Diseño de un sistema de dos etapas para el tratamiento y revalorización in situ de efluentes procedentes de la industria del petróleo y gas

Abstract

Hoy en día, la materia orgánica presente en las aguas es un importante problema medioambiental que afecta a la reserva de este recurso finito. El agua es vital para muchos procesos cotidianos, incluidos muchos procesos industriales. En particular, la industria del petróleo y el gas (O&G) se considera una de las ocho industrias con mayor cantidad de agua debido al alto volumen de agua que se utiliza en la extracción de petróleo o el refinado posterior. Existen dos sectores específicos de la industria del O&G, sector Upstream y Downstream, que generan agua contaminante de forma recurrente. Upstream, es el proceso que se realiza para extraer la materia prima, en este proceso se utilizan grandes cantidades de agua para obtener el crudo a través de su inyección obteniendo corrientes de rechazo denominadas en inglés Produced Water (PW). La principal característica del PW es la complejidad de su tratamiento, ya que suele ser un agua con un alto contenido en sales y además está contaminada por hidrocarburos y metales tóxicos. Por otro lado, el proceso Downstream se utiliza en el proceso de refinado de petróleo, generando grandes volúmenes de aguas residuales de refinería (RW) donde el principal problema son los sólidos en suspensión, aceite y grasa y la materia orgánica disuelta que tiene esta agua. Es clave por tanto, que en un futuro próximo, las tecnologías asociadas a la reutilización de aguas residuales industriales se convertirán en una parte esencial del crecimiento económico sostenible ya que estas tecnologías permitirán convertir aguas residuales de baja calidad en aguas de proceso de alta calidad. La presente tesis, tiene como pilar básico dar sentido al concepto de investigación y desarrollo (I+D), emprendiendo trabajos originales con la finalidad de adquirir conocimientos científicos y técnicos nuevos para el desarrollo final de un prototipo. Es por ello, que el trabajo actual plantea el desarrollo de un prototipo a nivel industrial para el tratamiento de la materia orgánica de efluentes industriales de la industria del petróleo y el gas, a partir de los estudios de investigación pertinentes y necesarios para dicho desarrollo. Para el proceso propuesto, se ha desarrollado una combinación de adsorción de materia orgánica y un nuevo modo de regeneración in situ del catalizador a la vez que se realiza la eliminación de la materia orgánica, mediante una oxidación. A través de este estudio, se puede comprobar como a partir del método desarrollado a nivel de laboratorio en su fase de investigación, se ha podido completar de forma exitosa el escalado de proceso hacia un prototipo a escala industrial.