Estudos de características de emulsão, estabilidade e compatibilidade de petróleos brutos

Abstract

No presente trabalho fez-se o estudo da estabilidade e compatibilidade de crudes que chegam às refinarias da Galp, recorrendo-se aos testes de TEF (Test equivalent Factor), teste da mancha e o teste de sedimentos em crudes através da filtração por membrana, a fim de se avaliar quais destes podem ser misturados sem causar a precipitação de espécies indesejadas como asfaltenos. Averiguou-se também a caraterística de emulsão de mistura de crudes com água de forma a avaliar a tendência de separação. Adicionalmente, foi feita uma análise estatística multivariada dos crudes, com o intuito de averiguar que grupos ou “clusters’’ se podem formar e qual a relação entre estes no que se refere a diferenças ou semelhanças de propriedades físico-químicas. Das 21 amostras de crudes estudadas, maior parte delas mostraram-se estáveis pelo teste TEF, com exceção ao Arabian light, Búzios, Lula e o Nkossa. As misturas destes últimos com alguns crudes estáveis, revelaram ser incompatíveis, piorando a estabilidade individual de cada um, com destaque para as misturas Búzios/Alvhein, Arabian light/Clov, Arabian light/Antan, Búzios/Antan, Arabian light/Alvhein, Arabian light/Duc e Arabian light/Nkossa. Observou-se igualmente que as misturas dos crudes Clair/Lula, Clair/Nkossa e Clair/Búzios inibiram a precipitação de asfaltenos, mostrando assim compatibilidade entre os crudes pelo TEF. Por fim, o teste da mancha indicou que misturas de crudes que apresentaram valores elevados de TEF são compatíveis. A avaliação da característica da emulsão mostrou que, em geral, os crudes testados formam emulsões instáveis e separam-se rapidamente, à exceção do Arabian light, Búzios e Lula. As misturas de crudes de emulsões estáveis + instáveis, resultaram em emulsões estáveis e instáveis, com realce para misturas envolvendo o Búzios que formaram emulsões estáveis. Por outro lado, as misturas de crudes com emulsões instáveis, resultaram em emulsões com caraterísticas semelhantes. A partir da análise multivariada, foram formados grupos de diferentes ramas e propriedades físico-químicas que conferiram uma maior discriminação dos crudes. A análise PCA e a análise de cluster agruparam os crudes em possíveis famílias pouco estáveis, famílias estáveis, famílias com emulsões estáveis, famílias com emulsões instáveis, e grupos que poderão ser misturados sem causar problemas de incompatibilidade.

In the present work, the study of stability and compatibility of crude oil arriving at the Matosinhos Refinery was carried out using TEF (Test equivalent Factor), spot test and sediment test in crude oil by membrane filtration to evaluate which of them can be mixed without causing precipitation of undesirable species such as asphaltenes. The emulsion characteristics of crude oils and blends with water were also studied by separability tests. In addition, multivariate analysis of crude oils was performed with the aim of studying and grouping crude oils with similar physicochemical properties and predicting future blends. Among the 21 raw samples tested, most of them were considered stable according to the TEF test, apart from Arabian light, Búzios, Lula and Nkossa. The blends of the latter with some of the stable crude oils were found to be incompatible and caused the deterioration of their individual stability, with emphasis on the blends Búzios / Alvhein, Arabian light / Clov, Arabian light / Antan, Búzios / Antan, Arabian light / Alvhein, Arabian light / Duc and Arabian light / Nkossa. It was also observed that the blends of Clair / Lula, Clair / Nkossa and Clair / Búzios crudes inhibited the precipitation of asphaltenes, showing the compatibility between the crudes by the TEF. Finally, the spot test showed that blends of crude oils that showed high TEF values are compatible. Evaluation of the emulsion characteristics showed that the crude oils tested generally formed unstable emulsions and separated rapidly, apart from Arabian light, Búzios and Lula. The crude blends of stable + unstable emulsions, resulted in stable and unstable emulsions, with emphasis on blends with Búzios, which formed stable emulsions. On the other hand, blends of crudes with unstable emulsions resulted in emulsions with similar characteristics. From the multivariate analysis, groups with different industries and physicochemical properties were formed, which allowed a better discrimination of the crude oils. PCA analysis and cluster analysis grouped the crude oils into possible unstable families, stable families, families with stable emulsions, families with unstable emulsions and groups that can be mixed without causing compatibility problems.