua y el aceite. Al salir el
agua al fondo de la columna se habrá liberado del aceite que tenía en suspensión y podría
ser desechada en el mismo fondo del mar o traída nuevamente a superficie para continuar
su tratamiento o para enviarla a su sitio de desecho.
6.6-. Unidades Desionizadoras.
Las unidades desionizadoras son muy similares a los filtros en construcción y operación,
simplemente que en lugar del lecho que actúa como filtro se posee un lecho de resina
(Zeolitas) que actúa como intercambiador de iones. Este lecho intercambiador de iones se
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recarga circulando una salmuera a través de él por un corto periodo de tiempo. Las
unidades desionizadoras se usan en el tratamiento de aguas que contienen en solución sales
de Ca y Mg, las cuales pueden ocasionar problemas de depositación de escamas cuando el
agua se va a utilizar en sistemas de calentamiento o de generación de vapor. El lecho de
Zeolitas también se puede usar para retirar aniones tales como sulfatos y carbonatos.
El agua, con los cationes en suspensión se hace pasar por el lecho de Zeolitas en donde es
despojada de los cationes ya que éstos quedan adheridos al lecho. Como el lecho de
Zeolitas se va saturando de cationes va perdiendo capacidad para retirarlos del agua y por
ello es necesario hacerle periódicamente un retrolavado usando salmuera, y al igual que en
los filtros el retrolavado siempre se hace de abajo hacia arriba y se usan en parejas para no
tener que suspender el tratamiento del agua mientras se le hace el retrolavado a una de las
deionizadoras.
6.6. Removedoras de Gas Disuelto.
Las removedores de gas disuelto se utilizan para retirar gas que haya podido quedar
atrapado en el agua a pesar de hacerla llevado a una presión ligeramente por encima de la
presión atmosférica. Los gases más comunes que quedan atrapados en el agua son H2S, O2,
CO2 y Gas Natural. La presencia de esos gases casi siempre va a implicar problemas de
corrosión y el caso del oxígeno de taponamiento de la formación en la zona contigua a la
pared del pozo. El oxígeno se puede evitar impidiendo el acceso de aire a los equipos pero
la presencia de los otros gases se debe a que están presentes desde el yacimiento como
contaminantes del petróleo. Las unidades removedoras del gas disuelto son torres en las
cuales el agua de proceso se pone en contacto con un gas dulce (o un gas inerte) o se
somete a vacío para hacer que el líquido libere el gas disuelto en él. En algunos casos el
agua o el gas despojador se calientan para mejorar la eficiencia de separación. La figura
6.13 muestra el esquema de una unidad removedora de gas por despojamiento; el agua
entra por la parte superior de la torre y el gas entra por la parte inferior y establece contacto
con el agua; en su trayectoria ascendente el gas retira las burbujas de gas que están
atrapadas en el líquido.
La cloración de las aguas residuales se requiere cuando éstas se van a almacenar por varios
días o cuando se van a usar para procesos de recuperación mejorada por inyección de vapor
o agua. Se usan para controlar el crecimiento de bacterias y algas en el agua especialmente
cuando ésta estuvo expuesta al aire en algunas etapas del proceso; el cloro se inyecta a la
línea de agua en estado gaseoso que forme ácido hipoclórico.
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Figura 6.13-. . Unidad de Remoción de Gas por Despojamiento.
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Referencias Bibliográficas.
1. Arnold, K. E and Stewart, M. Surface Productions Operations. (Vol. I. Design of Oil
Handling Systems and Facilities), 3rd
Edition, Gulf Publishing Company - Book
Division, Houston, TX. 2008, Chap. 9
2. Khatib, Z. and Verbeek, P., “Water to Value – Produced Water Management for
Sustainable Field Development of Mature and Green Fields”, paper SPE 73853, 2003.
3. Ellis, M.M. and Fisher , P.W. “Clarifying Oilfield and Refinery Waste Waters by Gas
Flotation”, JPT 04/73, pag.426.
4. Murti, D.G.K., Al-Muskati, A., H. and Sood, L.K. “Improved Disposal-Water
Treatment at Bahrain Oil Fields”, SPEPE 11/88, Pag. 677.
5. Fang, C.S. and Lin, J.H. “Air Stripping for Treatment of Produced Water”, JPT 05/88,
Pag. 619
6. Arnold, K.E. “Design Concepts for Offshore Produced - Water Treating and Disposal
Sistems”, JPT 02/83, Pag. 276 (Paper SPE 9013).
7. Meldrun, N. “Hydrocyclones: A Solution to Produced Water Treatment”, SPEPE 11/88,
pag. 669, (Paper SPE 16642).
8. Sport M.C. “Design and Operation of Dissolved Gas Flotation Equipment for the
Treatment of Oilfield Produced Brines”, JPT 08/70, p. 920.