Membranas cerámicas para tratamiento de agua de producción en yacimientos

La tecnología de membranas Ceramem© es un desarrollo propietario que combina elementos de diseño y materiales de construcción innovadores para conseguir tratar mayores caudales que otras membranas cerámicas. Completado el desarrollo de fabricación a nivel industrial, será posible producir permeado con un mejor costo tanto de inversión como de operación, comparable a sistemas con membranas poliméricas.

 

 

Esta tecnología, adquirida por Veolia Water Solutions & Technologies, se encuentra en etapa de transición entre desarrollo tecnológico y producto comercial, para un amplio rango de aplicaciones industriales. Desarrollado principalmente en el rango de microfiltración (MB) y ultrafiltración (UF), CeraMem ofrece una solución de bajo ensuciamiento en ambientes agresivos y en altas temperaturas. Estos beneficios, conjuntamente con una alta resistencia a ataques químicos y abrasivos, permiten su utilización en procesos de tratamiento de agua y efluentes sumamente difíciles, incluyendo como ejemplo, SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage), separación de petróleo en aguas producidas y tratamiento de fondo de desaladores en lavado de petróleo crudo.

 

Agua producida SAGD

En etapas de prueba para tratamiento de agua producida en arenas oleosas en Alberta, Canadá, demostró que puede obtenerse un excelente tratamiento y que se puede trabajar con tasas de flujo neto de alrededor de 10 (m3/m2/día), por encima de lo esperado para esta aplicación. Además, las membranas Ceramem pueden soportar temperaturas de 100 ºC y regímenes sin limpiezas químicas de la superficie de las membranas, a medida para sistemas de separación agua/petróleo y conseguir disminuir paradas y tiempos muertos o para operaciones de lavado.

Las membranas típicas de óxidos metálicos fallaron en este tipo de pruebas iniciales siendo las membranas CeraMem las únicas que consiguieron funcionar sin ensuciamiento en tratamiento de agua para SAGD.

“Luego del Free Water Knock Out, las etapas de proceso usadas en la actualidad incluyen grandes tanques desnatadores seguidos de Flotadores por Gas Inducido y Filtros de remoción de hidrocarburos” dice Bruce Bishop, Vicepresidente de HPD Membrane Technology Center en Waltham, Mass.

“La gran desventaja de este tren de tratamiento es la dificultad de tratar con los efluentes de petróleo y sólidos. Por otro lado se necesita dosificar productos químicos para romper emulsiones para desnatado de petróleo. El estudio piloto en Alberta determinó que las etapas de proceso antes mencionadas podría esencialmente ser reemplazadas por membranas cerámicas”

“El estudio mostró también que, de este modo, se podrían llegar a tener ahorros significativos tanto en inversión como en costos operativos y además reducir el espacio necesario para el tratamiento hasta un 60%.”

Bishop también mencionó que se puede utilizar este tipo de membranas para remoción de sílice como Pretratamiento en sistema de intercambio iónico para generadores de vapor de simple paso (OTSG). Se reemplazaría así el proceso de ablandamiento con cal, reduciendo inversión inicial y costos operativos relacionados al consumo de químicos, mejorando la confiabilidad del sistema de tratamiento de agua y una solución efectiva en costo del tratamiento y disposición de efluentes.

 

Aplicaciones en refinería

La demostración de las membranas cerámicas Ceramem en mantener flujos altos y estables de permeado y en obtener un producto sustancialmente libre de hidrocarburos, permite que pueda ser utilizado en un gran número de aplicaciones efectivas en refinería, incluyendo tratamiento de efluente de fondo de desaladores, pulido de corrientes de condensado, y tratamiento de efluentes residuales de refinería en combinación con procesos Biox.

Los módulos de membrana exhiben propiedades de bajo ensuciamiento comparado con otras membranas cerámicas y poliméricas. El diseño de los elementos de membrana está basado en el uso de materiales soportes de membrana con distribución tipo panal de abeja de gran diámetro (con modificaciones propietarias). Los módulos y sistemas son competitivos con varias membranas poliméricas en una base costo por metro cúbico de permeado producido y son prácticas para esterilización de vapor. Adicionalmente, a través de una reducida velocidad de operación de flujo cruzado, el consumo eléctrico es menor comparado a otros sistemas con membranas cerámicas.

La Membrana ceramic CeraMem han demostrado ser altamente eficientes en la separación agua/petróleo y en la remoción de partículas en aguas contaminadas severamente y en fondos de desaladores en refinerías.