Durante el año 2000, se completó la construcción de la planta compresora de gas PIGAP II, ubicada en El Tejero, Edo. Monagas, Venezuela, la cual incluyó un sistema de tratamiento de aguas residuales aceitosas. En esta entrada hablaremos sobre este caso de estudio: rompimiento de emulsiones en efluente de condensado de gas.
Wilpro Energy Services fue el principal inversionista del convenio y operador originario de la planta compresora. La ingeniería del proyecto original estuvo a cargo de la empresa ABB Randall con sede en Houston.
El sistema de tratamiento de aguas residuales aceitosas incluyó unidades CPS, IGF y filtración. Hacia finales del 2003, Wilpro contrató la evaluación del sistema debido a que no se alcanzan los parámetros de calidad de agua establecidos por PDVSA. Con la evaluación se pretendía constatar elevados niveles de emisiones orgánicas al ambiente.
Evaluación
- La principal causa del bajo desempeño del sistema de tratamiento original fue que no se consideró la presencia de emulsiones de hidrocarburos livianos (condensados de gas), de baja tensión superficial (15 D/cm, 60 o API), para lo cual el sistema construido no se encontraba diseñado.
- Por otra parte, las concentraciones de hidrocarburos en el agua residual excedían los parámetros originales de diseño del sistema de tratamiento.
- La configuración original del sistema aunado al bajo desempeño de las unidades permitió la acumulación inadecuada de hidrocarburos (condensados de gas), lo cual generaba emisiones de compuestos orgánicos al ambiente.
Solución
- Segregación de corrientes: Se separaron las corrientes de los sistemas de drenaje abierto y drenaje cerrado. De esta manera se logró aislar la emulsión de condensado en agua del resto de
las aguas residuales. - El sistema de tratamiento original (CPS, IGF y filtros) quedó dedicado al drenaje abierto. Por otra parte, la secuencia de tratamiento fue reordenada de manera de minimizar la exposición de los contaminantes al ambiente. El drenaje abierto conduciría corrientes de agua accidentalmente contaminadas con aceites lubricantes y sólidos suspendidos, producto de paradas de equipos por mantenimiento, purgas eventuales y aguas de escorrentía de lluvia de áreas confinadas.
- El sistema de tratamiento para la corriente emulsionada, drenaje cerrado, quedaría compuesto por las siguientes etapas de tratamiento:
- Remoción de hidrocarburo libre en un tanque desnatador,
- Tratamiento físico químico (rompimiento de la emulsión y ajuste de pH), con coalescencia intermedia, coalescencia fina y
- Cartucho de adsorción.
Conclusión sobre Rompimiento de Emulsiones en Efluente
Cuando se seleccionan tecnologías para el tratamiento de aguas aceitosas se debe tomar muy en cuenta la naturaleza del agua a tratar y no solo observar los parámetros típicos como lo son concentración, grado API, gravedad específica, temperatura, etc. Por ejemplo, mientras más liviano es un hidrocarburo podríamos tender a pensar que es más sencillo separarlo del agua, no obstante no siempre ocurre así.
Hidrocarburos livianos como la gasolina poseen viscosidades y tensiones superficiales muy inferiores que un crudo liviano, por lo cual son más sensibles a la formación de emulsiones mecánicas o incluso químicas en presencia de un agente emulsificante.
Las técnicas de tratamiento deben ser cuidadosamente evaluadas y probadas en campo, de ser posible, ya que de la estabilidad de un flóculo o una gota de aceite en presencia de un medio turbulento dependerá la eficiencia de remoción de un equipo de separación. A la hora de configurar un sistema de tratamiento de aguas aceitosas se debe prestar especial atención a la forma en que almacenamos y transferimos el agua contaminada antes y durante el proceso de tratamiento para evitar el rompimiento de emulsiones en efluente de condensado de gas.
En la práctica algunos de los lectores podrán corroborar los problemas operacionales causados por tiempos de residencia muy prolongados o por una transferencia de agua contaminada mediante un sistema de bombeo de alto corte. El tratamiento físico químico juega un papel fundamental en el tratamiento de las emulsiones y en ocasiones resulta suficientemente costoso como para hacer inviable esa estrategia de tratamiento. Es importante incorporar una evaluación comparativa de valor presente neto a la hora de realizar una inversión de este tipo.