Blucher Chemical Engineering Proceedings

Outubro 2015, vol.2, num.1 - XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados
Artigo Completo - Open Access Idioma principal | Segundo principal

EFICIÊNCIA DE SEPARAÇÃO DE HIDROCICLONES PARA A SEPARAÇÃO DE MISTURA ÓLEO-ÁGUA COM ALTO TEOR DE ÓLEO: COMPARAÇÃO ENTRE RESULTADOS SIMULADOS E EXPERIMENTAIS

EFICIÊNCIA DE SEPARAÇÃO DE HIDROCICLONES PARA A SEPARAÇÃO DE MISTURA ÓLEO-ÁGUA COM ALTO TEOR DE ÓLEO: COMPARAÇÃO ENTRE RESULTADOS SIMULADOS E EXPERIMENTAIS

ARAÚJO, CRISTIANO AGENOR OLIVEIRA DE; SCHEID, CLÁUDIA MÍRIAM; KLEIN, TÂNIA SUAIDEN; LOUREIRO, JULIANA BRAGA RODRIGUES; MEDRONHO, RICARDO DE ANDRADE

Artigo Completo:

A utilização de hidrociclones para promover separações baseadas no campo centrífugo iniciou-se há mais de um século. A primeira patente de hidrociclone foi depositada no final do século XIX e sua utilização era para misturas sólido-líquido. Sua utilização para separar misturas líquido-líquido, especialmente óleo-água, foi iniciada em 1970 com pesquisas lideradas pela universidade de Southampton na Inglaterra. A evolução em sua geometria para a separação água-óleo culminou em entradas duplas e duas seções cônicas para aumentar a eficiência de separação. As vantagens em sua utilização são devido ao fato de serem equipamentos compactos, com baixos custos operacionais e que aceleram a separação devido à ação centrífuga. Neste trabalho, empregou-se fluidodinâmica computacional (CFD) e um planejamento fatorial reduzido (27-3) para a otimização da geometria de um hidrociclone visando à separação de dispersões de elevados teores de óleo (40%) em água. O hidrociclone ótimo resultante deste planejamento foi construído e testado experimentalmente. Valores de eficiência de separação (ET) e razão de fluido (RF) foram obtidos experimentalmente e comparados com os valores simulados (ANSYS Fluent 12.1). Experimentos também foram realizados para verificar a influência da razão de fluido total (RFT) sobre a eficiência de separação.

A utilização de hidrociclones para promover separações baseadas no campo centrífugo iniciou-se há mais de um século. A primeira patente de hidrociclone foi depositada no final do século XIX e sua utilização era para misturas sólido-líquido. Sua utilização para separar misturas líquido-líquido, especialmente óleo-água, foi iniciada em 1970 com pesquisas lideradas pela universidade de Southampton na Inglaterra. A evolução em sua geometria para a separação água-óleo culminou em entradas duplas e duas seções cônicas para aumentar a eficiência de separação. As vantagens em sua utilização são devido ao fato de serem equipamentos compactos, com baixos custos operacionais e que aceleram a separação devido à ação centrífuga. Neste trabalho, empregou-se fluidodinâmica computacional (CFD) e um planejamento fatorial reduzido (27-3) para a otimização da geometria de um hidrociclone visando à separação de dispersões de elevados teores de óleo (40%) em água. O hidrociclone ótimo resultante deste planejamento foi construído e testado experimentalmente. Valores de eficiência de separação (ET) e razão de fluido (RF) foram obtidos experimentalmente e comparados com os valores simulados (ANSYS Fluent 12.1). Experimentos também foram realizados para verificar a influência da razão de fluido total (RFT) sobre a eficiência de separação.

Download (PDF)

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/ENEMP2015-PS-488

Referências bibliográficas
  • [1] ALMEIDA, L.C.; OLIVEIRA JR., J.A.A.; MEDRONHO, R.A., Simulação numérica da separação água-óleo em hidrociclones para baixas frações de óleo. Anais do PDPETRO 2009 - 5º Congresso Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento em Petróleo e Gás, Fortaleza, 2009.
  • [2]
  • [3] ALVES, J. V. B., MEDRONHO, R. A., Hidrociclone para a separação do óleo residual de água em refinarias. Anais do COBEQ 2012 - XIX Congresso Brasileiro de Engenharia Química, ABEQ, Búzios, p.10958 – 10967, 2012.
  • [4]
  • [5] ANJOS, R. P., OLIVEIRA, R. S., ALVES, J. V. B., MEDRONHO, R. A., Influência do número de entradas tangenciais e do ângulo da seção cônica de um hidrociclone no tratamento de águas oleosas. Anais do COBEQ 2012 - XIX Congresso Brasileiro de Engenharia Química, ABEQ, Búzios, 2012.
  • [6]
  • [7] ARAÚJO, C. A. O., OLIVEIRA, R. S., SCHEID, C. M., MEDRONHO, R. A., Hidrociclones para a separação de dispersões óleo-água com altos teores de óleo: um estudo com CFD. Anais do ENEMP 2013 - XXXVI Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados, Maceió, 2013.
  • [8]
  • [9] ARAÚJO, C. A. O., BARCELLOS, J. P. M., SCHEID, C. M., MEDRONHO, R. A., Efeito de variáveis geométricas no desempenho de hidrociclones para a separação de águas oleosas com alto teor de óleo. Anais do COBEQ 2012 - XIX Congresso Brasileiro de Engenharia Química, ABEQ - Associação Brasileira de Engenharia Química, Búzios, p.5896 - 5904, 2012.
  • [10]
  • [11] BAI, ZHI-SHAN; WANG, HUA-LIN; TU, SHAN-TUNG; Oil-water separation using hydrocyclones enhanced by air bubbles, Chemical Engineering Research and Design, 89, 55-59, 2011.
  • [12]
  • [13] BRAGA, E. R., CAMPOS, J. B. L. M., SCHEID, C. M., MEDRONHO, R. A., Perfil de velocidades tangenciais em um hidrociclone para separação líquido/líquido. Anais do ENEMP 2013 - XXXVI Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados, Maceió, 2013.
  • [14]
  • [15] COELHO, D. B., ALVES, J. V. B., MEDRONHO, R. A., Desempenho de um Hidrociclone para a Separação de Águas Oleosas. Anais do PDPetro 2011 - 6º Congresso Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento em Petróleo e Gás, ABPG - Associação Brasileira de PAndamp;D em Petróleo e Gás, Florianópolis, 2011.
  • [16]
  • [17] COELHO, D. B., MEDRONHO, R. A., ALVES, J. V. B., A eficiência de separação de um hidrociclone para águas oleosas pelas abordagens lagrangeana e euleriana. Anais do COBEQ 2012 - XIX Congresso Brasileiro de Engenharia Química, ABEQ, Búzios, p.7411 – 7420, 2012.
  • [18]
  • [19] FREITAS, A. G. B.; Modelagem e simulação do tratamento de água oleosa usando hidrociclone, Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2009.
  • [20]
  • [21] HASHMI, K. A., HAMZA, H. A., WILSON, J. C., Canmet hydrocyclone: an emerging alternative for the treatment of oily waste streams, Minerals Engineering, 643–649, 2004.
  • [22]
  • [23] MENDONÇA, A. C. L. T., ARAÚJO, C. A. O., MEDRONHO, R. A., O hidrociclone na separação óleo/água: um estudo com o auxílio de fluidodinâmica computacional. Anais do PDPetro 2013 - 7º Congresso Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento em Petróleo e Gás, ABPG - Associação Brasileira de PAndamp;D em Petróleo e Gás, Aracaju, 2013.
  • [24]
  • [25] MORAES, C. A. C., Curso de Hidrociclones e Sistemas de Separação Ciclônica. Rio e Janeiro: Cenpes. Universidade Coorporativa. Agosto 2006.
  • [26]
  • [27] NEZHATI, K.; THEW, M.T.; Aspects of the performance and scaling of hydrocyclones for use with light dispersions, 3rd International Conference on Hydrocyclones, 167-180, September, 1987.
  • [28]
  • [29] QUEIROZ, F. V., MEDRONHO, R. A., Simulação numérica de hidrociclones para a separação de misturas de alto teor de água em óleo como fase contínua. Anais do COBEQ 2012 - XIX Congresso Brasileiro de Engenharia Química, ABEQ - Associação Brasileira de Engenharia Química, Búzios, p.5557 – 5566, 2012.
  • [30]
  • [31] ZHOU, N.; GAO, Y.; AN, W.; YANG, M.; Investigation of velocity Field and oil distribution in an oil-water hydrocyclone usin a particle dynamics analyzer, Chem. Eng. J., n. 157, p. 73-79, 2010.
Como citar:

ARAÚJO, CRISTIANO AGENOR OLIVEIRA DE; SCHEID, CLÁUDIA MÍRIAM; KLEIN, TÂNIA SUAIDEN; LOUREIRO, JULIANA BRAGA RODRIGUES; MEDRONHO, RICARDO DE ANDRADE; "EFICIÊNCIA DE SEPARAÇÃO DE HIDROCICLONES PARA A SEPARAÇÃO DE MISTURA ÓLEO-ÁGUA COM ALTO TEOR DE ÓLEO: COMPARAÇÃO ENTRE RESULTADOS SIMULADOS E EXPERIMENTAIS", p-958-965. In: In Anais do XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados - ENEMP 2015 [=Blucher Engineering Proceedings]. São Paulo: Blucher, 2015. . São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/ENEMP2015-PS-488

últimos 30 dias

286
downloads

949
visualizações

927
indexações