Análise do processo de separação óleo-água em hidrociclones via CFD
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.10610Palavras-chave:
Hidrociclone; Separação; Performance; Simulação numérica; CFX.Resumo
Hidrociclones são equipamentos usados em processos de separação óleo-água. São considerados eficientes, compactos, seguros, de simples construção e manutenção, e baixo custo, quando comparados a outros equipamentos de semelhante aplicação. Diante disso, este trabalho tem como objetivo analisar numericamente o processo de separação da mistura óleo-água em um hidrociclone, quanto ao seu aspecto fluidodinâmico. Para a solução numérica das equações governantes utilizou-se o software Ansys CFX. Resultados dos campos de pressão e fração volumétrica da fase óleo, e do desempenho de separação do equipamento são apresentados e analisados. Dos resultados obtidos verificou-se que as maiores pressões ocorrem próximo as paredes e entrada do equipamento, que as maiores frações volumétricas do óleo ocorrem na região central e próximo a saída do hidrociclone, e que este equipamento apresentou uma eficiência de separação superior a 99,8%.
Referências
Alves, J. V. B. (2012). Hidrociclone para a separação do óleo residual de água em refinarias. Dissertação de Mestrado. Escola de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro. Brasil. Obtido em http://186.202.79.107/download/separacao-do-oleo-residual-de-agua-em-refinarias.pdf
Araújo, C. A. O., Scheid, C. M., Klein, T. S., Loureiro, J. B. R., Medronho, R. A. (2015). Eficiência de separação de hidrociclones para a separação de mistura óleo-água com alto teor de óleo: comparação entre resultados simulados e experimentais. XXXVII ENEMP - Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados, São Carlos, Paulo, Brasil. Recuperado de http://www.proceedings.blucher.com.br/article-details/eficincia-de-separao-de-hidrociclones-para-a-separao-de-mistura-leo-gua-com-alto-teor-de-leo-comparao-entre-resultados-simulados-e-experimentais-20691
Barbosa, E. S. (2011). Aspectos geométricos e hidrodinâmicos de um hidrociclone no processo de separação de sistemas multifásicos: aplicação à industria do petróleo. Tese de Doutorado. Centro de Ciências e Tecnologia. Universidade Federal de Campina Grande. Brasil. Recuperado de http://bdtd.ibict.br/vufind/Record/UFCG_f44e703e 6fdf48897db394c29d6ab9c0
Barboza, T. R., Freitas, R. R. (2019) Uma análise bibliométrica sobre os impactos do derramamento de petróleo na pesca marítima. Research, Society and Development, 8(1), e2281520, doi: http://dx.doi.org/10.33448/rsd
Castro, M. A. F., Ribeiro, D. C., Freitas, R. R. (2019) Análise bibliométrica sobre o uso de ultrassom em emulsões do tipo óleo em água (O/A). Research, Society and Development, 8(1), e881514. doi: http://dx.doi.org/10.33448/rsd
Corrêa Junior, C. A., Corrêa, R. A. P., Quintella, E. F., Nunes, G. C. (2018). Modelagem computacional da eficiência de separação entre água e óleo em um hidrociclone. Encontro de ciência e tecnologia de materiais. Instituto federal fluminense. Búzios, Rio de Janeiro.
Ferreira, D. N., Simonelli, G., Santos, L. C. L. (2020) Mecanismos de deposição de parafinas para aplicação em modelos: uma revisão. Research, Society and Development, 9(8), 1-16, doi: http://dx.doi.org/10.33448/rsd
Grady, S. A., Wesson, G. D., Abdullah, M., Kalu, E. E. (2003). Prediction of 10-mm Hydrocyclone efficiency Using Computational Fluid Dynamics. Filtration & Separation, 40(9), 41-46. doi: https://doi.org/10.1016/S0015-1882(03)00930-3
Ji, L., Kuang, S., Qi, Y. Chen, J., Yu, Aibing. (2017). Computational analysis and optimization of hydrocyclone size to mitigate adverse effect of particle density. Separation and Purification Technology, 174(1), 251-263. doi: https://doi.org/10.1 016/j.seppur.2016.10.034
Marins, L. P. M. (2007). Caracterização experimental do escoamento no interior de um hidrociclone sem núcleo gasoso. Dissertação de Mestrado. Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia – COPPE. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Recuperado de http://www.nidf.ufrj.br/wp-content/uploads/2019/05/15-TeseMScLPMM.pdf
Moraes, C. A. C., Marins, L. P. M., De Melo, D. C., Silva, F. S., Oliveira Junior, J. A. A., De Souza, M. A., Barca, L. F., De Souza, A. M. R. F., Almeida, C. S. (2009). Desenvolvimento de hidrociclones para altos, médios e baixos teores de óleo. Boletim técnico da Produção de Petróleo, 3(2), 259-287. Obtido de https://docplayer.com.br/12058239-Desenvolvimento-de-hidrociclones-para-altos-medios-e-baixos-teores-de-oleo-development-of-high-medium-and-low-oil-content-hydrocyclones.html
Motin, A., Tarabara, V. V., Petty, C. A., Bénard, A. (2017). Hydrodynamics within flooded hydrocyclones during excursion in the feed rate: Understanding of turndown ratio. Separation and Purification Technology, 185, 41-53. doi: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.05.015
Motta, A. R. P. De, Borges, C. P., Kiperstok, A., Esquerre, K. P., Araújo, P. M., Branco, L. P. N. (2013). Tratamento de água produzida de petróleo para remoção de óleo por processos de separação por membranas: revisão. Engenharia Sanitária e Ambiental, 18(1), 15-26. doi: http://dx.doi.org/10.1590/S1413-41522013000100003.
Noroozi, S., Hashemabadi, S. H. (2011). CFD analysis of inlet chamber body profile effects on de-oiling hydrocyclone efficiency. Chemical Engineering Research and Design, 89(7), 968-977. doi: https://doi.org/10.1016/j.cherd.2010.11.017
Petrobras. (2007). Processamento primário de petróleo. Universidade PETROBRAS. Escola de Ciências e Tecnologias E&P.
Raposo, G. M. (2008). Simulação numérica do escoamento em hidrociclone destinado a aplicações de alto teor de óleo. Dissertação de Mestrado. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de janeiro. Brasil. Recuperado de https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=13794@1
Sales, C. R S., Araújo, I. R., Azevedo, L. B., Cortes, J. M. R. (2013). Análise da redução de custos com a implantação de hidrociclones em uma plataforma da Bacia de Campos. IX Congresso Nacional de Excelência em Gestão. Brasil. Recuperado de https://www.inovarse.org/artigos-por-edicoes/IX-CNEG-2013/T13_0596_3579.pdf
Tian, J., Ni, L., Song, T., Olson, J. Zhao, J. (2018). An overview of operating parameters and conditions in hydrocyclones for enhanced separations. Separation and Purification Technology, 206, 268-285. doi: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.06.015
Thomas, J. E. (2004). Fundamentos de Engenharia de Petróleo. (2a ed.), Rio de Janeiro: Interciência.
Vieira, V. M. (2016). Modelo de avaliação do gerenciamento da água produzida em operações de produção de petróleo em bacias terrestres brasileiras. Tese de Doutorado. Universidade Federal da Bahia. Salvador. Brasil. Recuperado de https://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/21569
Zhou, N., Gao, Y., An, W., Yang, M. (2010). Investigation of velocity field and oil distribution in an oil–water hydrocyclone using a particle dynamics analyzer. Chemical Engineering Journal, 157(1), 73 – 79. doi: https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.10.049.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2020 Endyara de Morais Cabral; Josedite Saraiva de Souza; Hortência Luma Fernandes Magalhães; Túlio Rafael Nascimento Porto; Carlota Joaquina e Silva; Ricardo Soares Gomez; Wanderson Magno Paiva Barbosa de Lima; Elisiane Santana de Lima; Antonio Gilson Barbosa de Lima
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
