Il petrolio e il gas naturale sono considerati risorse preziose in tutto il mondo. Il numero di prodotti realizzati con questi due materiali è impressionante e le nostre vite sarebbero molto diverse senza di loro. La produzione di questi prodotti inizia con l'individuazione delle fonti sotterranee di petrolio greggio. Queste sorgenti di pozzi profondi vengono quindi estratte per estrarre i materiali di petrolio e gas. Successivamente, queste materie prime vengono inviate alle raffinerie per essere convertite nei prodotti petrolchimici e del gas che utilizziamo quasi ogni giorno. Pertanto, il trattamento e la gestione dell'acqua prodotta è parte integrante delle operazioni della compagnia petrolifera e del gas.

In alcuni punti del processo di produzione di petrolio e gas, l'acqua viene utilizzata in qualche modo. Quei punti particolari sono durante l'estrazione e il raffinamento, e ciascuno di essi utilizza quantità significative di acqua. Durante l'estrazione, l'acqua viene pompata sotto i depositi di petrolio per spingerla verso la superficie, sebbene vi sia anche acqua che esiste già in quelle tasche. I processi di raffinamento utilizzano la maggior parte della loro acqua nelle torri di raffreddamento, ma viene anche utilizzata pesantemente sotto forma di vapore.

L'estrazione e il raffinamento provocano rispettivamente acqua prodotta e acque reflue fortemente contaminate. Le normative ambientali richiedono che l'acqua venga trattata prima di essere smaltita, sebbene possa anche essere riutilizzata.

Esistono molte opzioni di trattamento per l'acqua prodotta e le acque reflue della raffineria per garantire che sia abbastanza sicuro da scaricare o riutilizzare. Tuttavia, uno qualsiasi di questi metodi può essere costoso da solo e potenzialmente inefficiente. Pertanto, richiedono unità e trattamenti aggiuntivi per garantire il rispetto delle normative.

Fortunatamente, l'elettrocoagulazione (CE) ha il potenziale di offrire una soluzione economica alle compagnie petrolifere e del gas come parte di una soluzione di trattamento delle acque prodotte o di trattamento delle acque reflue della raffineria.

Tuttavia, per brevità, qui parleremo solo del trattamento e della gestione dell'acqua prodotta.

Contaminanti ad acqua prodotti

Le sostanze inquinanti nell'acqua prodotta provengono principalmente dal petrolio greggio e dal gas stesso, dai sedimenti circostanti o dai prodotti chimici aggiunti all'acqua durante le operazioni di estrazione. Tali contaminanti includono:

• Sali

• Olio e grasso

• Materiale radioattivo presente in natura

• idrocarburi

• Microrganismi, batteri e virus

• Metalli pesanti

• Composti organici

• Inibitori di corrosione, inibitori di scala, interruttori di emulsione, ecc.

• Durezza

• Zolfo o idrogeno solforato

Perché l'acqua prodotta deve essere trattata

Esistono numerosi problemi che possono sorgere nell'ambiente a causa di sostanze inquinanti come queste. Le piattaforme petrolifere sull'oceano sono particolarmente inclini a causare danni all'ambiente perché hanno un effetto diretto sugli habitat marini. L'acqua prodotta dalla perforazione del terreno viene spesso reiniettata nel sottosuolo, quindi gli inquinanti possono influenzare le fonti idriche sotterranee.

I sali, ad esempio, sebbene possano non avere molto effetto sugli habitat marini, possono influire negativamente sulla crescita della vita delle piante terrestri inibendo la loro capacità di assorbire sostanze nutritive e acqua. L'olio e il grasso possono avere risultati simili su entrambe le piante d'acqua dolce e salata, coprendo anche i capelli e le piume di mammiferi e uccelli. Questo lascia questi animali sensibili al surriscaldamento e all'ipotermia.

I pesci possono sperimentare tassi di crescita inibiti e le loro uova possono essere spazzate via. Gli idrocarburi sono noti agenti cancerogeni e hanno numerosi effetti sulla salute delle piante e degli animali. Batteri e virus diffondono malattie e metalli pesanti sono tossici in dosi sufficientemente elevate.

Perché EC è una scelta economica per il trattamento delle acque prodotte

L'elettrocoagulazione è cresciuta nel suo riconoscimento per il suo trattamento efficiente ed economico delle acque reflue in molti settori, ma l'industria petrolifera e del gas, in particolare, ne è un ottimo esempio. La CE ha molte qualità che la rendono parte di una soluzione economica per le compagnie petrolifere e del gas che desiderano ridurre i loro costi di capitale e operativi aumentando l'efficienza delle loro operazioni di estrazione.

EC è una tecnologia molto versatile. Ha il potenziale per svolgere contemporaneamente il lavoro di diversi trattamenti con risultati di fascia media. Può anche essere ottimizzato per uno dei tanti possibili contaminanti al massimo effetto. Sono stati condotti numerosi studi che convalidano la capacità della CE di rimuovere o ridurre contaminanti come oli emulsionati, batteri, sostanze chimiche organiche e inorganiche, metalli pesanti, acido solfidrico e altri.

Sebbene EC utilizzi un assorbimento costante di energia, con un'ottimizzazione adeguata questa assorbimento di energia può essere ridotto al minimo, facendo sì che il processo utilizzi meno energia rispetto ad altre opzioni di trattamento che aiutano a ridurre i costi operativi.

Le unità di elettrocoagulazione non sono complesse e non richiedono molto in termini di materiali per l'installazione o il funzionamento e i materiali richiesti sono relativamente economici e facili da acquisire. Gli elettrodi, ad esempio, sono tipicamente realizzati in alluminio o ferro, che sono tipicamente disponibili.

Ancora una volta, queste unità sono facili da usare e anche i costi di funzionamento e manutenzione sono relativamente più bassi. La maggior parte delle regolazioni con questi sistemi è per pH e corrente, e quelle possono essere fatte automaticamente con una configurazione del PLC. La manutenzione in genere consiste nel trasferimento di ioni elettrodi controllato da PLC, nella pulizia CIP occasionale e nella sostituzione degli elettrodi quando sono troppo corrosi. Tuttavia, la velocità di corrosione degli elettrodi può essere rallentata con una corretta manutenzione.

Lo smaltimento dei fanghi può essere un problema con altri sistemi di trattamento, ma EC produce volumi inferiori di fanghi non tossici. Ciò può ridurre notevolmente i costi associati a qualsiasi trattamento o smaltimento dei fanghi per soddisfare le normative ambientali.

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