Un separador de agua y aceite ( OWS ) es un equipo que se utiliza para separar mezclas de aceite y agua en sus componentes separados. Existen muchos tipos diferentes de separadores de agua y aceite. Cada uno tiene una capacidad de separación de aceite diferente y se utilizan en diferentes industrias. Los separadores de agua y aceite se diseñan y seleccionan después de considerar los parámetros de rendimiento de separación de aceite y las consideraciones de costo del ciclo de vida. "Aceite" puede entenderse como aceites minerales, vegetales y animales, y los diferentes hidrocarburos .
Los separadores de aceite y agua pueden diseñarse para tratar una variedad de contaminantes en el agua, incluidos el aceite flotante, el aceite emulsionado, el aceite disuelto y los sólidos suspendidos. No todos los tipos de separadores de aceite son capaces de separar todos los contaminantes. Los parámetros de rendimiento más comunes que se consideran son:
El frasco florentino , también conocido como vaso florentino , recipiente florentino , recipiente florentino o essencier, es un tipo de separador para obtener aceites esenciales o aromas después de un proceso de destilación. Las fases de agua y aceite se separan en el frasco florentino porque las densidades son diferentes y la mayoría de los aceites esenciales no son solubles en agua.
Un separador de aceite y agua API es un dispositivo diseñado para separar grandes cantidades de aceite y sólidos suspendidos de los efluentes de aguas residuales de refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas químicas, plantas de procesamiento de gas natural y otras fuentes industriales. El nombre se deriva del hecho de que dichos separadores están diseñados de acuerdo con la Publicación API 421, publicada por el Instituto Americano del Petróleo . [1] Estos separadores se pueden utilizar para separar gotas de aceite grandes, normalmente mayores de 150 micrones.
El propósito de un separador de agua oleosa a bordo es separar el petróleo y otros contaminantes que podrían ser perjudiciales para los océanos. Se encuentran más comúnmente a bordo de los barcos, donde se utilizan para separar el petróleo de las aguas residuales oleosas, como el agua de sentina, antes de que estas aguas residuales se descarguen al medio ambiente. Estas descargas de aguas residuales deben cumplir con los requisitos establecidos en Marpol 73/78 .
El agua de sentina es un producto casi inevitable de las operaciones a bordo. Se trata de fugas de aceite de la maquinaria en funcionamiento, como generadores diésel, compresores de aire y el motor de propulsión principal. Los separadores de agua y aceite modernos tienen alarmas y dispositivos de cierre automático que se activan cuando se alcanza la capacidad de almacenamiento de aceite del separador de agua y aceite.
Un separador de placas por gravedad contiene una serie de placas a través de las cuales fluye el agua contaminada. El objetivo del diseño es permitir que las gotas de aceite en el agua se fusionen en la parte inferior de la placa, formando finalmente gotas de aceite más grandes que flotan fuera de las placas y se acumulan en la parte superior de la cámara. El aceite que se acumula en la parte superior se transfiere luego con algo de agua arrastrada a un tanque de aceite usado . Este tipo de separador de agua oleosa es muy común para muchas aplicaciones industriales, así como en barcos, pero tiene algunos defectos que reducen la eficiencia. Las partículas de aceite que tienen un tamaño de sesenta micrómetros o menos no se separan. Además, la presencia de productos químicos y surfactantes en el agua reduce en gran medida la coalescencia de las gotas de aceite, lo que impide el efecto de separación. La variedad de desechos oleosos en el agua de sentina puede limitar la eficiencia de eliminación, especialmente cuando hay aceites muy densos y altamente viscosos, como el aceite de combustible. Las placas deben reemplazarse cuando se ensucian, lo que aumenta los costos de operación. [2]
Un separador centrífugo de agua-aceite , separador centrífugo de aceite-agua o separador centrífugo de líquido-líquido es un dispositivo diseñado para separar aceite y agua por centrifugación. Generalmente contiene un recipiente cilíndrico que gira dentro de un recipiente estacionario más grande. El líquido más denso, generalmente agua, se acumula en la periferia del recipiente giratorio y se recoge desde el costado del dispositivo, mientras que el líquido menos denso, generalmente aceite, se acumula en el eje de rotación y se recoge desde el centro. Los separadores centrífugos de aceite-agua se utilizan para el procesamiento de aguas residuales y para la limpieza de derrames de petróleo en el mar o en lagos. Los separadores centrífugos de aceite-agua también se utilizan para filtrar diésel y aceites lubricantes eliminando las partículas de desecho y las impurezas de ellos. [3]
Un hidrociclón separador de agua y aceite es un dispositivo diseñado para separar el aceite del agua mediante el uso de un fuerte vórtice. Estos separadores son pasivos (sin partes móviles) y se parecen a tubos cónicos largos. Por lo general, contienen una sección de entrada, una sección cónica larga y una sección de salida larga. En funcionamiento, el fuerte vórtice se crea cuando el agua oleosa se inyecta tangencialmente en el extremo de entrada del separador. Esto crea una fuerza centrífuga, que se acelera a medida que se mueve hacia abajo por el cono cónico. Las fuerzas centrípeta y centrífuga separan el componente de agua más pesado hacia el exterior del vórtice, mientras que las gotas de aceite más livianas son forzadas hacia el centro. Los aceites separados se eliminan a través de un orificio en el extremo de entrada del cono y el agua tratada se descarga a través del extremo opuesto. Las fuerzas centrífugas generadas dentro del vórtice de los mejores separadores hidrociclón de desaceitado son del orden de 1000 veces la fuerza de la gravedad. Es por esto que se pueden eliminar gotas de aceite emulsionado más pequeñas, de hasta 15 micrones.
Los hidrociclones de eliminación de aceite, o hidrociclones desaceitadores, son muy diferentes en geometría, diseño y funcionamiento en comparación con los hidrociclones de eliminación de sólidos más comunes. Cuando se diseñan y operan correctamente, los hidrociclones de eliminación de aceite son muy útiles para eliminar tanto gotas de aceite grandes como gotas de aceite emulsionado más pequeñas en una amplia gama de aplicaciones en muchas industrias. La tecnología se ha aplicado con éxito para tratar el agua aceitosa producida en la industria minera, el procesamiento de carne, la fabricación de productos lácteos, la petroquímica, la refinación de petróleo, la comercialización de petróleo y las operaciones de producción de petróleo.
La flotación introduce burbujas de gas para mejorar la eliminación del petróleo. Las burbujas de gas se adhieren a las gotitas de petróleo para aumentar la velocidad de ascenso del petróleo. Se pueden utilizar varios métodos de flotación, como la flotación por gas disuelto (DGF), la flotación por aire disuelto (DAF) y la flotación por gas inducido (IGF). Por lo general, este paso de separación se utiliza después de un paso de separación primaria de petróleo y agua que puede eliminar una gran parte del petróleo libre.
La filtración con cáscara de nuez utiliza un medio de cáscara de nuez en un recipiente para eliminar el aceite. Los filtros de cáscara de nuez se diseñaron para separar el petróleo crudo del agua producida en los yacimientos petrolíferos en la década de 1970. Por lo general, los filtros de cáscara de nuez se utilizan como un paso de pulido para lograr bajas concentraciones de petróleo (<10 mg/L). El petróleo se recoge en los espacios intersticiales entre los medios y se elimina periódicamente durante un procedimiento de retrolavado.
La purificación de aceites y contaminantes de aguas residuales mediante emulsificación electroquímica es un tema de investigación y desarrollo activo. La emulsificación electroquímica implica la generación de burbujas electrolíticas que atraen contaminantes como lodos y los llevan a la parte superior de la cámara de tratamiento. Una vez en la parte superior de la cámara de tratamiento, el aceite y otros contaminantes se transfieren a un tanque de aceite usado. [4]
La tecnología de separación de petróleo y agua en el fondo del pozo (DOWS, por sus siglas en inglés) es una tecnología emergente que separa el petróleo y el gas del agua producida en el fondo del pozo y reinyecta la mayor parte del agua producida en otra formación que generalmente es más profunda que la formación productora, mientras que la corriente rica en petróleo y gas se bombea a la superficie. La DOWS elimina eficazmente los sólidos del fluido de eliminación y, por lo tanto, evita el deterioro de la inyectividad causado por el taponamiento de sólidos. La inyección simultánea con DOWS minimiza la posibilidad de contaminación de fuentes subterráneas de agua potable (USDW, por sus siglas en inglés) a través de fugas en tuberías y revestimientos durante el proceso de inyección.
La biorremediación es el uso de microorganismos para tratar el agua contaminada. Para los microorganismos se necesita un entorno cuidadosamente gestionado que incluya nutrientes e hidrocarburos como el petróleo u otros contaminantes, y oxígeno.
En estudios a escala piloto, la biorremediación se utilizó como una etapa de un proceso de purificación de múltiples etapas que involucraba un separador de placas para eliminar la mayoría de los contaminantes y fue capaz de tratar contaminantes en concentraciones muy bajas, incluidos contaminantes orgánicos como glicerol , solventes, combustible para aviones , detergentes y fosfatos . Después del tratamiento del agua contaminada, el dióxido de carbono , el agua y un lodo orgánico fueron los únicos productos residuales. [2]