A indústria petroquímica é um dos sectores industriais mais importantes do mundo e envolve a produção de produtos químicos e materiais com base em matérias-primas fósseis, como o petróleo bruto e o gás natural. Os seus processos de produção geram uma variedade de águas residuais diferentes e exigem soluções especializadas no tratamento de água e de águas residuais. Este artigo descreve em pormenor os desafios da tecnologia da água na indústria petroquímica, centrando-se nos processos químico-técnicos, nos aspectos ambientais e nas soluções orientadas para a prática.

Importância da indústria petroquímica

A indústria petroquímica é fundamental para a produção de plásticos, solventes, tensioactivos, produtos farmacêuticos, corantes e muitos outros produtos. Ao mesmo tempo, é um dos maiores consumidores de água doce e produz águas residuais altamente contaminadas, o que representa um desafio particular para o tratamento da água devido aos seus ingredientes complexos e às elevadas concentrações de poluentes.

Consumo de água na indústria petroquímica

1. Água de processo:

   • Utilizado em reacções químicas e para a purificação de matérias-primas e produtos.
   • Requisitos: Alta pureza, sem sólidos em suspensão e sais dissolvidos.

2. Água de arrefecimento:

   • Nos sistemas de arrefecimento são utilizadas grandes quantidades de água para reduzir o calor.
   • Desafio: Evitar a bioincrustação, a corrosão e a incrustação.

3. Geração de vapor:

   • Utilização da água para gerar vapor de alta pressão, necessário nos processos de produção e nas centrais eléctricas.
   • Requisitos: Baixo teor de sal para evitar depósitos nas caldeiras.

Águas residuais na indústria petroquímica

As águas residuais da indústria petroquímica caracterizam-se pela sua elevada complexidade e variabilidade. Contêm frequentemente uma mistura de compostos orgânicos e inorgânicos, que estão presentes em concentrações variáveis.

Ingredientes típicos das águas residuais petroquímicas:

1. Hidrocarbonetos:

   • Aromáticos (por exemplo, benzeno, tolueno, xileno - BTX), alifáticos e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH).
   • Propriedades: Hidrofóbico, frequentemente tóxico e pouco biodegradável.

2. Compostos orgânicos pouco degradáveis:

   • Compostos halogenados, fenóis e ácidos orgânicos.
   • Desafio: Persistência e toxicidade potencial.

3. Sólidos em suspensão e emulsões:

   • Emulsões óleo-água e sólidos não dissolvidos que têm de ser separados mecanicamente.

4. Compostos inorgânicos:

   • Sulfatos, cloretos, metais e fosfatos.
   • Propriedades: Pode provocar corrosão ou formar depósitos.

5. Valores de CQO/CQO:

   • As águas residuais têm frequentemente concentrações elevadas de carência química de oxigénio (CQO) e de carência bioquímica de oxigénio (CBO), o que exige um tratamento sofisticado.

Desafios no tratamento da água e das águas residuais

1. Concentrações elevadas de poluentes:

   • As águas residuais petroquímicas contêm frequentemente substâncias tóxicas que podem prejudicar a eficiência dos processos de tratamento biológico.

2. Composição flutuante das águas residuais:

   • Os diferentes processos de produção conduzem a volumes e composições desiguais de águas residuais.

3. Requisitos legais:

   • Devem ser respeitados limites rigorosos de hidrocarbonetos, metais pesados e outros poluentes nas águas residuais e nas emissões.

4. Eficiência de custos e recursos:

   • O elevado consumo de água e os custos energéticos exigem soluções inovadoras e sustentáveis.

Processos de tratamento de água e de águas residuais na indústria petroquímica

As águas residuais petroquímicas são tratadas em várias fases que combinam processos físicos, químicos e biológicos.

1. pré-tratamento mecânico

Objetivo:
O pré-tratamento mecânico é utilizado para remover sólidos grosseiros, gotículas de óleo e emulsões, a fim de reduzir a carga nas fases de tratamento subsequentes e aumentar a sua eficiência.

Processos típicos:

• Armadilha de areia:

  • Separação de sólidos em suspensão, tais como areia e partículas minerais que se acumulam no fundo do tanque de sedimentação.
  • Aplicação: Pré-tratamento de águas residuais fortemente contaminadas com um elevado teor de sólidos, por exemplo, em refinarias.

• Separador de óleo (separador API):

  • Separação da fase oleosa e da fase aquosa com base em diferenças de densidade.
  • Os separadores API (American Petroleum Institute) são sistemas normalizados para a remoção de óleo livre (>150 µm) e de partículas grosseiras.
  • Aplicação: Tratamento de águas residuais contendo óleo, por exemplo, do processamento de petróleo bruto.

• Instalações de flotação:

  • Remoção eficaz de gotículas de óleo finamente dispersas e contaminantes emulsionados que não podem ser capturados por separadores convencionais.
  • Em instalações de flotação por ar dissolvido (DAF) o ar pressurizado é introduzido nas águas residuais. Quando a pressão é libertada, formam-se bolhas de ar finas que transportam as partículas e as gotículas de óleo para a superfície.
  • Suporte químico: Utilização de floculantes para aglomerar as partículas mais finas.
  • Aplicação: Águas residuais de destilação, processos de craqueamento ou armazenamento de produtos petrolíferos.