MX2014011783A

MX2014011783A - Sistema y metodo para tratamiento de agua.

Info

Publication number: MX2014011783A
Application number: MX2014011783A
Authority: MX
Inventors: Richard Paul Posa
Original assignee: Richard Paul Posa
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2015-06-22
Also published as: CA2869302C; CA2869302A1; WO2013152268A1

Abstract

Un sistema adaptado para condicionar una corriente de agua inicial en una corriente de agua tratada, la corriente de agua inicial incluye cuando menos uno de: un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; y, un oxígeno. El sistema incluye una unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar el sulfato y la dureza, una unidad de osmosis inversa de presión alta adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar los sólidos disueltos, una primera unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua inicial para eliminar el oxígeno, y una segunda unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua inicial para eliminar de manera catalítica el oxígeno.

Description

i SISTEMA Y MÉTODO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA REFERENCIA CRUZADA DE SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud de patente es una continuación en parte de la Solicitud Número de Serie 13/773,351, presentada en febrero 21, 2013, cuya solicitud reclama el beneficio bajo 35 U.S.C. § 119(e) de la Solicitud Provisional de Patente de los Estados Unidos de América No. 61/601,806, presentada en febrero 22, 2012, solicitudes que son incorporadas aquí por referencia. Esta solicitud de patente reclama el beneficio bajo 35 U.S.C. § 119(e) de la Solicitud Provisional de Patente de los Estados Unidos de América No. 61/620,785, presentada en Abril 5, 2012, aplicación que es incorporada aquí por referencia.

CAMPO TÉCNICO Las modalidades descritas de manera presente son dirigidas a un sistema y método para tratar agua producida y agua de contraflujo y agua residual de procesos tales como desalado asociados con la recuperación de petróleo crudo y gas natural desde reservas y la preparación de agua para usarse para recuperación mejorada de petróleo (EOR por sus siglas en inglés) y otros requerimientos tales como desalado e hidrofracturación.

ANTECEDENTES El petróleo también referido de manera común como aceite, consiste de una mezcla compleja de hidrocarburos de varios pesos moleculares, además de otros compuestos orgánicos. El petróleo es un líquido que ocurre de manera natural encontrado en formaciones rocosas. Es generalmente aceptado que el petróleo es formado en su mayoría de restos ricos en carbono de plancton antiguo después de exposición a calor y presión en la corteza terrestre a lo largo de cientos de millones de años que lo transforma de manera gradual en reservas de aceite y gas natural. El petróleo es un componente vital del suministro mundial de energía como una fuente para proporcionar calentamiento y electricidad. También es usado como combustible para vehículos cuando se refina, y como una materia prima química en la fabricación de plásticos y otros químicos orgánicos importantes comercialmente. El consumo mundial de petróleo es de aproximadamente treinta billones de barriles (4.8 km3) por año, con naciones desarrolladas como los mayores consumidores. Por ejemplo, los Estados Unidos consumieron alrededor del 25% del petróleo producido en 2007. El petróleo se encuentra en formaciones rocosas naturales subterráneas profundas y puede ser asociado con otros hidrocarburos tales como gas natural Las reservas de petróleo se pueden localizar en lo profundo de la corteza de la tierra. Mientras las teenologías de recuperación avanzan, los métodos de recuperación de petróleo son realizados en ubicaciones más profundas dentro del planeta tierra, más notablemente en ubicaciones del océano profundo y lejos de la costa. Por ejemplo, las plataformas de perforación petrolera ahora perforan en profundidades acuáticas en o en exceso de 2,000 metros. De manera similar, hay mucha actividad en ubicaciones terrestres.

La recuperación de petróleo puede tomar una variedad de formas y métodos. Por ejemplo, una vez que una reserva es identificada, un pozo de petróleo es creado mediante la perforación de un orificio largo en la Tierra. Un tubo de acero, conocido como una tubería de revestimiento, es colocado en el orificio para proporcionar integridad estructural en la perforación de pozo perforada recientemente. Orificios se hacen entonces en la base del pozo para permitir al petróleo pasar en la perforación, cuyo petróleo es entonces eliminado mediante varios métodos. Típicamente, el petróleo recuperado incluye otros derivados secundarios tales como gas natural, compuestos orgánicos y agua asociada con ello. Mientras los pozos maduran, varias teenicas son empleadas para extraer tanto petróleo como sea posible. Estas técnicas son referidas comúnmente como recuperación mejorada de petróleo (EOR). Una de estas técnicas inyecta agua tratada en una reserva para desplazar el petróleo. Esta técnica requiere que el agua sea de calidad específica la cual necesita tratamiento previo a la inyección. Otra tecnología que se usa para recuperar petróleo no recuperado previamente es la fracturación hidráulica. Esta es una técnica que se usa para crear fracturas en roca con un fluido hidráulico, típicamente agua con aditivos, bajo alta presión para liberar hidrocarburos atrapados.

Las técnicas de tratamiento primario de crudo pueden comprender procesos de múltiples pasos. Por ejemplo, una técnica puede incluir primero separar derivados de petróleo crudo en bruto, seguido por el desalado del petróleo crudo. Los derivados y el crudo en bruto son separados en un dispositivo llamado un separador o deshidratador el cual elimina el agua. Hay varios tipos de separadores que dependen en la corriente de alimentación y la separación de objetivos. El petróleo crudo, gas natural, agua producida, fango de fondo el cual es típicamente arena, y otros compuestos inertes son separados. El petróleo es entonces lavado en agua para eliminar las sales que son atrapadas dentro del petróleo crudo, es decir, desalado. El lavado elimina las sales y genera corriente de agua residual que contiene sales disueltas, material suspendido, aceite, benceno, etilbenceno, tolueno y xilenos (BTEX), y en algunos casos metales pesados.

Los métodos de separación de petróleo crudo típicos generan cantidades substanciales de desperdicios. Tales sistemas pueden generar tan poco como 5,000 barriles por día (BPD) hasta 300,000 (BPD). El agua residual es generada de agua asociada con los hidrocarburos recuperados así como agua usada para desalar el petróleo crudo. La caracterización del agua variara de acuerdo con su contenido. Mientras los pozos de producción de petróleo y gas maduran, hay un porcentaje incrementado de agua producida que es generada. El agua producida limita la capacidad de transporte de petróleo crudo al corroer los sistemas de transporte.

Las regulaciones relacionadas a la descarga de agua producida varían por las autoridades involucradas y la ubicación que recibe la corriente de desperdicios. La Tabla 1 representa una corriente de aguas residuales típica y niveles de descarga regulatoria asociados.

Tabla 1 Mientras la cantidad de petróleo crudo recuperado incrementa y el agua adicional basada en téenicas mejoradas es usada, la cantidad de agua producida generada también incrementa, que por consiguiente crea, serios retos medioambientales a ser resueltos. Problemas tales como la contaminación de caminos de agua como corrientes, lagos, agua subterránea con agua que contiene aceite, grasa, hidrocarburos, metales, etc., debe prevenirse, algunos de tales contaminantes resultan en niveles incrementados de demanda química de oxígeno (DQO) y demanda bioquímica de oxígeno (DBO). Aun más, el agua producida de manera típica es extremadamente alta el total de sólidos disueltos (TDS por sus siglas en inglés), a veces diez veces más que el agua de mar. El TDS puede destruir corrientes, lagos y agua subterránea mediante el incremento de niveles de salinidad. Además, las técnicas de EOR consumen grandes cantidades de agua.

Por ejemplo, la recuperación de hidrocarburos consume cantidades substanciales de agua fresca para actividades de producción. Mientras las actividades de recuperación de petróleo para reservas maduran y las actividades de EOR incrementan, recursos de agua escasos son tasados en un índice incrementado. Las actividades de h id rofractu ración requieren agua tratada para criterios específicos. Una vez que el pozo se agrieta, existe agua substancial que es eliminada del pozo. Esto es llamado contraflujo y debe ser tratado de un modo similar a agua producida.

Varios métodos conocidos para tratar agua producida son utilizados de manera presente. Por ejemplo, el agua producida es enviada a través de líneas de transporte separadas o combinadas con aceite y transportadas a la costa para su tratamiento. De manera adicional, el agua producida es inyectada de vuelta en pozos profundos; sin embargo, esto a veces resulta en el agua que reingresa a las resen/as de petróleo lo que por consiguiente crea problemas adicionales. Además, el agua producida es tratada con teenologías convencionales que son grandes, pesadas y general cantidades substanciales de fango mientras que consumen grandes cantidades de químicos. A menudo el fango resultante no es recuperable en productos comerciales y debe desecharse en un relleno sanitario.

El agua usada para desalado debe cumplir ciertos parámetros críticos ajustados dentro de la industria. Típicamente el agua debe estar libre de sólidos suspendidos y baja en oxígeno, típicamente debajo de 50 PPB. Que depende de la composición química del petróleo crudo y la cantidad de contaminación de sal, el total de sólidos disueltos debe ser controlado a ciertas concentraciones máximas. El crudo ligero típicamente necesita agua de lavado con menos 35,000 PPM, mientras que el crudo pesado típicamente necesita agua de lavado con menos que 1 ,000 PPM. Procesamiento adicional del agua puede ocurrir como sea necesario para preparar agua usada para EOR, fracturación hidráulica u otras aplicaciones de pureza alta.

La Figura 6 muestra una configuración de sistema conocido para un suministro de agua de tratamiento 200, por ejemplo, una fuente de agua fresca o una fuente de agua salada, para su uso subsecuente para operaciones de desalado, EOR e h id rofractu ración. En este contexto, el sistema es descrito como si estuviera dispuesto en una plataforma de petróleo basada en agua. El suministro de agua 200 pasa a traves del colador 202 que separa por consiguiente una porción de los sólidos suspendidos del suministro de agua 200 para formar una corriente de agua 204. La porción separada de sólidos suspendidos 206 es transferida a una plataforma de espesamiento de sólidos y sistema de manejo por medio de la salida 208. La corriente de agua 204 pasa a través del filtro de crudo 210 que por consiguiente separa una porción de sólidos suspendidos de la corriente de agua 204 para formar una corriente de agua 212. El filtro de crudo 210 es un multimedio común, de medio desechable tal como filtros de cartucho, o filtro de arena capaz de manejar la separación de sólidos a granel sobre 10 micrones. La porción separada de sólidos suspendidos 214 es transferida a una plataforma de espesamiento y sistema de manejo por medio de la salida 208. Después, la corriente de agua 212 pasa a través del filtro ultra fino 216 que separa por consiguiente una porción de sólidos suspendidos de la corriente de agua 212 para formar una corriente de agua 218. El filtro ultra fino 216 descarga una corriente secundaria 220 la cual puede ser descargada de manera directa en la fuente de agua original, por ejemplo, de océano o similar, o de manera alternativa a operaciones de manejo de sólidos. Típicamente los filtros ultra finos del tipo usado en sistemas conocidos, requieren limpieza constante con químicos, por ejemplo , químicos introducidos por medio del sistema de limpieza 222. Los químicos de limpieza de estos tipos no pueden ser descargados de manera directa y deben ser tratados o producidos en la costa. Los sólidos suspendidos recolectados en la salida 208 son transportados a la costa para su desechado o procesamiento adicional.

Después de la filtración del suministro de agua 200, la corriente de agua 218 pasa al desgasificador de torre 224 para eliminación de oxígeno. Los desgasificadores de torre son bien conocidos en la téenica y pueden incluir múltiples etapas de embalaje. El agua es percolada a través de la torre 224 mientras un vacío es jalado en la torre por medio de la bomba de vacío 226 para forzar el oxígeno fuera de la corriente de agua 218 para formar la corriente de agua 228. Típicamente, una torre de este tipo puede reducir los niveles de oxígeno a menos que 50 partes por billón. Para mejorar la eficiencia de la torre 224, el generador de nitrógeno 230 puede alimentar nitrógeno a la torre. Además, la alimentación de removedor de oxígeno 232 puede introducir un removedor químico, por ejemplo, sulfuro de sodio, para reducir el oxígeno a menos de 10 partes por billón.

Las opciones precedentes para el tratamiento de agua producida sufren de varios defectos descritos anteriormente, por ejemplo, son caros, complejos, difíciles de limpiar, etc. El presente sistema y método para tratar agua producida proporciona una variedad de beneficios que han hasta este momento sido insuficientes en los sistemas conocidos. Por ejemplo, el presente sistema y método recupera hidrocarburos para valor comercial mientras que tata el agua para total de sólidos suspendidos (TSS), aceite, metales H2S, BOD y otros componentes indeseables. La presente invención es suficientemente flexible para tratar diferentes corrientes de agua producida y puede acomodar cambios en aquellas corrientes que pueden ocurrir durante la operación. El presente sistema tiene un tamaño compacto y peso mínimo. El presente sistema. El presente sistema y metodo genera residuos secundarios y sólidos mínimos mientras que es simple y fácil de operar. La presente invención requiere consumibles y químicos mínimos mientras que produce agua tratada de una calidad que permite para su reúso o descarga. La presente invención provee agua para EOR, desalado, hidrofracturación y otras actividades de producción donde el agua es tratada para la eliminación de contaminantes tales como sulfatas, bario, boro, total de sólidos disueltos, sólidos suspendidos, H2S y oxígeno, y agentes tales como biocidas son añadidos para prevenir bacterias que reducen sulfato para reducir sulfatas para sulfuro de hidrógeno (H2S), por ejemplo como se necesita en el uso de EOR. La presente invención provee corrientes de desperdicio secundarias para operaciones EOR que cumplen o exceden los estándares de descarga.

COMPENDIO En términos generales, la presente invención descrita más adelante provee un sistema adaptado para condicionar una corriente de alimentación de agua inicial en una corriente de agua tratada, la corriente de alimentación de agua inicial incluye cuando menos uno de: una pluralidad de partículas; un sulfato; una dureza; un sólido disuelto y, un oxígeno. Condicionar una corriente de agua inicial en una corriente de agua tratada, la corriente de agua inicial incluye cuando menos uno de: una pluralidad de partículas; un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; y, un oxígeno. El sistema incluye un subsistema de limpieza de agua adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas para formar una corriente de agua filtrada, y un subsistema de reúso de agua adaptado para tratar el agua filtrada para eliminar el sulfato, la dureza, el sólido disuelto y/o el oxígeno para formar la corriente de agua tratada. El sistema de reúso de agua incluye una membrana de eliminación de sulfato y dureza adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato y la dureza, y una unidad de osmosis inversa de presión alta adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar los sólidos disueltos.

En algunas modalidades, el subsistema de limpieza de agua incluye cuando menos uno de: un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de alimentación de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; y un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de alimentación de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; en algunas modalidades, el subsistema de reúso de agua incluye cuando menos uno de: una primera unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el oxígeno; una segunda unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el oxígeno; una segunda unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar de manera catalítica el oxígeno; y, un alimentador de eliminador de oxígeno adaptado para mesclar un eliminador de oxígeno y la corriente de agua filtrada. En algunas modalidades, el subsistema de reúso de agua incluye la segunda unidad de eliminación de oxígeno, donde la segunda unidad de eliminación de oxígeno incluye un recipiente que contiene una resina dopada con paladio adaptada para eliminar de manera catalítica el oxígeno. En algunas modalidades, la corriente de alimentación de agua inicial incluye agua oceánica, una fuente de agua fresca y/o un agua producida pre tratada.

Además, la presente invención provee de manera general un sistema adaptado para condicionar la corriente de agua inicial en una corriente de agua tratada, la corriente de agua inicial incluye cuando menos uno de: una pluralidad de partículas; un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; y, un oxígeno. El sistema incluye un subsistema de limpieza de agua adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas de una corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato, la dureza, el sólido disuelto, y/o el oxígeno para formar la corriente de agua tratada. El sistema de reúso de agua incluye una primera unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el oxígeno, y una segunda unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar de manera catalítica el oxígeno.

En algunas modalidades, el subsistema de limpieza de agua incluye cuando menos uno de: un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; y, un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas. En algunas modalidades, el subsistema de reúso de agua incluye cuando menos uno de: una unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato y la dureza; una unidad de osmosis inversa de presión alta adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar los sólidos disueltos; y, un alimentador de removedor de oxígeno adaptado para mezclar un removedor de oxígeno y la corriente de agua filtrada. En algunas modalidades, la segunda unidad de eliminación de oxígeno incluye un recipiente que contiene una resina dopada de paladio adaptada para eliminar de manera catalítica el oxígeno. En algunas modalidades, la corriente de agua inicial comprende agua oceánica, una fuente de agua fresca y/o un agua producida pre tratada.

Aún de manera adicional, la presente invención proporciona de manera general un sistema adaptado para condicionar una corriente de agua inicial en una corriente de agua tratada, la corriente de agua inicial incluye cuando menos uno de: una pluralidad de partículas; un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; y, un oxígeno. El sistema incluye un subsistema de limpieza de agua adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas para formar una corriente de agua filtrada, y un subsistema de reúso de agua adaptado para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato, la dureza, el sólido disuelto y/o el oxígeno para formar la corriente de agua tratada. El sistema de reúso de agua incluye una unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato y la dureza, una unidad de osmosis inversa de presión alta adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar los sólidos disueltos, una primera unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el oxígeno, y una segunda unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar de manera catalítica el oxígeno.

En algunas modalidades, el subsistema de limpieza de agua incluye cuando menos uno de: un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; y, un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas. En algunas modalidades, el subsistema de reúso de agua además incluye un alimentador de removedor de oxígeno adaptado para mezclar un removedor de oxígeno y la corriente de agua filtrada. En algunas modalidades, la segunda unidad de eliminación de oxígeno incluye un recipiente que contiene una resina dopada de paladio adaptada para eliminar de manera catalítica el oxígeno. En algunas modalidades, la corriente de agua inicial incluye agua oceánica, una fuente de agua fresca y/o un agua producida pre tratada.

Aún más, la presente invención proporciona de manera general un sistema adaptado para condicionar una corriente de agua inicial en una corriente de agua tratada, la corriente de agua inicial incluye cuando menos uno de: un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; y, un oxígeno. El sistema incluye una unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar el sulfato y la dureza, una unidad de osmosis inversa de presión alta adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar los sólidos disueltos, una primera unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua inicial para eliminar el oxígeno, y una segunda unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua inicial para eliminar de manera catalítica el oxígeno.

En algunas modalidades, la corriente de agua inicial además incluye una pluralidad de partículas y el sistema incluye cuando menos uno de; un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; y, un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas. En algunas modalidades, el sistema además incluye un alimentador de removedor de oxígeno adaptado para mezclar un removedor de oxígeno y la corriente de agua inicial. En algunas modalidades, la segunda unidad de eliminación de oxígeno incluye un recipiente que contiene una resina dopada de paladio adaptada para eliminar de manera catalítica el oxígeno. En algunas modalidades, la corriente de agua inicial incluye agua oceánica, una fuente de agua fresca y/o un agua producida pre tratada.

De manera general, la presente invención descrita más adelante provee un sistema adaptado para condicionar una corriente de agua inicial en una corriente de agua tratada y para descargar la corriente de agua tratada. La corriente de agua inicial incluye cuando menos uno de: una pluralidad de partículas: un aceite; un compuesto orgánico volátil; un sulfato de hidrógeno; un compuesto no volátil; un metal pesado; y, un ión disuelto. El sistema incluye un subsistema de eliminación de partículas y aceite adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas y el aceite para formar una primera corriente parcial de agua tratada, un subsistema de reducción de demanda química de oxígeno adaptado para tratar la primera corriente parcial de agua tratada para eliminar el compuesto orgánico volátil, el sulfuro de hidrógeno y/o el compuesto orgánico no volátil para formar una segunda corriente parcial de agua tratada, y además incluye un subsistema de eliminación de metal pesado y ión disuelto adaptado para tratar la segunda corriente parcial de agua tratada para eliminar el metal pesado y el ión disuelto para formar una corriente de agua tratada.

En algunas modalidades, el subsistema de eliminación de partículas y aceite incluye cuando menos uno de: un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; una unidad coalescente de aceite adaptada para tratar la corriente de agua inicial para eliminar el aceite; un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; y, una unidad de membrana eliminadora de aceite adaptada para tratar la corriente de agua inicial para eliminar el aceite. En algunas modalidades, el subsistema de reducción de demanda química de oxígeno incluye cuando menos uno de: una unidad de remoción adaptada para tratar la primera corriente parcial de agua tratada para eliminar el compuesto orgánico volátil y el sulfuro de hidrógeno y para formar una fase de vapor que comprende el compuesto orgánico volátil y el sulfuro de hidrógeno; y, una unidad pulidora de hidrocarburo adaptada para tratar la primera corriente parcial de agua tratada para eliminar el compuesto orgánico no volátil. En algunas modalidades, el subsistema de reducción de demanda química de oxígeno incluye la unidad removedora, y además incluye cuando menos uno de: una unidad bio depuradora adaptada para metabolizar el compuesto orgánico volátil y el sulfuro de hidrógeno de la fase de vapor; y, un quemador o un oxidizador termico adaptado para quemar el compuesto orgánico volátil y el sulfuro de hidrógeno de la fase de vapor. En algunas modalidades, el subsistema de eliminación de metal pesado y ión disuelto incluye cuando menos uno de: una unidad de eliminación de metal pesado y ión disuelto adaptada para tratar la segunda corriente parcial de agua tratada para adsorber el metal pesado y el ión disuelto y para formar una pluralidad de metales pesados adsorbidos y una pluralidad de iones disueltos adsorbidos; una unidad de precipitación de metal pesado y ión disuelto adaptada para precipitar la pluralidad de metales pesados adsorbidos como una pluralidad de hidróxidos de metal insolubles y la pluralidad de iones disueltos adsorbidos como una pluralidad de compuestos insolubles; y, una presión de filtro adaptada para formar cuando menos una torta que comprende la pluralidad de hidróxidos de metal insoluble y la pluralidad de compuestos insolubles.

En algunas modalidades, el sistema de la presente invención es adaptado aún más para preparar la corriente de agua tratada para una operación de recuperación de petróleo mejorada, la corriente de agua tratada incluye cuando menos uno de: un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; y, un oxígeno. En estas modalidades, el sistema además incluye un subsistema de reúso adaptado para tratar la corriente de agua tratada para eliminar el sulfato, la dureza, el sólido disuelto y/o el oxígeno para formar una corriente de alimentación de recuperación mejorada de petróleo. En algunas modalidades, el subsistema de reúso de agua incluye cuando menos uno de: una unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza adaptada para tratar la corriente de agua tratada para eliminar el sulfato y la dureza; una unidad de osmosis reversa de presión alta adaptada para tratar la corriente de agua tratada para eliminar el sólido disuelto; una unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua tratada para eliminar el oxígeno; y, un alimentador eliminador de oxígeno adaptado para mezclar un removedorde oxígeno y la corriente de agua tratada.

En algunas modalidades, el sistema de la presente invención además incluye un subsistema de limpieza de agua adaptado para tratar una corriente de alimentación de agua de limpieza no condicionada para eliminar una pluralidad de partículas para formar una corriente de alimentación de agua para limpieza condicionada, donde la corriente de alimentación de agua de limpieza condicionada es usada por cuando menos uno de: el subsistema de eliminación de aceite y partículas; el subsistema de reducción de demanda química de oxígeno; y, el subsistema de eliminación de ión disuelto y metal pesado. En algunas modalidades, el subsistema de limpieza de agua incluye cuando menos uno de: un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de alimentación de agua de limpieza no condicionada para eliminar la pluralidad de partículas; y, un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de alimentación de agua de limpieza no condicionada para eliminar la pluralidad de partículas. En algunas modalidades, la corriente de alimentación de agua de limpieza no condicionada incluye agua oceánica o una fuente de agua fresca.

De acuerdo a los aspectos ilustrados aquí, se provee un método para condicionamiento de una corriente de alimentación de agua inicial en una corriente de agua tratada. La corriente de alimentación de agua inicial incluye cuando menos uno de: una pluralidad de partículas; un aceite; un compuesto orgánico volátil; un sulfuro de hidrógeno; un compuesto no volátil; un metal pesado; un ión disuelto. El metodo incluye: a) tratar la corriente de alimentación de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas y el aceite para formar una primera corriente de agua tratada parcial; b) tratar la primera corriente de agua tratada parcial para eliminar el compuesto orgánico volátil, el sulfuro de hidrógeno y/o el metal pesado para formar una segunda corriente de agua tratada parcial; y, c) tratar la segunda corriente de agua tratada parcial para eliminar el metal pesado para la corriente de agua tratada.

En algunas modalidades, el paso de tratar la corriente de alimentación de agua tratada producida es realizado mediante el uso de cuando menos uno de: un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de alimentación agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; una unidad coalescente adaptada para tratar la corriente de alimentación de agua inicial para eliminar el aceite; un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de alimentación de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; y, una unidad de membrana de eliminación de aceite adaptada para tratar la corriente de alimentación de agua inicial para eliminar el aceite. En algunas modalidades, el paso de tratar la primera corriente de agua tratada parcial es realizado mediante el uso de cuando menos uno de: una unidad de remoción adaptada para tratar la primera corriente de agua tratada parcial para eliminar el compuesto orgánico volátil y el sulfuro de hidrógeno y para formar una fase de vapor que comprende el compuesto orgánico volátil y el sulfuro de hidrógeno; y, una unidad pulidora de demanda química de oxígeno adaptada para tratar la primera corriente de agua tratada parcial para eliminar el compuesto orgánico no volátil. En algunas modalidades, el paso de tratar la primera corriente de agua tratada parcial es realizado al usar la unidad de remoción y cuando menos uno de: una unidad bio depuradora adaptada para metabolizar el compuesto orgánico volátil y el sulfuro de hidrógeno en la fase de vapor; y, un oxidizador termal o un quemador adaptado para quemar el compuesto orgánico volátil y el sulfuro de hidrógeno de la fase de vapor. En algunas modalidades, el paso de tratar la segunda corriente de agua tratada parcial es realizado al usar cuando menos uno de: una unidad de eliminación de ión disuelto y metal pesado adaptada para tratar la segunda corriente de agua tratada parcial para adsorber el metal pesado y el ión disuelto y para formar una pluralidad de metales pesados adsorbidos y una pluralidad de iones disueltos adsorbidos; una unidad de precipitación de ión disuelto y metal pesado adaptada para precipitar la pluralidad de metales pesados adsorbidos como una pluralidad de hidróxidos de metal insoluble y la pluralidad de iones disueltos adsorbidos como una pluralidad de compuestos insolubles; y, una prensa de filtro adaptada para formar cuando menos una torta que comprende la pluralidad de hidróxidos de metal insolubles y la pluralidad de compuestos insolubles.

En algunas modalidades, la corriente de agua tratada incluye cuando menos uno de: un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; y un oxígeno, y el método además incluye: d) tratar la corriente de agua tratada para eliminar el sulfato, la dureza, el sólido disuelto y/o el oxígeno para formar una corriente de alimentación de recuperación de petróleo mejorada. En algunas modalidades, el paso de tratar la corriente de agua tratada se realiza al usar cuando menos uno de: un sulfato y una unidad de membrana de eliminación de dureza adaptada para tratar la corriente de agua tratada para eliminar el sulfato y la dureza; una unidad de osmosis reversa de presión alta adaptada para tratar la corriente de agua tratada para eliminar los sólidos disueltos; una unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua tratada para eliminar el oxígeno; y, un alimentador de eliminador de oxígeno adaptado para mezclar un eliminador de oxígeno y la corriente de agua tratada.

En algunas modalidades, el método además incluye: tratar una corriente de alimentación de agua de limpieza no condicionada para eliminar una pluralidad de partículas para formar una corriente alimentación de agua de limpieza condicionada, donde la corriente de alimentación de agua de limpieza condicionada es usada en cuando menos uno de: los pasos a), b) y c). En algunas modalidades, el paso de tratar una corriente de alimentación de agua de limpieza no condicionada es realizado al usar cuando menos uno de: un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de alimentación de agua de limpieza no condicionada para eliminar la pluralidad de partículas; y, un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de alimentación de agua de limpieza no condicionada para eliminar la pluralidad de partículas. En algunas modalidades, la corriente de alimentación de agua de limpieza no condicionada incluye agua oceánica o una fuente de agua fresca.

Otros objetos, características y ventajas de una o más modalidades serán apreciables de manera inmediata desde la siguiente descripción detallada y desde los dibujos acompañantes y reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Varias modalidades son descritas, por modo de ejemplo únicamente, con referencia a los dibujos acompañantes en los cuales los símbolos de referencia correspondientes indican partes correspondientes, en los cuales: La Fig. 1 es una primera porción de un diagrama esquemático de un sistema de invención presente para tratar agua producida que muestra un subsistema de producción de agua limpia; La Fig. 2 es una segunda porción de un diagrama esquemático de un sistema de invención presente para tratar agua producida que muestra un subsistema de aceite y partículas; La Fig. 3 es una primera porción de un diagrama esquemático de un sistema de invención presente para tratar agua producida que muestra un subsistema de reducción de demanda química de oxígeno; La Fig. 4 es una primera porción de un diagrama esquemático de un sistema de la invención presente para tratar agua producida que muestra un subsistema de eliminación de metal pesado; La Fig. 5 es una primera porción de un diagrama esquemático de un sistema de invención presente para tratar agua producida que muestra un subsistema de reúso de agua.

La Fig. 6 es un diagrama esquemático de un sistema de desalado conocido en la teenica previa; y, La Fig. 7 es un diagrama esquemático de una modalidad alternativa del sistema de invención presente para tratar un suministro de agua para su uso subsecuente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA En el inicio, deberá apreciarse que números de dibujo similares en diferentes vistas de dibujos identifican elementos estructurales idénticos, o funcionalmente similares, de las modalidades descritas aquí. Además, deberá entenderse que estas modalidades no están limitadas a la metodología particular, materiales y modificaciones descritas y como tales pueden, por supuesto, variar. Tambien deberá entenderse que la terminología usada aquí es para el propósito de describir aspectos particulares únicamente, y no tiene la intención de limitar el alcance de las modalidades descritas, las cuales son limitadas únicamente mediante las reivindicaciones anexas.

A menos que se defina de otro modo, todos los términos científicos y téenicos usados aquí tienen el mismo significado como se entiende de manera común para alguien de destreza ordinaria en la técnica a las cuales pertenecen estas modalidades. Como se usa aquí el término "promedio" deberá ser interpretado de manera amplia para incluir cualquier calculación en la cual unos datos de resultados o decisión son obtenidos en base a una pluralidad de datos de entrada, los cuales pueden incluir pero no están limitados a, promedios pesados, decisiones de si o no basadas en entradas de rodadura, etc. El término "agua producida", como se usa aquí, tiene la intención de significar agua que es producida cuando el aceite y el gas son extraídos desde el suelo. Las reservas de petróleo y gas tienen una capa de agua natural, es decir, una formación de agua, que yace debajo de los hidrocarburos. Las reservas de aceite frecuentemente contienen grandes volúmenes de agua, mientras que las reservas de gas tienden a tener pequeñas cantidades. Para conseguir máxima recuperación de petróleo a menudo agua adicional es inyectada en las reservas para ayudar a forzar el petróleo en la superficie. Ambas la formación de agua y el agua inyectada son eventualmente producidas junto al petróleo y por consiguiente mientras el campo se exhausta el contenido de agua producida del petróleo incrementa. De manera adicional, el "agua producida" tiene la intención de incluir agua comúnmente conocida como agua de contraflujo usada en operaciones de hidrofracturación, así como también agua usada en operaciones de desalado. Además, como se usa aquí, la frase "para tratar... para eliminar" tiene la intención de significar realizar una operación en un componente para eliminar todos o algunos de un constituyente dentro del componente, donde el alcance de eliminación parcial es además descrita más adelante, mientras que la frase "para tratar... para adsorber" tiene la intención de significar realizar una operación en un componente para adsorber todo o una parte de un constituyente dentro del componente, donde el alcance de la adsorción parcial es descrito además más adelante.

Además, como se usa aquí, las frases "comprende cuando menos uno de" y "comprenden cuando menos uno de" en combinación con un sistema o elemento tienen la intención de significar que el sistema o elemento incluye uno o más de los elementos enlistados después de la frase. Por ejemplo, un dispositivo que comprende cuando menos uno de: un primer elemento; un segundo elemento; y, un tercer elemento, tiene la intención de ser interpretado como cualquiera de las siguientes disposiciones estructurales: un dispositivo que comprende un primer elemento; un dispositivo que comprende un segundo elemento; un dispositivo que comprende un tercer elemento; un dispositivo que comprende un primer y un segundo elemento; un dispositivo que comprende un primer y un tercer elemento; un dispositivo que comprende un primer elemento, un segundo elemento y un tercer elemento; o un dispositivo que comprende un segundo elemento y un tercer elemento. Se tiene una intención interpretación similar cuando la frase "usado en cuando menos uno de:" es usada aquí. Además, como se usa aquí, "y/o" tiene la intención de significar una conjunción gramatical usada para indicar que uno o más de los elementos o condiciones recitadas pueden ser incluidos u ocurrir. Por ejemplo, por ejemplo un dispositivo que comprende un primer elemento, un segundo elemento y/o un tercer elemento, tiene la intención de ser interpretado como cualquiera de las siguientes disposiciones estructurales: un dispositivo que comprende un primer elemento; un dispositivo que comprende un segundo elemento; un dispositivo que comprende un tercer elemento; un dispositivo que comprende un primer y un segundo elemento; un dispositivo que comprende un primer y un tercer elemento; un dispositivo que comprende un primer elemento, un segundo elemento y un tercer elemento; o un dispositivo que comprende un segundo elemento y un tercer elemento.

Además, aunque cualesquier métodos, dispositivos o materiales similares o equivalentes a aquellos descritos aquí pueden usarse en la práctica o prueba de estas modalidades, algunas modalidades de métodos, dispositivos y materiales ahora se describen.

En términos generales, la presente invención recupera hidrocarburos de valor comercial al limitar el uso de químicos que puedan prevenir tal recuperación. La presente invención trata agua producida para TSS, aceite, metales, H2S, DBO, DQO y otros contaminantes que pueden prevenir la descarga de agua tratada en el medio ambiente. La presente invención es flexible en que puede ser ajustada como sea necesario para tratar diferentes corrientes y cambios dentro de una corriente dada. La presente invención tiene un tamaño compacto con peso mínimo cuando se le compara a sistemas conocidos de separación de gravedad y gas inducido, filtración de cascara de nuez, precipitación de metales, y tratamiento biológico. La presente invención causa mínima generación de desperdicios secundarlos y sólidos mientras que utiliza una mínima cantidad de consumibles y químicos. La presente Invención produjo agua tratada de una calidad que permite su reúso y/o descarga. De manera adicional, la presente invención proporciona agua para EOR, desalado, h id rofractu ración y otras producciones de requerimientos de agua limpia donde el agua es tratada para la eliminación de sulfatas, sólidos suspendidos, sólidos disueltos, H2S, y oxígeno, mientas que agentes tales como biocidas son añadidos para prevenir a las bacterias que reducen sulfato de reducir sulfatas de hidrógeno de sulfuro (H2S) fueron requeridos.

El presente sistema y método en términos generales comprende: pretratamiento de filtración; eliminación de hidrocarburo; compuesto orgánico volátil (COV) y eliminación de H2S; eliminación de contaminantes de iones específicos y metales; desagüe de sólidos; y, descarga. En algunas modalidades, la presente invención también prepara agua para su uso en EOR, usos en producción de agua limpia o h id rofractu ración, y así puede comprender en términos generales: nanofiltración; osmosis reversa de presión alta y baja; y desgasificación.

Pretratamiento de filtración La presente invención comprende una etapa de dos pasos, alto índice, y filtración compacta. El primer paso proporciona para filtración de crudo para eliminación de arena y sólidos mientras que el segundo paso elimina partículas más finas que pueden causar ensuciamiento de las membranas de recuperación de petróleo o índices de recuperación reducidos. El segundo paso es realizado después del paso de recuperación de petróleo primario. La filtración de crudo es realizada al usar un filtro de partículas gruesas, mientras que la filtración fina es realizada en un filtro de partículas finas. Ambos pasos de filtración pueden incluir una asistencia neumática para limpieza de descarga de agua. Los tipos de medios de filtración y tamaños son ajustados como se requiere para los procesos de optimización. El primer paso de filtración puede ser un cable de cuña de acero inoxidable dúplex ranurado con aberturas de 200 micrones para eliminar arena fina.

Despues de que el agua deja el dispositivo de separación de aceite primario cualquier partícula arrastrada será eliminada mediante el filtro de pulido al usar una medio de tela de filtro limpiable de 20 micrones hecho de Teflon®. La asistencia de gas neumático es usada para desalojar cualquier material pegajoso de la superficie de filtro. Una corriente de agua de limpieza es regresada a un deshidratador, es decir, un sistema de corriente hacia arriba que forma parte del sistema de procesamiento de aceite crudo, donde la recuperación de petróleo es lograda, o la corriente de agua de limpieza se puede enviar a un tanque de aquietamiento para la separación de aceite y sólidos. Los sólidos pueden entonces enviarse a un sistema de desagüe, tal como una prensa de filtro J-Press® vendido por Siemens localizado en Alpharetta, Georgia.

Eliminación de hidrocarburo La presente invención comprende un proceso de dos pasos para la eliminación eficiente de la mayoría de hidrocarburos presentes en la corriente de agua producida. Este proceso inventivo es altamente eficiente con un tamaño compacto o área de superficie consumida. Los hidrocarburos son recuperados para su uso comercial ya que los químicos no son usados eso podría prevenir la recuperación y uso de aceite. Deberá ser apreciado que los procesos de dos pasos presentes permiten altas recuperaciones, típicamente en exceso de 95%.

El primer paso de la etapa de eliminación de hidrocarburo comprende la separación de aceite primaria y operación de recuperación. Este paso utiliza un recipiente lleno con un embalaje de cama de resina que atrae gotas de aceite finas en su superficie. Mientras que las gotas crecen en tamaño, se liberan y flotan a la parte superior del recipiente. La capa de aceite que se forma en la parte superior del recipiente es eliminada y recuperada para valor comercial. La recuperación de petróleo puede ser tan alta como 95% con aceite residual de menos que 5 partes por millón (PPM) en la corriente de agua. En vista de la eficiencia del sistema separador de resina, el agua que sale del separador puede ser descargada directamente en el medio ambiente donde las condiciones lo permitan. Sin embargo, 5 deberá ser apreciado que si el agua es descargada directamente o procesada de manera adicional es basado en la calidad de la corriente de alimentación y los estándares de descarga para la aplicación o ubicación.

El sistema separador de resina puede correrse en temperaturas más altas, por ejemplo, 70°C o mayor, para prevenir parafina y asfalteno de recubrir el ío recipiente o camas de resina. El área de superficie alta proporcionada por las camas de resina permite que el tamaño promedio del sistema separador sea relativamente pequeño y ligero en peso. El sistema separador puede comprender uno o más recipientes, y la corriente de alimentación puede ser introducida bajo presión o alimentación de gravedad a traves del separador. Aun mas, la corriente de 15 alimentación puede fluir de hacia arriba o hacia abajo a través del separador. El presente sistema separador de resina permite medios ensuciados, es decir, camas de resina ensuciadas, a ser limpiados en su lugar o eliminadas para limpieza externa. La limpieza es lograda al fluidizarel flujo de la cama de resina y/o la adición de agua caliente para eliminar ceras y partículas. La capa de aceite que se forma en 0 la parte superior del recipiente es eliminada y recuperada para valor comercial.

El segundo paso de etapa de eliminación de hidrocarburo, también referida como la etapa de eliminación de aceite, comprende cuando menos una operación de separación de membrana. Deberá ser apreciado que la etapa de pretratamiento de filtración y etapa de recuperación de petróleo primario incrementa 25 y/u optimiza el desempeño de la operación de separación de membrana. Las membranas usadas en el segundo paso de la etapa de eliminación de hidrocarburo eliminan el balance de aceite libre e hidrocarburos adicionales tales como compuestos BETX de la corriente de alimentación. Lo precedente es logrado al permitir aceite a juntarse a más de 1 ,000 PPM dentro de la membrana. Mientras los 5 niveles de aceite incrementan dentro de la membrana, hidrocarburos adicionales son eliminados lo que disminuye así la carga de DBO y DQO en dispositivos de tratamiento adicionales y proveen para la recuperación adicional de hidrocarburos.

Membranas apropiadas pueden ser seleccionadas de pero no limitadas a membranas hidrofílicas, polímero de poliacriloniatrilo (PAN), fluoruro de ío polivinilideno (PVDF) y cloruro de polivinilo (PVC). Las membranas que tienen tamaños de poros entre 0.01 - .05 micrones con un límite de peso molecular aproximado entre 10k - 60k Daltons son apropiados para su uso en la presente invención. Deberá ser apreciado que las membranas apropiadas son hidrofílicas las cuales atraen agua y repelen aceite, y el nivel de hidrofilicidad puede ser 15 seleccionado específicamente basado en los requerimientos de operación de separación de membrana. La característica hidrofilica de la membrana permite bajas velocidades de superficie tangencial lo que ahorra por consiguiente en caballos de fuerza de bombeo. Algunas membranas, por ejemplo, PVDF, pueden correrse en temperaturas calientes, es decir, 70°C o más altas, para prevenir parafina y 20 asfalteno de recubrir las membranas. Estas membranas son diseñadas de modo que el TDS no será afectado mediante el proceso. En resumen, al minimizar la repulsión de TDS, el índice de flujo alto y de baja presión puede conseguirse a través de membranas sin introducir problemas de escala.

Eliminación de COV y H2S 25 La etapa de eliminación de COV y H2S comprende remoción de aire de aquellos componentes que usan teenicas convencionales, conocidas. Por ejemplo, la corriente de alimentación de agua fluye hacia abajo a través de material de embalaje o una serie de bandejas mientras que el aire es introducido por medio de una contra corriente de flujo hacia arriba. Esta disposición elimina una cantidad substancial de COVs y H2S de la corriente de alimentación de agua lo que reduce la carga para el dispositivo de eliminación de compuesto orgánico semi-volátil final (SVOC por sus siglas en ingles). Deberá apreciarse que el removedor de aire tipo bandeja como se describe es compacto en tamaño y proporciona eliminación de COV y H2S a niveles aceptables. Otros dispositivos de contacto de gas/líquido conocidos en la técnica pueden ser utilizados para la etapa de eliminación de COV y H2S, por ejemplo, columnas con empaquetamiento estructurado o aleatorio.

En algunas modalidades, el dispositivo de remoción de aire puede comprender un filtro de biogás adaptado para destruir COVs y H2S en el gas residual del removedor, lo que permite así descarga de aire directa ya que la corriente de aire de salida cumple estándares de descarga de aire aceptables. En algunas modalidades, el filtro de biogás usa un medio de cerámica de superficie alta que es hidrofilico. El medio provee un área de superficie alta y rendimiento de flujo para el aire, el cual proporciona contacto incrementado con bacterias seleccionadas específicamente para destruir, en un proceso aeróbico, los COVs, que usan bacteria quimioheterotrófica y H2S que usa bacterias de oxidizantes de sulfuro. Los biofiltros son reactores en los cuales a los gases de desperdicio se les permite pasar a través de un material de cama de embalaje poroso inmovilizado con cultivos microbianos apropiados. Mientras el gas de desperdicio pasa a través del medio de filtro, los contaminantes en el gas se trasladan a la fase líquida que rodea la biopelicula microbiana en el medio. Los contaminantes son convertidos de manera subsecuente a CO2, H2O, SO4, sales inorgánicas y biomasa por los microorganismos. El área de superficie alta de los medios permite a la unidad tener un tamaño promedio compacto y bajo peso.

En algunas modalidades, un paso de recuperación de petróleo final puede comprender pasar la corriente de alimentación a traves de una resina adsorbente diseñada especialmente o carbón activado granular el cual adsorbe vestigios finales de hidrocarburos. Tales como resinas, por ejemplo, estireno-DVB macroporoso, y carbón activado que tiene una afinidad alta para compuestos orgánicos y por consiguiente adsorbe inmediatamente compuestos orgánicos. Que depende de la concentración y tipos de hidrocarburos y el deseo de recuperar compuestos orgánicos adicionales, la unidad de recuperación de petróleo precedente puede ser estar corriente arriba o corriente abajo del removedor de aire descrito anteriormente. La unidad de recuperación de petróleo final puede ser regenerada con la corriente para adsorber hidrocarburos y cualesquier hidrocarburos capturados pueden ser recuperados de ahí. Típicamente, los medios precedentes, es decir, resinas y/o carbonos activados, son sostenidos en recipientes de presión en varias series y/o configuraciones paralelas como se requiere por necesidades de sistema particulares.

Eliminación de contaminantes de ión específico disuelto e ión de metales pesados El agua producida típicamente comprende varios tipos de metales pesados y/u otros iones de contaminantes disueltos que tienen restricciones para descarga, por ejemplo, plomo, cobre, cadmio, mercurio, estroncio y bario. Resinas específicas usadas para la eliminación de metales y otros contaminantes de iones disueltos, por ejemplo, boro, son designados para trabajar en corrientes de salmuera concentrada, por ejemplo, estireno devinil benceno macroporoso con grupos funcionales de ácido iminodiacetico y un polímero macroreticular con grupos funcionales de tioles. Para contaminantes de boro, un grupo funcional de N-metilglucimina puede ser usado. Típicamente, los medios precedentes, es decir, resinas, son sostenidos en recipientes de presión en varias series y/o configuraciones paralelas como se requiere por necesidades de sistema particulares. En vista de las propiedades de resina inherentes, los metales y contaminantes de ión específico disuelto pueden ser eliminados de la corriente de agua producida y entonces durante la regeneración de resina al usar ácidos e hidróxidos, una corriente muy concentrada de metales y contaminantes puede ser regenerada. Los metales en la corriente de regeneración pueden ser precipitados al usar hidróxido el cual es añadido para ajustar el pH de la solución recolectada a un rango apropiado para precipitación de metal pesado como hidróxidos de metal insoluble junto con otros contaminantes insolubles. Los precipitados de metal pesado pueden ser desaguados en una torta como se describe más adelante. Otra química la cual es común en la téenica puede ser usada y aditivos tales como ácidos de filtración pueden ser usados. El proceso de la presente invención es muy eficiente relativo a procesos de clarificación de precipitación convencionales, y generan mucho menos fango mientras que mantiene un tamaño promedio más compacto. Después de la eliminación de iones de metal pesado, el agua resultante puede ser tratada de manera adicional con la adición de un agente oxidante para eliminar rastros de DBO, DQO y H2S. Ejemplos de agentes oxidantes pueden incluir pero no están limitados a, cloro, ozono y peróxido, tales agentes pueden ser generados de manera local o proporcionados de una fuente externa.

Desagüe de sólidos Un tanque de reacción, mezclador reactor, polímero, alimentación química por ajuste de pH y la prensa de filtro es incluida en el presente sistema para precipitación de sólidos y eliminación de agua previo a la transportación para una ubicación de desecho. El tanque de reacción en combinación con la prensa de filtro puede tambien ser usada para desaguar sólidos de etapas de filtración descritas anteriormente.

Descarga Un beneficio de la presente invención es que el agua de los procesos puede descargarse directamente al océano o cualquier otro cuerpo de agua. Si el nivel de TDS o temperatura no está dentro de los requerimientos de descarga, el agua residual es descargada bajo la superficie, y que depende en la química del agua residual, descargada en una tubería de dilución/distribución profunda o una inyección de desperdicio de pozo profundo.

La preparación para inyección de agua para recuperación de petróleo mejorado, para desalado de agua de alimentación y/o para hidrofracturación (opcional) Uno de los aspectos de la presente invención es que el agua de un sistema de tratamiento de agua de mar o agua fresca puede ser alimentado directamente a este subsistema para preparación de recuperación de petróleo mejorado (EOR), desalado, agua para actividades de producción y/o hidrofracturación en un todo o en parte que depende de las demandas de subsistemas. Por ejemplo, si el volumen de agua producida fuera a disminuir o parar completamente, el procesamiento de agua para operaciones precedente puede continuar.

En algunas modalidades, el agua procesada va a través de una etapa de tratamiento secundaria para permitir para su reúso en EOR, desalado, agua para actividades de producción y/o hidrofracturación. Deberá apreciarse que el agua usada para EOR debe ser libre de sólidos suspendidos, sulfates, oxígeno, boro, bario y estroncio. De manera adicional, un biosida es a menudo añadido para prevenir ataque biológico en cualquier aceite recubierto. En algunas modalidades, el agua procesada pasa a través de una etapa de tratamiento adicional para permitir su reúso en total de sólidos disueltos bajos (TDS) EOR, desalado, agua para actividades de producción y/o hidrofracturación. Deberá ser apreciado que el agua usada para estas operaciones debe ser libre de varios contaminantes tales como sólidos suspendidos, sulfates, oxígeno, bario y estroncio, y deberá tener bajo TDS. De manera adicional, un biocida es a menudo añadido para prevenir ataque biológico en cualquier aceite recuperado.

La preparación de agua para su uso en EOR comprende nanofiltración de la corriente de agua. La nanofiltración es conseguida al usar un proceso de nanofiltración de presión baja con una membrana. Las membranas apropiadas, por ejemplo, elementos de membrana de osmosis inversa diseñados para permitir iones monovalentes tales como sodio y cloruro a pasar a través como permeado, son diseñadas específicamente para la eliminación de iones grandes, típicamente divalentes tales como sulfates, dureza, bario y estroncio. A las membranas se les permite correr en presiones bajas y no eliminan TDS general tal como sodio y cloruro.

En algunas modalidades, la filtración adicional de agua es necesaria previo a su uso en EOR, desalado y/o hidrofracturación, es decir, donde el agua de TDS bajo es requerida. En estas modalidades, las formas alternas de filtración de osmosis reversa ocurren. La eliminación de salinidad del agua se consigue al usar una membrana de rechazo alta, de alta presión, diseñada para corrientes que comprenden iones monovalentes tales como sodio y cloruro, por ejemplo, elementos de membrana de osmosis reversa de presión alta, como de describe en mayor detalle más adelante. Donde energía, viable es recuperada de la corriente de salmuera de osmosis reversa y regresada a la corriente de alimentación.

Además de la nanofiltración, la preparación para uso de agua en EOR, desalado o hidrofracturación comprende una etapa de desgasificación. Una membrana especial es usada para eliminar oxígeno del agua. La membrana es un compuesto de una película delgada hidrofóbica de polidimetilsiloxano (PDMS) en una base de polisulfona. La membrana tiene un punto de burbuja de aproximadamente 2.067 mPA (300 psi). La membrana no deja al agua pasar a través, es decir, la membrana solo permite que los gases pasen. Bajo condiciones de operación típicas, la membrana puede eliminar hasta 99% del oxígeno en la corriente de alimentación, mientras opera en una presión de alimentación de 0.3445 a 1.378 mPa (50 a 200 psi) y una temperatura de hasta 77°C. La combinación del uso de una bomba de vacío en el lado de gas de la membrana y gas de barrido de nitrógeno causa la eliminación de 02a menos que 50 partes por billón (PPB).

En algunas modalidades, el sistema comprende eliminación de oxígeno adicional de la corriente de agua. Que depende de la concentración de oxígeno de alimentación y la eficiencia de eliminación deseada, un dispositivo de resina de pulido puede ser usado para reducir de manera adicional el oxígeno en el agua. El agua es pasada a través de un recipiente presurizado en aproximadamente 0.3445 a 1.0335 mPa (50 a 150 psi) al sostener una resina basada en polímero, dopado con paladio, macroporoso, débilmente básico en la forma de perlas esféricas. El oxígeno es eliminado de manera catalítica del agua en la presencia de un agente reductor apropiado tal como hidrógeno. El hidrógeno es introducido en el recipiente bajo presión y es disuelto en el agua para ser tratado y entonces pasado a traves de la cama de resina. Las concentraciones de oxígeno residual de menos que 20 pbb pueden ser obtenidas en índices de flujo de una velocidad superficial de hasta 80 metros por hora en temperaturas de hasta 120 °C. De manera opcional, un agente eliminador de oxígeno tal como un hidrizino puede ser usado para pulido final y eliminación de 02.

En vista de lo precedente, deberá ser apreciado que la presente invención comprende agolpamientos de elementos en subsistemas. La presente invención comprende en términos generales los siguientes subsistemas agrupados en varias combinaciones: limpieza de agua; eliminación de aceite y partículas; reducción de demanda química de oxígeno; eliminación de metal pesado; y reúso de agua.

Las Figuras 1 a 5 muestran una modalidad típica de un sistema de presente invención para el tratamiento de agua producida. Deberá notarse que a fin de mostrar la presente invención con suficiente detalle en las figuras, el sistema se dividió en porciones y se distribuyó a través de las Figuras 1 a 5. Las conexiones entre las porciones separadas son representadas por letras rodeadas. Por ejemplo una conexión entre la Figura 1 y la Figura 2 se muestra por la rodeada‘A’.

Subsistema de limpieza de agua El subsistema de limpieza de agua 10 recibe corriente de alimentación de agua de limpieza no condicionada 12, por ejemplo, agua oceánica u otro suministro de agua tal como agua fresca, y pasa corriente de alimentación de agua 12 a través de un filtro de partículas gruesas 14 que elimina por consiguiente materia de partículas grande. En algunas modalidades, la corriente de alimentación de agua 12 es bombeada a traves del subsistema de limpieza de agua 10 como se describe más adelante relativo al subsistema de eliminación de aceite y partículas 16. En algunas modalidades de la invención el filtro de partículas gruesas 14 es un filtro de retrolavado tubular auto limpiador tal como los filtros fabricados por SAMCO 5 Technologies, Kinncy, RP Adams, DOW Tequatic™ plus. El filtro de partículas gruesas 14 es ajustado con un elemento de filtro de alambre tipo cuña de 100-200 micrones. Otras teenologías de filtración o separación de líquidos pueden también ser usadas para eliminación de partículas grandes, tal como un filtro de disco o centrifugo. El filtro de partículas gruesas 14 es acomodado para ser retrolavado con ío agua filtrada de la unidad. El agua residual de retrolavado es regresada a la fuente de corriente de alimentación de agua 12, por ejemplo, un océano, por medio de la entrada 18.

De manera subsecuente, la corriente de agua filtrada gruesa 20 sale del filtro 14 y se pasa a través del filtro de partículas finas 22 donde la materia de 15 partículas con tamaños que varían de 10-100 micrones es eliminada. En algunas modalidades de la invención, el filtro de partículas finas 22 es un filtro de retrolavado tubular de auto limpiado tal como el filtro tubular fabricado por SAMCO Technologies. El filtro de partículas finas 22 es ajustado con un material de 10-20 micrones el cual puede ser un Teflon®, polypropylene, nylon o elemento de filtro de 20 tejido metálico. Otras tecnologías de separación de sólidos líquidos o filtración pueden ser usadas para eliminación de partículas finas, tal como un filtro de disco, filtro de cartucho, o filtro de bolsa. El filtro de partículas finas 22 es designado para ser retrolavado con agua filtrada de la unidad. La asistencia de gas neumático puede ser usada para desalojar cualquier material pegajoso de la superficie del 25 filtro. El aire es comprimido con presión de línea en un domo con un dispositivo y expandido cuando la presión es liberada durante el retrolavado. El agua residual de retrolavado es regresada a la fuente de corriente de alimentación de agua 12, por ejemplo, un océano, por medio de la salida 24. La corriente de agua que sale del filtro de partículas finas 22 es corriente de alimentación de agua de limpieza condicionada 26 la cual, en algunas modalidades, es usada en el subsistema de eliminación de aceite y partículas 16, el subsistema de reducción de demanda química de oxígeno 28, subsistema de eliminación de ión disuelto y metal pesado 30, el subsistema de reúso de agua 118 y/o corriente de alimentación de agente oxidante 94. Deberá apreciarse que los niveles de demanda biológica y química de oxígeno son reducidos mediante una reducción o eliminación de hidrocarburos, gases volátiles, gases no volátiles y H2S, y el subsistema de reducción de demanda química de oxígeno 28 es usado para reducir o eliminar todos o algunos de estos contaminantes.

Subsistema de eliminación de aceite y partículas El subsistema de eliminación de aceite y partículas 16 recibe corriente de alimentación inicial 32 de una planta deshidratadora de aceite, desaladora (no mostrada) u otros generadores de agua producida tal como contraflujo de una operación de hidrofracturación. La corriente de alimentación 32 es bombeada a un filtro de partículas gruesas 34 en una medida de presión de aproximadamente 3.515348 a 10.546044 Kg/cm2 man. (50 a 150 libras por pulgada cuadrada manométricas (psig)) que elimina por consiguiente materia de partículas grandes. En algunas modalidades de la invención, el filtro de partículas gruesas 34 es un filtro de retrolavado tubular auto limpiado tal como los filtros fabricados por SAMCO Technologies, Kinncy, RP Adams, DOW Tequatic™ plus. El filtro de partículas gruesas 34 es ajustado con un elemento de filtro de alambre tipo cuña de 100-200 micrones. Otras teenologías de separación de sólidos líquidos o filtración pueden tambien ser usadas para eliminación de partículas grandes, tal como un filtro de disco o centrifugo. El filtro de partículas gruesas 34 es acomodado para ser retrolavado con agua filtrada desde la unidad. El agua residual de retrolavado es 5 regresada por medio de la salida 36 al tanque de deshidratación o aquietamiento donde los sólidos e hidrocarburos acoplados se asientan y pueden ser eliminados como fango o recuperados. Que depende de la naturaleza de los sólidos, el agua residual de retrolavado puede enviarse de vuelta a la unidad de precipitación 104, separada y los sólidos desaguados. ío El agua filtrada 38 forma un filtro de partículas gruesas 34 que comprende gotas de aceite muy pequeñas. El agua filtrada 38 fluye a una unidad coalescente 40 para eliminación de aceite. Debido al pequeño tamaño de las gotas de aceite, el aceite no se separara del agua filtrada 38 en un separador de gravedad tradicional sin asistencia. La unidad coalescente 40 comprende un recipiente de 15 múltiples cámaras o par de recipientes de cámara única, diseñados ya sea para operación de presión o atmosférica. Estas unidades son diseñadas a medida para cada aplicación. Una unidad coalescente apropiada se puede obtener de SAMCO Technologies ubicada en Buffalo, Nueva York. La primera cámara o recipiente sostiene una cama de medios coalescentes. En algunas modalidades de la 20 invención, el medio coalescente es Amberlite™ ROCHO fabricado por Dow Chemical Company. El medio coalescente atrae las gotas de aceite muy pequeñas y les permite aglomerarse en gotas de aceite más grandes que entonces flotan a la parte superior del agua en la segunda cámara o recipiente, similar a un separador de gravedad tradicional. La fase de aceite flotante es regresada al deshidratador u 25 otro dispositivo de recolección apropiado para la recuperación por medio de la salida 42, Depende de las características de agua filtrada 38 se puede requerir limpieza. Ensuciamiento por contaminantes tales como partículas y parafina pueden ocurrir. La eliminación de contaminantes es conseguida porflujo/fluidización reverso externo o interno de los medios de cama coalescentes y/o remoción de agua caliente de la 5 cama de medios. Aún más en algunas modalidades, la unidad coalescente 40 puede requerir uso de agua adicional, es decir, corriente de alimentación de agua de limpieza condicionada 26. Deberá ser apreciado que la recuperación de petróleo en la unidad coalescente 40 puede ser tan alta como 95% con aceite residual tan bajo como 5 ppm en la corriente de agua. En vista de la eficiencia del sistema separador ío de resina, el agua que sale del separador puede ser descargada directamente al medioambiente donde las condiciones lo permiten. Sin embargo, deberá apreciarse que ya sea que el agua sea descargada directamente o procesada adicionalmente se basa en la calidad de la corriente de alimentación y los estándares de descarga para la aplicación o ubicación. 15 La alimentación de agua 44 que sale de la cámara separadora o recipiente de la unidad coalescente 40 es transferida al filtro de partículas finas 46 en una presión de aproximadamente 3.515348 a 10.546044 Kg/cm2 man. (50 a 150 libras por pulgada cuadrada manométricas (psig)) al usar la bomba 48, si se requiere, donde la materia de partículas con tamaños que varían de entre 10-100 20 micrones es eliminada. En algunas modalidades de la invención, el filtro de partículas finas 46 es un filtro de retrolavado tubular auto limpiador tal como el filtro tubular fabricado por SAMCO Technologies. El filtro de partículas finas 46 es ajustado con un medio de 10-50 micrones el cual puede ser un elemento de filtro de Teflon®, polipropileno, nailon o de fibra de metal. Otras teenologías de separación 25 de sólidos líquidos o filtración pueden ser usadas para eliminación de partículas finas tales como un filtro de disco, un filtro de cartucho, o un filtro de bolsa. El filtro de partículas finas 46 está diseñado para ser retrolavado con agua filtrada de la unidad. El agua residual de retrolavado es regresada por medio de la salida 50 al deshidratador o tanque de aquietamiento donde los sólidos de asientan y pueden 5 ser eliminados como fango. El filtro de partículas finas 46 comprende un domo para atrapado y compresión de aire para permitir asistencia de limpiado neumático.

La corriente de agua 52 que sale del filtro de partículas finas 46 puede contener cantidades de rastros de aceite libre y emulsionado. La corriente de agua 52 fluye a la unidad de membrana de eliminación de aceite 54 para eliminación ío adicional del aceite. En algunas modalidades, la corriente de agua 52 es transferida a la unidad de membrana 54 que usa la bomba 56. Deberá apreciarse que dependiendo de las necesidades del sistema, únicamente una de las bombas 48 y 56 será incluida, por ejemplo, una bomba única puede ajustarse a un tamaño para ser suficiente para las necesidades del subsistema de eliminación 16. La unidad de 15 membrana de eliminación de aceite 54 es un despliegue de alojamientos con especificación de presión llenos con devanado espiral o módulos de membrana de fibra hueca, el número y colocación de las cuales son dictadas por el índice de flujo de agua para producir un índice de flujo de agua permeada de 18.927059 a 75.708236 Litros/minuto/929.93cm2 (5-20 gallones/minuto/pie cuadrado) de 20 membrana de membrana. En algunas modalidades de la invención, los elementos de membrana son polímero de poliacrilonitrilo (PAN) hidrofilíco, PVDF, o PVC. Un ejemplo apropiado de un elemento de membrana es la membrana de General Electric Series MW. El agua de alimentación es presurizada a aproximadamente 0.689 a 2.067 mPa (100 a 300 psi) previa a la entrada al despliegue de membrana. 25 El agua, especias iónicas disueltas, e hidrocarburos de peso molecular pequeño debajo de aproximadamente 50K Dalton y aproximadamente 0.01 micrones limite pasan a través de la membrana y son recolectados como corriente permeada 58 que resulta en 85% o más del volumen de agua de alimentación que entra en la unidad. El agua remanente e hidrocarburos de peso molecular por encima de 50K de peso molecular Dalton son substancialmente rechazados por la membrana y regresados por medio de la salida 60 al deshidratador para recuperación de petróleo. Mientras que el aceite se encuentra en el separador de membrana, el aceite adsorbe compuestos de BETX que reducen así el DQO y DBO en el agua. Si la membrana requiere limpieza, compuestos cáusticos y/o agua caliente pueden ser purgados a través de las membranas o limpiar de manera externa las membranas en su lugar dentro del sistema.

La demanda química de oxígeno (DQO) y el subsistema de reducción de demanda biológica de oxígeno (DBO) El subsistema de reducción de demanda química de oxígeno 28 recibe corriente permeada de presión baja 58 de la unidad de membrana de eliminación 54 cuya corriente 58 fluye a la unidad de remoción 62 para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COV) y sulfuro de hidrógeno (H2S) para reducir la demanda química de oxígeno (DQO) del agua. La unidad de remoción 62 es una contracorriente convencional de gas/líquido que contacta la torre llena con embalaje estructurado o aleatorio bien conocido para aquellos con destreza en la téenica, por ejemplo Jaeger Tri-Packs® o un tipo bandeja de bajo perfil. La corriente de agua 58, rica en COV y H2S, entra en la parte superior de la unidad de remoción 62 y fluye hacia abajo a través de las bandejas o embalaje. La corriente de aire atmosférico limpio 64 es introducida en el fondo de la unidad de remoción 62 por medio de un soplador 66 y fluye hacia arriba. Mientras la corriente de agua 58 contacta la corriente de aire 64, la transferencia de COV y H2S de la fase liquida a la fase de gas que produce corriente de fase de vapor 68 rica en COV y H2S. La corriente de fase de vapor 68 sale de la parte superior de la unidad, es decir, la unidad de remoción 62, y la corriente de agua 70, austera en COV y H2S, sale del fondo de la unidad, es decir, la unidad de remoción 62. Un ejemplo de una unidad de remoción apropiada 62 es una unidad de remoción de tipo torre de convención tal como la unidad de remoción vendida por Delta Cooling Towers, inc. Localizada en Rockaway, New Jerscy, o la bandeja poco profunda de tipo compacto vendida por Bisco Environmental ubicada en Taunton, Massachusetts.

En algunas modalidades de la invención, la fase de vapor rico en COV y H2S, es decir, la corriente de fase de vapor 68, fluye a la llama de la antorcha 72. La llama de la antorcha 72 tambien conocida comúnmente en la téenica como quemador y un quemador de gas residual, y puede, en algunas modalidades, ser un oxidizador térmico. En algunas modalidades de la invención, la corriente de fase de vapor 68 fluye a la unidad bio depuradora 74 para tratamiento, por ejemplo, reducir el contenido de carbón, para permitir descarga a la atmosfera que cumpla con los limites regulatorios. En algunas modalidades de la invención, la unidad de bio depuradora 74 es una torre de contacto convencional llena con BioVast™ 0 MP2C, un área de superficie alta, hidrofilica, porosa que fluye a través del embalaje cerámico fabricado por CerMedia™ LLC ubicada en Buffalo, New York. El medio provee un área de superficie alta y flujo de rendimiento para el aire, el cual proporciona contacto incrementado con microorganismos que son generalmente indígenas a la región donde la unidad reside y puede incluir cualquier especie de bacteria heterótrofa que inocula los medios y se adapta para destruir, en un proceso aeróbico, COVs y H2S. Los biofiltros son reactores en los cuales gases de desperdicio se permiten pasar a través de un material de cama de embalaje poroso inmovilizado con cultivos microbianos apropiados. Mientras un gas de desperdicio pasa a través del medio de filtro, los contaminantes en el gas pasan a la fase de líquido que rodea la biopelicula microbiana en el medio donde se degradan a CO2, H2O, SO4I sales inorgánicas y biomasa por microrganismos. El área de superficie alta del medio permite a la unidad tener un compacto promedio pequeño y bajo peso.

La corriente de agua de limpieza condicionada 26, obtenida de un océano u otra fuente de agua limpia disponible como se describe anteriormente, es goteada a través de la parte superior del material de embalaje para control de humedad y mojabilidad de agua. La corriente de agua 26 es rociada sobre el material de embalaje en un índice necesario para mantener el material de embalaje saturado mientras se purgan lejos los derivados tratados. El tamaño de material de embalaje es seleccionado para causar un contacto de cama vacía de entre 5 - 60 segundos. El vapor rico en COV y H2S, es decir, la corriente de fase de vapor 68, fluye en el fondo de la torre de la unidad bio depuradora 74 y hacia arriba a través del material de embalaje. El material de embalaje preferido es un medio cerámico muy poroso el cual tiene un área de superficie extremadamente alta. La superficie del material de embalaje es cubierta con una biopelicula de microorganismos que ocurren de maneta natural que metabolizan los COVs y H2S a dióxido de carbono, agua, y sulfates los cuales pueden ser descargados de manera segura a la atmosfera u océano. Hay muchos tipos de bacterias que ocurren de manera natural que proporcionan destrucción bioquímica de COVs y H2S. Ejemplos incluyen peno no están limitados a bacteria quimioheterotrófica y bacteria oxidizante de sulfuro. La corriente de agua 76 es descargada en un océano u otra ubicación de descarga apropiada y la eximente de aire tratado 78 es descargada en la atmosfera.

La corriente de agua 70, la cual sale del fondo de la unidad de remoción 62, fluye a la unidad de pulido de hidrocarburo 80 para eliminación de compuestos orgánicos no volátiles, disueltos, por ejemplo, penóles e hidrocarburos 5 aromáticos policíclicos (HAP), para recuperar hidrocarburos adicionales y reducir de manera adicional el DQO de la corriente de agua 70 para hacerlo apropiado para desecho o rehusó. En algunas modalidades, la corriente de agua 70 es transferida a la unidad de pulido 80 al usar la bomba 82. En algunas modalidades de la invención, la unidad de pulido de hidrocarburo 80 comprende dos recipientes de presión ASME ío estándar llenos con resina adsorbente sintetica. Los recipientes de presión pueden ser acomodados en varias series y configuraciones paralelas. Un ejemplo de una resina adsorbente sintética apropiada es el material macroporoso estireno-DVB Dowex™ Optipore™ L493 fabricado por Dow Chemical Company ubicado en Midland, Michigan. Otros medios adsorbentes tales como carbón activado, por 15 ejemplo, carbón activado vendido por Calgon Carbón ubicado en Pittsburgh, Pennsylvania, puede ser utilizados en la unidad de pulido de hidrocarburo 80. Durante el servicio normal, los recipientes que forman la unidad de pulido de hidrocarburo 80 son acomodados en series o paralelos con el primer recipiente que elimina la porción más grande, y posiblemente toda, la carga de DQO de la corriente 20 de agua 70, con el segundo recipiente que actúa como una unidad de pulido para cualesquier material de rastros que pasan a través del primer recipiente. Mientras la corriente de agua 70 fluye a través del adsorbente, es decir, la resina adsorbente sintética, los compuestos orgánicos no volátiles disueltos se transfieren y se ligan a sitios activos en la superficie adsorbente mientras que la corriente de agua tratada 25 84, que tiene niveles de DQO que cumplen con los límites de descarga salen de la unidad de pulido de hidrocarburo 80 por medio de la salida 86.

En algunas modalidades de la invención, la resina sintetica adsorbente usada en la unidad de pulido de hidrocarburo 80 puede ser regenerada. Durante un evento de regeneración, un recipiente permanece en línea que trata la corriente de agua 70 mientras que el otro recipiente es regenerado. El recipiente a ser regenerado es tomado fuera de línea y la resina adsorbente sintética saturada es contactada con vapor de 3.515348 a 10.546044 Kg/cm2 man. (50 a 150 libras por pulgada cuadrada manométricas (psig)) para desorber los orgánicos enlazados. El vapor que contiene el material orgánico desorbido sale del recipiente que es regenerado y es entonces condensado y recielado al deshidratador para recuperación por medio de la salida 88. Deberá apreciarse que en algunas modalidades, todos los hidrocarburos son recuperados en la unidad de pulido 80 que elimina por consiguiente la necesidad de incluir una unidad de remoción 62, la llama de antorcha 72 y la unidad depuradora de bio filtro 74.

Subsistema de eliminación de ión disuelto y metales pesados El subsistema de eliminación de metales pesados 30 recibe la corriente de agua 84 que sale de la unidad de pulido de hidrocarburo 80 contiene iones de metal pesado disueltos, tales como plomo, cobre, cadmio, mercurio, bario y estroncio y otros iones tales como boro que deben eliminarse a un nivel apropiado para su descarga, por ejemplo, descargarse en un océano. En algunas modalidades de la invención, la unidad de eliminación de ión disuelto y metales pesados 90 comprende dos recipientes de presión ASME estándar llenos con resina de intercambio de ión tal como Amberlite™ IRA748, Ambersep™ GT74 o Amberlite™ IRA743 (para eliminación de boro), todos vendidos por Dow Chemical Company ubicada en Midland, Michigan. Otras resinas de intercambio de iones se pueden usar, es decir, resinas de intercambio de iones diseñadas para eliminación selectiva de compuestos de metal de rastros de soluciones de salinidad alta. Durante el servicio normal, los recipientes se acomodaron en series con el primer recipiente que remueve la porción más grande, y posiblemente toda, la carga de iones disueltos y/o metales pesados de la corriente de agua 84 con el segundo recipiente que actúa como una unidad de pulido para cualquier material de rastros que pasa a través del primer recipiente. Deberá apreciarse que los recipientes pueden también ser acomodados en paralelo dependiendo de las necesidades del sistema, limitaciones de espacio, etc. Mientras la corriente de agua 84 fluye a través de la cama de resina de intercambio de ión, los iones de metal pesado disueltos y otros iones disueltos se transfieren a y se unen a sitios activos en la superficie adsorbente del material de resina de intercambio de ión mientras la corriente de agua tratada 92, que tiene niveles de contaminantes que cumplen con los límites de descarga, sale de la unidad de eliminación de ión disuelto y metales pesados 90. La corriente de agua tratada 92 es mezclada con la corriente de agente oxidizante 94, la cual puede incluir agentes oxidizantes como cloruro, ozono o peróxido de hidrógeno, para eliminación de rastros de DQO y destrucción de H2S, después de lo cual la corriente de agua tratada 92 es descargada, por ejemplo, descargada en un océano por medio de la salida 96. De manera alternativa, la corriente de agua tratada 92 puede ser tratada de manera adicional para su uso en la corriente de recuperación de agua para recuperación de petróleo mejorada (EOR) desalado y operaciones de hidrofracturación como se describe más adelante.

En algunas modalidades de la invención, la resina de intercambio de ión usada en la unidad de eliminación de ión disuelto y metales pesados 90 puede ser regenerada. Durante un evento de regeneración, un recipiente permanece en línea que trata la comente de agua 84 mientras el otro recipiente se regenera. El recipiente para ser regenerado se pone fuera de línea y la resina de intercambio de ión saturado es contactada con la corriente acida concentrada 98, por ejemplo, ácido sulfúrico o hidroclórico, desorber los metales pesados y otros iones disueltos 5 tal como boro. La resina de intercambio de ión es entonces contactada con la corriente básica concentrada 100, por ejemplo, hidróxido de sodio, para recuperar la capacidad de intercambio de la resina de intercambio de iones. Algunas resinas, por ejemplo, Ambersep™ GT74, no requieren el paso de recuperación de hidróxido de sodio. ío La corriente de soluciones de regeneración 102 sale de la cama de resina intercambiada de iones de la unidad de eliminación de ión disuelto y metales pesados 90 es rica en metales pesados, y es acumulada para procesamiento subsecuente en la unidad de precipitación de ión disuelto y metales pesados 104. La corriente básica concentrada 106, por ejemplo, hidróxido de sodio o hidróxido de 15 calcio (cal), es añadido a la corriente de soluciones de regeneración 102 para ajustar el pH de la corriente 102 para el rango apropiado para precipitación de metal pesado así como hidróxidos de metal insoluble. En algunas modalidades de la invención, el precipitado de hidróxido de metal y precipitado de ión disuelto es transferido de la unidad de precipitación 104 a la prensa de filtro 108 al usar la 20 bomba 110. El precipitado de hidróxido es filtrado de la corriente de soluciones de regeneración 102 al usar la prensa de filtro 108, es decir, una prensa de filtro estándar bien conocido a aquellos con destreza en la téenica. Los dispositivos de separación alternativos sólido/líquido tales como uno centrifugo, pueden también ser usados. La torta de sólidos precipitados 112 es recolectada para su desecho fuera 25 del sitio. La corriente de filtrado 114 es recielada a la unidad de eliminación de ión disuelto y metales pesados 90 mientras que la corriente de agua residual filtrada final 116 puede ser regresada al deshidratador o descargada.

Subsistema de reúso de agua En muchas aplicaciones es ventajoso usar agua producida como un suministro para EOR y otras operaciones de producción. Para las operaciones de EOR, el agua presurizada es inyectada en una reserva de aceite para incrementar la presión de reserva y salida de aceite. El agua usada para este propósito debe tener concentraciones bajas de sulfato, sales que contribuyen a dureza, metales, boro, TDS y oxígeno el cual de otro modo degradaría el aceite o produciría concentración alta de H2S, reaccionaría con químicos en el fondo del pozo, o taparía el sistema de recolección de recuperación en aceite recuperado o gas natural. En algunas modalidades, el subsistema de reúso de agua 118 es usado para preparar agua para operaciones de EOR subsecuentes, hidrofracturación u otras actividades de producción. Deberá ser apreciado que el "TDS" tiene la intención de incluir pero no está limitado a las sales que contribuyen a la dureza del agua.

En algunas modalidades de la invención, la corriente de agua 92 que sale de la unidad de eliminación de ión disuelto y metales pesados 90 fluye a la unidad de membrana de eliminación de dureza y sulfato 120. La unidad de membrana de eliminación de dureza y sulfato 120 comprende un conjunto de alojamientos con especificación de presión rellenos con módulos de membrana de nanofiltracíón de devanado espiral, el número y acomodación de los cuales es dictado por la corriente de agua de índice de flujo 92 que se necesita para producir un índice de flujo de filtrado de 37.854118 a 56.781177 Litros/minuto/929.93cm2 (10-15 gallones/minuto/píe cuadrado) de membrana. En algunas modalidades de la invención, los elementos de membrana son Filmtec™ SR90 vendidos por Dow Chemical Company ubicada en Midland, Michigan. La corriente de agua 92 es presurizada a 0.689 a 2.067 mPa (100 a 300 psi) previo a entrar al conjunto de unidad de membrana de eliminación de dureza y sulfato 120 al usar la bomba 122. El agua y algunas especies iónicas disueltas, específicamente sodio y iones de cloruro, pasan a través de la membrana y son recolectados como la corriente de agua de permeado 124 que da una cantidad de 75-85% de volumen de la corriente de agua 92 que entra a la unidad 120. El agua que queda y los iones de peso molecular más alto, por ejemplo, divalentes tales como sulfato y dureza son expulsados por el conjunto de membrana y son descargados en el océano por medio de la salida 126.

En algunas modalidades, el agua de TDS bajo es requerida para varias operaciones, por ejemplo, EOR, desalado y/o h id rofractu ración. Como se describe anteriormente, el agua de TDS bajo es producida al usar membranas de osmosis reversa de repulsión alta, y presión alta. En estas modalidades, la corriente de agua permeada 124 fluye a la unidad de eliminación de TDS 128. La unidad de eliminación de TDS 128 comprende elementos de membrana de osmosis reversa de repulsión alta, presión alta, por ejemplo Filmtec™ SW30 vendido por Dow Chemical ubicado en Midland, Michigan. La corriente de agua permeada 124 es presurizada a 4.823 a 10.335 mPa (700 a 1500 psi) previo a entrar en el conjunto de membrana por medio de una bomba de presión alta integral para o incorporada dentro de la unidad de eliminación de TDS 128. La membrana repele compuestos iónicos de peso bajo como sodio y cloruro. La corriente de agua 129, es decir, el agua recolectada de una corriente de alimentación de agua permeada 124, da una cantidad de 30-70% del volumen de agua de alimentación que entra en la unidad de eliminación de TDS 128. El agua que queda y los iones de peso molecular bajo tales como sodio, es decir, la corriente de desperdicio 130, el material repelido por las membranas, son descargados al océano u otro cuerpo de recepción apropiado por medio de la salida 131. Aunque es factible, la presión alta, es decir, energía, de la corriente de desperdicio 130 puede ser recuperada al usar un dispositivo de recuperación de energía y regresada a la corriente de alimentación a través de la reducción de energía de la bomba de alimentación principal. Las unidades de recuperación de energía apropiadas incluyen pero no están limitadas a intercambiadores de trabajo y turbinas, por ejemplo DWEER™ y Calder ERT vendidas por Flowserve ubicado en Irving, Texas.

Después de la eliminación de sulfato, la corriente de agua permeable 129 fluye a la unidad de eliminación de oxígeno 132. La unidad de eliminación de oxígeno 132 comprende un conjunto de alojamientos con especificación de presión llenos con fibras huecas de gas permeable o devanado espiral, el número y colocación de las cuales son dictadas mediante el índice de flujo de la corriente de agua 129 necesaria para mantener la perdida de presión en menos que 0.17225 mPa (25 psi) y para reducir la concentración de oxígeno de la saturación a menos que 50-100 PPB. En algunas modalidades de la invención, los elementos de membrana son conectores de membrana Liqui-Cel como los vendidos por Membrana ubicado en Wuppertal, Germany o de manera alterna puede ser MDS-32502 como los vendidos por Membrane Development Specialist ubicado en Solana, California. Se ha encontrado que la configuración de devanado espiral de MDS-32502 se limpia fácilmente. Una bomba de refuerzo integral para o incorporada dentro de la unidad de eliminación de oxígeno 132 refuerza la corriente de agua 129 a 1.0335 mPa (0.3445 a 50-150 psi) previo a la entrada al conjunto de membrana. El agua y gases disueltos, específicamente oxígeno, fluyen atreves del lado de carcasa del contacto. Una bomba de vacío de anillo líquido jala un vacío de 50 tor en el lado de tubo para impulsar la transferencia de gas desde la fase de líquido a la fase de gas a través de membrana. De manera adicional, la corriente de gas nitrógeno 134 de una presión o generador de nitrógeno de oscilación térmica fluye a través de las fibras huecas a la presión parcial de oxígeno inferior e impulsa de manera adicional el oxígeno de la fase liquida a la fase de gas. La corriente de gas de barrido 136 es descargada en la atmosfera 138 por medio de una bomba de vacío 140.

La corriente de agua desoxigenada 142 puede ser pulida adicionalmente con el uso de una reacción catalítica en el recipiente presurizado 144. Como se describe anteriormente, el recipiente presurizado 144. Es llenado con resina dopada con paladio. La corriente de agua desoxigenada 142 recibe la corriente de hidrógeno presurizado 146 la cual esta disuelta ahí. De manera subsecuente, la corriente de agua pasa a través de la cama de resina y sale de la corriente de agua desoxigenada 148. Las resinas apropiadas incluyen Lewatit® K 3433 (una resina de polietileno con grupos funcionales de aminas terciarias) vendido por Lenntech bv ubicado en Rotterdam, Netherlands. Deberá apreciarse que en algunas modalidades, el oxígeno puede ser eliminado de la corriente de agua de alimentación 129 mediante el uso de una resina de intercambio de iones.

La corriente de agua desoxigenada 148, la cual puede ser mezclada con la corriente eliminadora de oxígeno 150 tal como hidrazina para reducir aún más la concentración de oxígeno disuelto por debajo de 5 PPB, es entonces enviada al equipamiento de inyección EOR para su uso subsecuente por medio de la salida 152.

En vista de lo precedente, deberá apreciarse que una variedad de configuraciones son posibles dependiendo de los requerimientos para la corriente de agua tratada. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 7, la corriente de agua 26 que sale del sistema de limpieza de agua 10 fluye a la unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza 120. La corriente de agua 26 puede ser agua 5 oceánica, una fuente de agua fresca y/o un agua producida tratada. La estructura y función de la unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza 120 es descrita anteriormente. La corriente de agua 26 es presurizada a 0.689 a 2.067 mPa (100 a 300 psi) previo a entrar a la disposición de membrana de unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza 120 al usar la bomba 122. El agua y ío algunas especies iónicas disueltas, específicamente iones de sodio y cloruro pasan a traves de la membrana y son recolectadas como corriente de agua permeada 124 que haciende a 75-85% de volumen de corriente de agua 26 que entra a la unidad 120. El agua que queda y los iones de peso molecular mayor, por ejemplo, divalentes tales como sulfato y dureza, son rechazados por la disposición de 15 membrana y son descargados en el océano por medio de la salida 126.

En algunas modalidades, la corriente de agua pasa directamente a la unidad eliminadora de oxígeno 132 (como se muestra por la línea punteada 154). En otras modalidades, el agua baja en TDS es requerida para varias operaciones, por ejemplo, EOR, desalado y/o hidrofracturación. Como se describe anteriormente, 20 el agua baja en TDS es producida al usar presión alta, membranas de osmosis reversa de rechazo alto. En estas modalidades, la corriente de agua permeada 124 fluye a la unidad de eliminación de TDS 128. La estructura y operación de la unidad de eliminación de TDS 128 es descrita anteriormente. La corriente de agua 129, es decir, el agua recolectada de la corriente de agua permeada 124, asciende a 30- 25 70% del volumen del agua de alimentación que entra a la unidad de eliminación de TDS 128. El agua que queda y iones de peso molecular más bajo tales como sodio, es decir, la corriente de desechos 130, el material rechazado por las membranas, son descargados al oceano u otro cuerpo recibidor apropiado por medio de la salida 131. Mientras que es factible, la presión alta, es decir, la energía de la corriente de desperdicio 130 puede ser recuperada al usar un dispositivo de recuperación de energía y regresada a la comente de alimentación a través de la reducción de energía a la bomba de alimentación principal, las unidades de recuperación de energía apropiadas Incluyen pero no están limitadas a intercambiadores de trabajo y turbinas, por ejemplo, DWEER™ y Calder ERT vendidas por Flowserve y ubicadas en Irving, Texas. Así, deberá ser apreciado que las varias modalidades comprenden sistemas de osmosis reversa de etapa única y doble.

Después de la eliminación de sulfato, la corriente de agua permeada 124 o 129 fluye a la unidad de eliminación de oxígeno 132. La estructura y la operación de la unidad de eliminación de oxígeno 132 es descrita anteriormente.

La corriente de agua deoxigenada 142 puede pasar directamente fuera del sistema por medio de la salida 152 (como se muestra por la línea punteada 156), o alternativamente puede ser pulida aún más con el uso de una reacción catalítica en el recipiente presurizado 144, como se describe anteriormente.

La corriente de agua deoxigenada 148, puede pasar directamente fuera del sistema por medio de la salida 152, o alternativamente puede mezclarse con corriente removedora de oxígeno 150 tal como la hidrazina para reducir de manera adicional la concentración de oxígeno disuelta a debajo de 5 PPB, es entonces enviada a equipamiento de inyección de EOR, equipamiento de desalado, equipamiento de fracturado hidráulico, y otros usos apropiados, para uso subsecuente por medio de la salida 152. Así, deberá apreciarse que el sistema de eliminación de oxígeno precedente puede comprender un sistema de eliminación de etapa única o doble y puede incluir además incorporación de un removedor de químico de oxígeno.

Aún mas, algunas modalidades pueden pasar la corriente de agua 5 que sale de la bomba 122 directamente a la unidad de eliminación de oxígeno 132, como se muestra por la línea punteada 158, que por consiguiente se salta ambas la unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza 120, y la unidad de eliminación de TDS 128. Adicionalmente, la corriente de agua permeada 129 puede pasar directamente a la salida 152 para su uso subsecuente, como se muestra por ío la línea punteada 160, que por consiguiente se salta la unidad de eliminación de oxígeno 132 y el recipiente presurizado 144.

En algunas modalidades, la eliminación de boro es requerida. Los sistemas de membrana de eliminación de dureza no remueven el boro ya que es un ión monovalente (únicamente en un pH más alto) así que un paso de eliminación de 15 boto separado es requerido despues de la unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza 120 o después de la unidad de eliminación de TDS 128. Esto es logrado al incluir la unidad de eliminación de boro 162 (mostrada en líneas punteadas para indicar la naturaleza opcional de su inclusión en un sistema en general) la cual incluye resina selectiva de boro tal como DOW AMBERLITE™ 743. 20 La resina tiene una afinidad selectiva para boro sobre otras sales en la corriente de agua. Cuando la resina es saturada con boro es degenerada al usar un proceso de paso múltiple de alimentación de dosis específicas de ácido sulfúrico y soda cáustica y entonces regresada a la unidad de eliminación 162 para servicio. En las modalidades que incluyen la unidad de eliminación de boro 162, la resina de boro es 25 sostenida en cuando menos un recipiente de presión o gravedad en serie con una unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza 120 o despues de la unidad de eliminación de TDS 128, como se describe anteriormente. Deberá apreciarse que la naturaleza y operación de la unidad de eliminación de boro 162 es sustancialmente similar a la naturaleza y operación de la unidad de eliminación de metales pesados 90 y ion disuelto descrita anteriormente.

Deberá ser apreciado aún más que la corriente de agua salmuera 131, de la unidad de eliminación de TDS 128 es típicamente descargada a un cuerpo de superficie de agua o pozo profundo inyectado. De manera alternativa, la corriente de desperdicio 131 puede ser concentrada de manera adicional mediante membranas de osmosis reversa de agua marina de presión alta que corren a presiones de hasta 6.89 a 10.335 mPa (1 ,000 a 1,500 psi). En estas presiones, un concentrador de osmosis reversa puede producir salmueras de cloruro de sodio en el rango de 8-10%. Un proceso de cloralcali tradicional, también conocido como cloro-alcali y cloro alcali, es un proceso industrial para el electroanálisis de solución de cloruro de sodio, es decir, salmuera. Este proceso requiere concentraciones de cloruro de sodio de aproximadamente 300 gramos/litro para desempeño de proceso eficiente. Como un paso final antes de enviar la salmuera a un proceso cloralcali tradicional, la solución salmuera del concentrador de osmosis reversa debe ser concentrado en un proceso de evaporación donde agua adicional es evaporada de la salmuera para concentrarse a aproximadamente 300 g/L. Una pieza de equipamiento para lograr este paso es un concentrador eva porador/sal muera tal como los vendidos por General Electric. Con la salmuera condicionada y concentrada, puede alimentarse a un pretratamiento estándar para un proceso cloralcali conocido.

La presente invención proporciona: recuperación de hidrocarburo; disposición compacta; estructura promedio de peso ligero; uso de químicos mínimo; y, generación de desperdicio mínima. Aspectos únicos de la presente invención incluyen pero no están limitados a; uso de una resina para eliminación de aceite en conjunción con una membrana; uso de filtros de tamaño compacto montados alrededor de la unidad de resina; un removedor de aire; un removedor de aire con trampa de reina de COD una unidad de eliminación de metales pesados en lugar de precipitación convencional; incorporación con un mar, corriente de desperdicio de agua fresca o tratada; agua condicionada para su uso de hidrofracturación, desalado y EOR que tiene TDS altos o bajos; uso de membranas de desgasificación; y, membranas de desgasificación en combinación con desgasificación de resina.

Será apreciado que varias de las características y funciones anteriormente descritas, o alternativas de las mismas, pueden ser deseables a ser combinadas en muchos otros diferentes sistemas o aplicaciones. Varias alternativas presentemente no previstas o no anticipadas, modificaciones, variaciones o mejoras de las mismas pueden hacerse de manera subsecuente por aquellos con destreza en la teenica los cuales también tienen la intención de ser abarcados por las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema adaptado para condicionar una corriente de agua inicial en una corriente de agua tratada, la corriente de agua inicial caracterizada porque comprende cuando menos una de: una pluralidad de partículas; un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; y, un oxígeno, el sistema comprende: un subsistema de limpieza de agua adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas para formar una corriente de agua filtrada; y, un subsistema de reúso de agua adaptado para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato, la dureza, el sólido disuelto y/o el oxígeno para formar la corriente de agua tratada, donde el sistema de reúso de agua comprende: una unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato y la dureza; y, una unidad de osmosis inversa de presión alta adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar los sólidos disueltos.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el subsistema de limpieza de agua comprende cuando menos uno de: un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; y, un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas.

3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el subsistema de reúso de agua comprende cuando menos uno de: una primera unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el oxígeno; una segunda unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar de manera catalítica el oxígeno; y, un alimentador de removedor de oxígeno adaptado para mezclar un removedor de oxígeno y la corriente de agua filtrada.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el subsistema de reúso de agua comprende la segunda unidad de eliminación de oxígeno, donde la segunda unidad de eliminación de oxígeno 5 comprende un recipiente que contiene una resina dopada de paladio adaptada para eliminar de manera catalítica el oxígeno.

5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de agua inicial además comprende boro y el subsistema de reúso de agua además comprende una unidad de eliminación de ío boro adaptada para tratar el agua filtrada para eliminar el boro.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de agua inicial comprende agua oceánica, una fuente de agua fresca y/o un agua producida pre tratada.

7. Un sistema adaptado para condicionar una corriente de agua 15 inicial en una corriente de agua tratada, la corriente de agua inicial caracterizada porque comprende cuando menos uno de: una pluralidad de partículas; un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; y, un oxígeno, el sistema comprende: un subsistema de limpieza de agua adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas para formar la corriente de agua filtrada; y, un subsistema 20 de reúso de agua adaptado para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato, la dureza, el sólido disuelto y/o el oxígeno para formar la corriente de agua tratada, donde el sistema de reúso de agua comprende: una primera unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el oxígeno; y, una segunda unidad de eliminación de oxígeno adaptada 25 para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar de manera catalítica el oxígeno.

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el subsistema de limpieza de agua comprende cuando menos uno de: un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; y, un filtro de partículas finas 5 adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el subsistema de reúso de agua comprende cuando menos uno de: una unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza adaptada para ío tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato y la dureza; una unidad de osmosis inversa de presión alta adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar los sólidos disueltos; y, un alimentador de removedor de oxígeno adaptado para mezclar un removedor de oxígeno y la corriente de agua filtrada.

10. El sistema de conformidad con la reivindicación 9, 15 caracterizado porque la corriente de agua inicial además comprende boro y el subsistema de reúso de agua además comprende una unidad de eliminación de boro adaptada para tratar el agua filtrada para eliminar el boro.

11. El sistema de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la segunda unidad de eliminación de oxígeno comprende un 20 recipiente que contiene una resina dopada de paladio adaptada para eliminar de manera catalítica el oxígeno.

12. El sistema de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la corriente de agua inicial comprende agua oceánica, una fuente de agua fresca y/o un agua producida pre tratada. 25

13. Un sistema adaptado para condicionar una corriente de agua inicial en una corriente de agua tratada, la corriente de agua inicial caracterizada porque comprende cuando menos uno de: una pluralidad de partículas; un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; y, un oxígeno, el sistema comprende: un subsistema de limpieza de agua adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas para formar una corriente de agua filtrada; y, un subsistema de reúso de agua adaptado para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato, la dureza, el sólido disuelto y/o el oxígeno para formar la corriente de agua tratada, donde el sistema de reúso de agua comprende: una unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el sulfato y la dureza; una unidad de osmosis inversa de presión alta adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para elimnar los sólidos disueltos; una primera unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar el oxígeno; y, una segunda unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua filtrada para eliminar de manera catalítica el oxígeno.

14. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el subsistema de limpieza de agua comprende cuando menos uno de: un filtro de partículas gruesas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; y, un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas.

15. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el subsistema de reúso de agua además comprende un alimentador de removedor de oxígeno adaptado para mezclar un removedor de oxígeno y la corriente de agua filtrada.

16. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la segunda unidad de eliminación de oxígeno comprende un recipiente que contiene una resina dopada de paladio adaptada para eliminar de manera catalítica el oxígeno. 5

17. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la corriente de agua inicial además comprende boro y el subsistema de reúso de agua además comprende una unidad de eliminación de boro adaptada para tratar el agua filtrada para eliminar el boro.

18. El sistema de conformidad con la reivindicación 13 ío caracterizado porque la corriente de agua inicial comprende agua oceánica, una fuente de agua fresca y/o un agua producida pre tratada.

19. Un sistema adaptado para condicionar una corriente de agua inicial en una corriente de agua tratada, la corriente de agua inicial caracterizada porque comprende cuando menos uno de: un sulfato; una dureza; un sólido disuelto; 15 y, un oxígeno, el sistema comprende: una unidad de membrana de eliminación de sulfato y dureza adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar el sulfato y la dureza; una unidad de osmosis inversa de presión alta adaptada para tratar la corriente de agua inicial para eliminar los sólidos disueltos; una primera unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua inicial 20 para eliminar el oxígeno; y una segunda unidad de eliminación de oxígeno adaptada para tratar la corriente de agua inicial para eliminar de manera catalítica el oxígeno.

20. El sistema de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la corriente de agua inicial además comprende una pluralidad de partículas, el sistema comprende cuando menos uno de: un filtro de partículas 25 gruesas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas; y, un filtro de partículas finas adaptado para tratar la corriente de agua inicial para eliminar la pluralidad de partículas.

21. El sistema de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque además comprende un alimentador de removedor de oxígeno 5 adaptado para mezclar un removedor de oxígeno y la corriente de agua inicial.

22. El sistema de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la segunda unidad de eliminación de oxígeno comprende un recipiente que contiene una resina dopada de paladio adaptada para eliminar de manera catalítica el oxígeno. ío

23. El sistema de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la corriente de agua inicial además comprende boro y el sistema además comprende una unidad de eliminación de boro adaptada para tratar la corriente de agua inicial para eliminar el boro.

24. El sistema de conformidad con la reivindicación 19, 15 caracterizado porque la corriente de agua inicial comprende agua oceánica, una fuente de agua fresca y/o un agua producida pre tratada.