Aditivos químicos

Nas diversas etapas de produção da indústria de petróleo, alterações nas condições de processo nos pontos de extração ou separação de produtos requererm que aditivos químicos sejam utilizados, seja para correção de problemas inerentes à essas alterações, seja para otimizar a operação. A maioria desses aditivos possui características poliméricas (Spinelli, 2005).

A tabela 1 mostra a relação entre os problemas comuns na indústria e o aditivo tipicamente utilizado.

Tabela 1 – Problemas encontrados em produção e petróleo e os diferentes aditivos utilizados. Adaptado de Spinelli,

2005; Ramalho, 2004 e Grace et al., 1992.

Problemas Tipo de Aditivo Natureza Química Solubilidade Dosagem Contaminação microbiana Biocida Aldeídos, sais de amônio quaternários Água 50 - 200 ppm Doposição

inorgânica Incrustração Inibidor de

Fosfonatos, ésteres fosfatos, poliacrilatos

Água 3-10 ppm

Corrosão Inibidor de _Corrosão

Amidas, aminas, quaternárias e amina heterocíclica

Óleo ou

Água 10 – 20 ppm

Emulsão água/óleo Desemulsificantes

Resinas fenol- formaldeído etoxilada, ésteres

poliglicolicos

Óleo 1 – 200 ppm

Emulsão óleo/água Floculantes

Poliaminas e Poliaminas quaternárias de amônio Água 10 – 100 ppm Parafinas Inibidores de deposição de parafinas Polimeros vinilicos e polieteres alquílicos e arílicos Óleo 50 – 300 ppm Fonte: dados de pesquisa.

A tendência acumulativa de microorganismos em interfaces durante as diversas etapas de crescimento conduzem à problemas relacionados à integridade de equipamentos pelos diversos mecanismos relacionados à formação de biofilme. Biocidas são os produtos normalmente utilizados para o tratamento desse problema a injeção desses normalmente ocorre em condições de superfície.

A restrição de fluxo devido à deposição de carbonatos e sulfatos é um problema comum em poços produtivos e é resultante das diversas alterações que a água de formação, juntamente com seus sais dissolvidos, sofre durante o processo de produção. Uma das estratégias de tratamento desse problema é técnica squeeze. Baseada na capacidade adsortiva de um determinado inibidor na rocha acumuladora a mecânica de tratamento segue, de maneira

simplista, o seguinte: injeção de preflush, mistura de precipitação e overflush (Tomson et al., 2002; Crowe et al., 1994). Ver Figura 7.

Fonte: Simon, 2010.

Figura 7. Tratamento squeeze de incrustração inorgânica. Adaptada de SIMON, 2010.

Durante a etapa de injeção do preflush o objetivo é a preparação da superfície para recebimento da mistura de precipitação, uma pré-tratamento para aumento de área adsortiva disponível para recepção do inibidor. Após esta etapa, segue-se a injeção de mistura contendo o inibidor para adsorção, normalmente aguarda-se 24 horas de contato e segue-se a injeção de overflush, mistura responsável pelo distanciamento de wellbore dos fluidos já injetados.

A importância desse processo se justifica pelo uso combinado de desemulsificantes, presentes no preflush, e inibidores de incrustração. A compatibilidade desses deve permitir alta eficiência de desemulsificação sem que haja competição pela adsorção dos inibidores de incrustração. O overflush normalmente é uma base óleo, diesel por exemplo, utilizada para deslocamento imiscível dos fluidos injetados, permitindo que o tratamento injetado seja conduzido à regiões mais distantes do reservatório.

A maioria dos materiais construtivos na indústria de petróleo pode sofrer, em algum nível, corrosão, seja pelo ambiente ou pelo fluido processado (Martin, 2003). Nesse ponto a indústria conduz esforços para desenvolvimento de inibidores de baixa toxicidade, baixo custo e alta eficiência, além de adequada compatibilidade química (Prince et al., 1996). Recentemente o uso de ácidos poliaminocarboxílicos tem ganhado destaque por atender alguns desses requisitos (Ng et al., 2018). Uma das formas de ação inibidora consiste na quelação de certas substâncias

durante a sequência do mecanismo de corrosão, impedindo a propagação de pitings e a remoção de películas oxido-metálicas protetivas.

Além dos já comentados produtos, por vezes, devem ser adicionados desemulsificantes químicos ao processo de deseparação água-óleo. Os desemulsificantes usados para este fim na industría do petróleo são, na maioria das vezes, polímeros de natureza não iônica (Ramalho, 2009). A matéria ativa de um desemulsificante, em geral, contém duas regiões distintas, uma lipofílica e uma hidrofílica. Nas porções hidrofílicas dessas moléculas alguns do grupos comunmente encontrados são blocos de polímeros, ou copolímeros, de óxido de etileno (EO) e óxido de propileno (PO). Além desses grupamentos podem ser utilizados poliéteres, ésteres acrílicos de poliglicois, poliaminas polioxialquiladas, compostos sulfunados, entre outros (Rowan et al., 1992; Bolívar et al., 2000).

O balanceamento desses grupos permite o controle do caráter químico do composto, ajustando à diferentes eficácias desejadas, o que acarreta um dispendioso trabalho de testes experimentais para otimização de dosagem e melhor controle do processo.

A estrutura da matéria ativa desemulsificante pode mudar conforme melhor adaptação à aplicação podendo ser do tipo linear, ramificada, estrelar ou tipo resina fenol-formaldeídica, conforme ilustrado pela Figura 8.

Fonte: Ramalho, 2009.

Figura 8. Estruturas típicas de desemulsificante aniônico, adaptada de Ramalho, 2009.

Adicionalmente à matéria ativa, que pode ser múltipla, deve ser selecionado o solvente adequado para o processo de desemulsificação. Este solvente pode ser nafta aromática pesada,

álcool de baixo ponto de fulgor/fluidez, diesel ou mesmo tolueno/xilenos, embora esses últimos sofram com as restrições ambientais.

Alguns exemplos de desemulsificantes típicos da indústria incluem a série Emulsotron®, Nalco Champion, que consiste de misturas de náftas aromáticas e alifáticas leves, metanol, tolueno, trimetilbenzeno, naftaleno e cumeno. Outro exemplo de desemulsificante químico comercial é a série Basorol®, BASF, que consiste em cinco classes de componentes: resinas alquil-fenóilicas alcoxiladas, copolímeros em bloco EO-PO, compostos de finalização, aminas alcoxiladas e polietilenoiminas alcoxiladas. Com as informações comerciais oriundas de fabricantes, pode-se afirmar que