PT1284810E - Processo e dispositivo para a desidratação de óleo - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A DESIDRATAÇÃO DE ÓLEO" ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção A presente invenção refere-se, em geral, à indústria de lubrificação e hidráulica e, em particular, a um aparelho e um processo utilizados para a remoção da água livre, emulsionada ou dissolvida, a partir do óleo. 2. Discussão da Técnica Relacionada

Nos sistemas de lubrificação e hidráulicos é utilizado óleo. É amplamente reconhecido que a presença de água tem efeitos prejudiciais no óleo nestes sistemas, nos componentes dos sistemas e no funcionamento dos sistemas. É bem conhecido que, quando a contaminação da água invade um sistema de lubrificação ou hidráulico, pode resultar corrosão, oxidação do óleo, desgaste e degradação química, redução da vida das chumaceiras sob fadiga e perda de lubrificação. Estes efeitos prejudiciais podem ser directamente atribuídos à água presente na forma livre, emulsionada ou dissolvida.

Consequentemente, têm sido feitos esforços significativos para remover água do óleo, de modo a proporcionar um óptimo 1 desempenho dos sistemas de lubrificação e hidráulicos. Os dispositivos e sistemas que têm sido utilizados para remover a contaminação da água incluem tanques ou reservatórios de decantação, centrifugadores, filtros absorventes de água, e purificadores de óleo por desidratação sob vácuo. Porém, estes têm limitações significativas em qualquer uma das suas capacidades de remoção de água, facilidade de funcionamento, custos de investimento ou custos de funcionamento, como será discutido.

Os tanques de decantação removem grandes quantidades de água "livre" do óleo, com base nas suas diferenças de densidade e na decantação gravitica. Para serem eficientes na remoção da água "livre" os tanques de decantação requerem grandes tempos de retenção e uma área de ocupação significativa. Porém, são ineficientes na separação das emulsões de óleo-água e não são capazes de remover água dissolvida.

Os centrifugadores aceleram a decantação gravitica da água do óleo, aplicando força centrífuga ao fluido, o que, na realidade, aumenta a força gravitica. Os centrifugadores são eficientes na remoção da água livre do óleo. Porém, estes centrifugadores são, em geral, dispendiosos, e têm uma capacidade limitada de separar as emulsões óleo-água. Não podem remover a água dissolvida do óleo.

Os filtros absorventes da água utilizam um meio de filtração especial que absorve a água do óleo. À medida que a água é absorvida, o meio incha o caudal é reduzido e aumenta a perda de pressão através do filtro. Quando a perda de pressão alcança um nivel predeterminado, o filtro absorvente de água é 2 removido, eliminado e, é instalado um filtro novo. Estes filtros de absorção de água são eficientes na remoção da água livre, mas têm efeito marginal na remoção do óleo na água emulsionada ou dissolvida. Além disso, os filtros de absorção de água têm uma capacidade limitada para a água. Consequentemente, devem ser substituídos uma vez saturados de água. Consequentemente, são utilizados, tipicamente, apenas em aplicações onde estejam presentes quantidades de água mínimas. Nas aplicações onde as concentrações de água são mais elevadas, o custo de substituir continuamente filtros de absorção de água torna-se muito elevado. Têm sido utilizados diversos tipos de purificadores de óleo por desidratação sob vácuo para a desidratação de óleo. Estes funcionam, em geral, sob o princípio da destilação sob vácuo, transferência de massa da humidade do óleo para o ar seco ou uma combinação dos dois.

Na destilação sob vácuo, é aplicado um vácuo para reduzir o ponto de ebulição da água. Por exemplo, enquanto que o ponto de ebulição da água é 100 °C (212 °F) a uma pressão barométrica de 1013 mm de H20 (29,92" de Hg) (pressão atmosférica padrão), o seu ponto de ebulição a 100 mm de H20 (vácuo de aproximadamente 26" de Hg) é apenas 50 °C (122 °F) . Aplicando um vácuo suficiente relativamente à temperatura do óleo, a água no óleo evaporará do óleo para o ar a baixa pressão (vácuo), deste modo desidratando o óleo. O meio típico pelo qual isto é obtido é fazer fluir o óleo para um reservatório de contacto, ao qual é aplicado vácuo por meio de uma bomba de vácuo. De modo a maximizar a taxa de 3 vaporização da água num dado reservatório, são preferidas grandes razões área superficial - volume de óleo. Isto pode ser realizado fazendo fluir o óleo sobre enchimento estruturado, enchimento aleatório, placas em cascata, discos rotactivos, ou outros métodos bem conhecidos nos campos da destilação sob vácuo e contacto. 0 óleo, em geral, entra no topo do contactor e flui graviticamente para baixo sobre o enchimento, espalhando-se em películas relativamente finas. 0 óleo é recolhido no fundo do reservatório, onde deve ser bombeado para o exterior por meio de uma bomba de óleo. Exemplos disto são a Patente U.S. N° 4604109 de Koslow e a Patente U.S. N° 5133880 de Lundquist, et al. Pode ser adicionado calor ao óleo, de modo a reduzir a quantidade de vácuo necessária. É aplicado vácuo para baixar o ponto de ebulição da água, e para aumentar a taxa de remoção da água. Igualmente pode ser aplicado calor para aumentar a taxa de remoção da água. Porém, deve ser tomado muito cuidado para não aplicar demasiado calor e/ou vácuo porque mais hidrocarbonetos de mais baixo peso molecular no óleo serão igualmente vaporizados, à medida que a temperatura e/ou o vácuo é aumentado até níveis abaixo dos seus pontos de ebulição. Deve compreender-se que qualquer líquido com um ponto de ebulição inferior ao da água será igualmente removido. Isto pode, ou não, ser desejável, dependendo da aplicação.

Os sistemas à base de transferência de massa utilizam reservatórios de contacto semelhantes. Porém, em vez de confiar na destilação para a remoção da água, são feitos passar continuamente ar ou gás secos, em contracorrente, através do óleo que flui no sentido descendente . As moléculas de água no 4 óleo mover-se-ão através de um gradiente de concentração para o ar relativamente mais seco. 0 ar, agora húmido, é extraído do contactor por uma bomba de vácuo ou ventilador e descarregado para a atmosfera. Não é necessário aquecer o óleo acima do ponto de ebulição da água para que a água vaporize. Consequentemente, pode ser utilizado menos calor e/ou vácuo para a remoção da água com um sistema à base de transferência de massa do que em sistemas de destilação sob vácuo.

Embora os sistemas de destilação sob vácuo e transferência de massa removam a água livre, emulsionada e dissolvida, têm diversos inconvenientes que têm impedido a sua utilização difundida.

Em ambos os sistemas, são utilizados controlos de nível de líquido dentro do reservatório, de modo a garantir que o nível de óleo não fique tão baixo que a bomba de óleo funcione a seco.

Os controlos de nível de líquido funcionam, igualmente, para garantir que 0 nível de óleo não fique tão elevado que 0 reservatório de vácuo se encha de óleo. Isto reduziria ou eliminaria a eficácia da remoção da água do reservatório e poderia mesmo levar a que o óleo enchesse totalmente 0 reservatório e transbordasse para dentro da bomba de vácuo.

Os purificadores de vácuo estão igualmente sujeitos à formação de espuma no interior dos reservatórios porque a água é vaporizada no interior do óleo. Esta espuma tem um peso específico menor do que o óleo, pode causar mau funcionamento dos controlos de nível do líquido e uma redução no desempenho do purificador. 5

Devido à própria natureza da utilização de aquecedores, controlos, bombas, etc., os purificadores são peças de equipamento relativamente complexas. Além disso, o tipo de enchimento utilizado, a viscosidade do óleo e o caudal do ar, limitam os caudais através de reservatórios de contacto. Isto resulta, em geral, na utilização de reservatórios muito grandes relativamente ao caudal. Quando equipados com as todas as bombas de óleo, bombas de vácuo, aquecedores, controlos, painéis eléctricos e ligações necessários, o sistema torna-se bastante grande e caro. Com o número de componentes e complexidade destes sistemas, a manutenção e os custos de funcionamento são igualmente, em geral, bastante elevados.

Devido à sua capacidade para remover água livre, emulsionada ou dissolvida do óleo, os purificadores de óleo por desidratação sob vácuo tornaram-se o método desejado para a remoção da água do óleo.

Porém, os inconvenientes associados aos purificadores de óleo sob vácuo impediram que estes purificadores fossem amplamente utilizados e/ou fossem práticos na maioria dos sistemas de lubrificação ou hidráulicos. Devido ao seu tamanho e custos relativamente elevados, estão limitados às aplicações não-móveis, estacionárias e não são práticas para utilização em equipamento móvel.

Devido ao seu elevado custo de investimento, não são instalados, tipicamente, de forma permanente num sistema, a menos que seja um sistema de lubrificação ou hidráulico relativamente grande e dispendioso. Em vez disso, são, em geral, partilhados por diversos sistemas, utilizando um para purificar 6 o óleo numa máquina ou reservatório durante um período de tempo, e, em seguida, movidos para uma outra máquina, etc. Porém, quando o purificador está a ser utilizado deste modo, o óleo nas máquinas que não estão ligadas ao purificador pode ficar contaminado com água. Este óleo permanecerá contaminado até o purificador poder ser de novo ligado àquelas e o óleo novamente desidratado.

Os sistemas à base de membranas têm sido utilizados para remover a água dos sistemas orgânicos. Deve reconhecer-se, porém, que a presença de poros ou defeitos numa membrana utilizada para esta finalidade resultará na permeação hidráulica do óleo para o lado do permeato. Esta situação resultará na perda de óleo. Permitirá igualmente que o óleo permanente revista o lado do permeato da membrana, obstruindo, deste modo, a membrana e reduzindo sua eficácia na permeação da água. A Patente U.S. N° 4857081 de Taylor divulga um processo para a desidratação de hidrocarbonetos ou hidrocarbonetos halogenados, gases ou líquidos. Este processo é baseado numa membrana de celulose regenerada de cupramónio. As membranas de celulose regenerada de cupramónio são conhecidas dos especialistas na técnica por terem uma estrutura de passagens ou poros ligados entre si (Patente U.S. N° 3888771 de Isuge et al). Estas membranas são igualmente referidas por terem uma distribuição de poros da ordem de 10-90 Á, com uma média de 30 Á (Patente U.S. N° 3888771 de Isuge et al, Patente U.S. N° 5192440 de Sengbusch) . O mecanismo para a separação da água da fase orgânica líquida através desta celulose regenerada de cupramónio é o da diálise. A espécie a permear permeia a membrana como um líquido. Como a membrana tem poros, permite a permeação 7 hidráulica através dela. Espécies solúveis em água podem, igualmente, permear através dela. Isto impede a sua utilização na desidratação de óleo, uma vez que o óleo terá sempre uma solubilidade finita na água. Além disso, a estrutura molecular das membranas regeneradas de celulose é mantida pela presença da humidade. Se esta membrana for utilizada para desidratar um sistema fechado, a humidade na membrana será eventualmente extraida, resultando em "defeitos" maiores causando o transporte hidráulico do óleo através da membrana. A Patente U.S. N° 5182022 de Pasternak et al divulga um processo de pervaporação para a desidratação de etilenoglicol. O etilenoglicol é completamente miscivel com água e é caracteristico das aplicações de pervaporação onde as misturas a serem separadas são totalmente misciveis. A membrana de resina de polietileno sulfonado que é utilizada permite que sejam permeadas quantidades substanciais de etilenoglicol. Será evidente para os especialistas na técnica que a permeação destas quantidades de etilenoglicol é devida à presença de defeitos na camada separadora. A invenção não requer uma camada separadora isenta de defeitos porque a perda da fase não aquosa é tolerável. Este não é o caso na desidratação de óleo num sistema de lubrificação e hidráulico. A Patente U.S. N° 5552023 atribuída a Zhou divulga uma técnica de destilação de membrana para a desidratação do etilenoglicol. Este processo emprega uma membrana porosa. Isto é pouco atraente para a desidratação de óleos devido à probabilidade do suporte poroso ficar molhado e permear hidraulicamente os fluidos. A Patente U.S. N° 6001257 de Bratton et al divulga uma membrana de zeolite que é substancialmente isenta de defeitos com a finalidade de desidratação de vários liquidos. Tal membrana não pode ser utilizada para a desidratação de óleos porque a presença de defeitos resultará na permeação hidráulica de óleo para o lado do permeato. A Patente U.S. N° 5464540 de Friesen divulga um processo para a remoção de um componente de uma mistura de alimentação líquida através do processo de pervaporação. A corrente de varrimento na patente de Friesen et al é constituída por um componente da corrente de alimentação que não deve ser removido e é introduzido no módulo como um vapor. Na coluna 5, as linhas 8 a 13, Friesen et al postulam que o processo pode ser utilizado para desidratar óleos, tais como óleo de sésamo e óleo de milho. Porém, nos exemplos proporcionados na patente, Friesen et al proporcionam apenas dados de desempenho para a desidratação de compostos orgânicos de elevada volatilidade, muito superior ao óleo de sésamo e óleo de milho. Em particular, Friesen proporciona exemplos para a desidratação da acetona, tolueno e etanol. Consequentemente, é claro que Friesen não reconhece e não refere a necessidade de uma membrana não porosa isenta de defeitos (como a descrita abaixo) para a desidratação destes tipos de óleos. Os especialistas na técnica podem, igualmente, questionar a possibilidade de proporcionar uma corrente de varrimento de vapor de óleo de milho ou óleo de sésamo. A Patente U.S. N° 5049259 descreve um processo de pervaporação para a remoção da água dos carbonos utilizando uma membrana que compreende uma camada separadora substancialmente homogénea e substancialmente contínua. Adicionalmente, a camada 9 separadora não deve ser tão fina que contenha defeitos substanciais que afectem a continuidade da camada separadora de tal modo que a separação de componentes não possa ser obtida. Os exemplos 1, 2 e 3 demonstram como a membrana pode ser utilizada para remover a água de uma corrente de hexano húmido. Deve notar-se que o hexano tem uma elevada pressão de vapor e é completamente volátil. Os resultados dados nas Tabelas 1 e 2 proporcionam, de forma quantitativa, a concentração em hexano da água de entrada e de saida. No exemplo 4, onde o meio de desidratação era um líquido, etilenoglicol, relata-se que 0 etilenoglicol tinha aparecido no produto de hexano. Isto foi atribuído à permeação através da membrana ou ligeira fuga da folha do tubo (coluna 7, linhas 9-10). A presente invenção refere-se um sistema à base de membranas que remove água livre, emulsionada e dissolvida do óleo. A presente invenção além disso proporciona uma camada, ou membrana separadora isenta de defeitos que não permite a permeação hidráulica de óleo através dela, restringindo a permeação para transportar através da camada separadora. A invenção, além disso, proporciona a remoção dos vapores que permeiam através da camada separadora. Deste modo, a presente invenção proporciona um aparelho e método para separar mais eficientemente água livre, emulsionada e dissolvida, do óleo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A invenção é definida por um processo compreendendo as características da reivindicação 1 e um dispositivo que compreendendo as características da reivindicação 57, 10 respectivamente. As formas de realização preferidas deste processo e estes dispositivos são apresentados nas respectivas reivindicações secundárias. A presente invenção proporciona um processo para remover água livre, emulsionada ou dissolvida, dos óleos. Este processo é tal que pode ser utilizado em equipamento móvel, quando em funcionamento e em movimento, assim como em equipamento e processos estacionários. 0 funcionamento deste processo é simples, enquanto que o equipamento em questão é pequeno e compacto, tornando-o prático e rentável para sistemas de todos os tamanhos.

Especificamente, esta invenção refere-se ao processo de utilizar uma membrana para remover de forma selectiva água dos óleos. Mais particularmente, o processo consiste em remover a água da corrente do óleo em questão, contactando o óleo com um lado ("lado da alimentação") de uma membrana semipermeável. A membrana divide uma câmara de separação no lado da alimentação, em cujo interior o óleo é introduzido e num lado do permeato do qual a água é removida. 0 lado do permeato é mantido num ponto de baixa pressão parcial de água através da presença de vácuo, ou pela utilização de um gás de varrimento. A água no óleo pode estar na forma dissolvida ou, como uma fase separada, emulsionada, dispersa ou "livre". 0 material da membrana é um que tem uma compatibilidade química apropriada ao óleo, ao mesmo tempo que permite, de forma selectiva, o transporte da água através dele.

Deste modo, um dos objectivos da presente invenção é superar as insuficiências das técnicas convencionais de 11 desidratação de óleo e proporcionar um novo aparelho e um processo para desidratar óleo que supere estas limitações.

Um outro objectivo desta invenção é proporcionar um dispositivo de desidratação de óleo que remova água livre, emulsionada ou dissolvida, dos óleos.

Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo de desidratação de óleo que seja simples de fazer funcionar.

Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo de desidratação de óleo que seja relativamente pequeno e compacto.

Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo de desidratação de óleo que seja rentável.

Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo de desidratação de óleo que seja prático para utilizar em sistemas pequenos e grandes.

Um outro objectivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo de desidratação de óleo que possa ser utilizado em equipamento móvel, quando em funcionamento e movimento.

Outros objectivos e vantagens da presente invenção serão evidentes a partir da seguinte descrição e reivindicações anexas, sendo feita referência aos desenhos anexos que formam a uma parte da especificação, em que caracteres de referência semelhantes designam partes correspondentes em diversas vistas. 12

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de uma construção da membrana utilizada na presente invenção. A Fig. 2 é uma vista em perspectiva de uma modificação de uma membrana útil para a presente invenção. A Fig. 3 é uma vista em perspectiva de uma outra modificação de uma membrana útil para a presente invenção. A Fig. 4A é uma vista de planta de uma multiplicidade de membranas de fibra oca, como mostrado na Fig. 3, tecidas numa esteira. A Fig. 4B é uma vista em corte, efectuado na direcção das setas, ao longo da linha B-B de corte da Fig. 4A. A Fig. 4C é um diagrama esquemático da esteira mostrada na Fig. 4B após ser bobinada em espiral. A Fig. 4D é uma vista em perspectiva de duas construções de membrana semipermeável de fibras ocas, tais como ilustradas na Fig. 3, após serem bobinadas em espiral. A Fig. 5 é uma vista esquemática da construção mostrada na Fig. 1 após ser bobinada em espiral. A Fig. 6 é uma vista esquemática de um processo de separação por membrana exemplificativo que realiza a 13 presente invenção, em que a água é removida por meio de uma bomba de vácuo. A Fig. 7 é uma vista esquemática de uma modificação do processo de separação mostrado em Fig. 6, em que a água é removida por meio de uma corrente de gás de varrimento. A Fig. 8 é um diagrama esquemático de uma outra modificação do processo de separação mostrado na Fig. 6, em que a membrana é protegida de contaminantes na corrente de alimentação por meio de um filtro a montante. A Fig. 9 é uma vista em alçado de um dispositivo de membrana de fibra oca que realiza a construção da presente invenção, em que a alimentação flui no orifício das fibras. A Fig. 10 é uma vista em alçado de um dispositivo de membrana de fibra oca que realiza a construção da presente invenção, em que a alimentação flui no exterior das fibras. A Fig. 11 é uma vista em alçado de um dispositivo de membrana de fibra oca que realiza a construção da presente invenção, em que a alimentação flui no exterior das fibras e a água é removida na contracorrente do óleo que sai. O óleo é extraído por meio de um núcleo perfurado. A Fig. 12 é uma vista em alçado de um dispositivo de membrana de fibra oca que realiza a construção da presente invenção, em que a água é removida por meio de um gás de varrimento. 14

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA INVENÇÃO

Deve compreender-se que os dispositivos e processos específicos ilustrados nos desenhos anexos e descritos na seguinte descrição, são formas de realização exemplificativas dos conceitos inventivos definidos nas reivindicações anexas. Consequentemente, as dimensões específicas e outras características físicas relacionadas com as formas de realização aqui divulgadas não devem ser consideradas como limitativas, a menos que as reivindicações indiquem expressamente de outro modo.

Antes de descrever a forma de realização preferida da invenção, está aqui incorporado como totalmente reescrito o Membrane Handbook, páginas 3-15, publicadas por Van Nostrand Reinhold, 1992 e, o Handbook of Industrial Membranes, primeira edição, páginas 56-61, 1995.

De acordo com a presente invenção, existe um aparelho e um processo com utilidade na remoção separadora da água do óleo.

Mais especificamente, o processo de desidratar o óleo consiste nas seguintes etapas: fazer contactar um lado de uma membrana semipermeável com uma corrente de líquido contendo, pelo menos, óleo e água, em que a membrana divide uma câmara da separação num lado da alimentação, no qual a mistura líquida de alimentação é introduzida e um lado do permeato, a partir do qual a água é retirada; manter um gradiente potencial químico parcial para a água, tal que a água permeia preferencialmente através da membrana, do lado da alimentação para o lado do permeato; remover, do lado do permeato, a água que permeou; e 15 remover, do lado da alimentação da membrana o óleo que é desidratado. A designação "gradiente potencial químico" pode igualmente ser referida como um "gradiente de actividade" ou como um "gradiente potencial parcial." A designação "gradiente de pressão parcial " implica a diferença entre a pressão do vapor de água no lado do permeato e a pressão do vapor de água de equilíbrio correspondente à concentração da água no óleo. 0 dispositivo para desidratar o óleo consiste num reservatório contendo, pelo menos, uma membrana semipermeável não-porosa, interposta no dito reservatório de modo a dividir o interior do reservatório em, pelo menos, um espaço no lado da alimentação e um espaço para o permeato; pelo menos, uma entrada abrindo para o espaço da alimentação; pelo menos, uma saída abrindo para o espaço da alimentação; e, pelo menos, uma saída abrindo para o espaço do permeato. Este aparelho, permitiria fazer fluir a mistura de óleo-água para dentro, através da abertura de entrada e contactar, pelo menos, um lado da membrana semipermeável; manter um gradiente potencial químico para a água tais que a água permeia, preferencialmente, através da membrana, do lado da alimentação para o lado do permeato; remover, a partir do lado do permeato, a água que permeia através da abertura de saída; e remover a partir do lado de alimentação da membrana, o óleo que é desidratado, através da abertura da saída. A membrana pode ter qualquer forma ou feitio desde que seja proporcionada uma superfície apropriada para separação. Os exemplos comuns disto incluem películas auto-suportadas, fibras ocas, folhas compostas e fibras ocas compostas. As membranas de fibra oca podem ser apertadas ou dispostas de outra maneira, de 16 modo a que as fibras estejam nominalmente paralelas entre si. As fibras da membrana de fibra oca podem ser bobinadas em espiral ou torcidas. De uma forma alternativa, as fibras alterem igualmente, podem ser tecidas numa esteira. No caso de uma membrana que é composta por folhas lisas ou esteiras de fibras, as folhas ou esteiras podem ser bobinadas em espiral. Além disso, espaçadores podem separar as folhas ou esteiras. A membrana utilizada é feita, pelo menos em parte, de uma camada separadora fina, isenta de defeitos, densa, não-porosa, (a designação "camada separadora" pode ser referida igualmente como "pele") e de uma estrutura de suporte. Numa forma de realização alternativa, a camada separadora pode ser auto-suportada; porém, isto não é requerido para realizar a invenção. Para os especialistas na técnica, é claro que camadas separadoras densas, não-porosas, podem ter defeitos na camada separadora. Quando esta camada separadora é utilizada para separar uma mistura de gases ou de líquidos, pode ocorrer transporte não-separativo através destes defeitos. No caso desta, uma camada separadora utilizada para separar uma mistura de gases, o transporte através da camada separadora ocorre por "solução-difusão", enquanto que o transporte através dos defeitos ocorre pela difusão de Knudsen. Isto foi documentado por Clausi (1998) . Quando esta camada separadora é utilizada para separar uma mistura de líquidos, ocorrerá transporte hidráulico não-separativo através destes defeitos. A permeação hidráulica através destes defeitos resultará na permeação do líquido para o lado do permeato da membrana.

No caso específico da desidratação de óleo, a permeação hidráulica do óleo para o lado do permeato resultará na perda de 17 óleo do sistema, tornando o dispositivo de desidratação comercialmente inviável e resultará na obstrução do lado do permeato da membrana. Se a camada separadora estiver suportada no lado do permeato, o óleo hidraulicamente permeado encherá o suporte poroso e obstruirá a membrana oferecendo uma resistência ao transporte da água. Além disso, como é pouco provável que o óleo evapore, ou que evapore mais rapidamente do que a taxa de permeação hidráulica através dos defeitos, a presença dos defeitos obstruirá de forma irreversível a membrana e reduzirá a taxa da desidratação. Além disso, se a membrana não estiver completamente isenta de defeitos, o varrimento que pode ser utilizado no lado do permeato para varrer a humidade pode ser arrastado no óleo. Isto pode criar espuma no óleo e, portanto, é indesejável. 0 mecanismo de transporte através desta camada separadora isenta de defeitos, densa, não-porosa é através da "solução-difusão." Para os especialistas na técnica, a designação "solução-difusão" implica a dissolução da espécie a permear na camada separadora, seguida pela difusão através da camada separadora, seguida de de-sorção na face do permeato da camada separadora. 0 óleo e a água existem na fase liquida no lado da alimentação da membrana, enquanto que as espécies permeadas são removidas da face do permeato da camada separadora na fase de vapor ou gás. Se a camada separadora contiver quaisquer defeitos, a permeação hidráulica ocorrerá através da camada separadora, tendo por resultado o transporte de líquidos para o lado do permeato. Como descrito acima, esta situação obstruirá a membrana e resultará na perda de óleo do sistema, ambos conduzindo a um produto comercialmente inviável. 18

Pervaporação, para os especialistas na técnica, implica a separação de uma mistura de líquidos que são completamente miscíveis através de uma camada separadora densa, não-porosa. Além disso, a pervaporação implica que os componentes penetrem através da camada separadora numa taxa finita e estão removidos no lado do permeato como um vapor. Além disso, no caso da desidratação por pervaporação, no caso de uma camada separadora defeituosa, o transporte hidráulico da fase não aquosa para o lado do permeato não é catastrófico. Isto acontece porque a fase não aquosa tem uma elevada pressão de vapor e é facilmente evaporada. Este é o caso, mesmo para componentes de baixa volatilidade, tal como o etilenoglicol, o qual, quando misturado com água exibe um comportamento não ideal significativo, relativamente ao componente puro.

As membranas porosas, tais como aquelas utilizadas para a microfiltração, ultrafiltração e diálise, não são apropriadas, porque o líquido de baixa volatilidade permeará os poros e obstruirá a membrana.

Incluídas como membranas apropriadas são as películas não-porosas de polímero, densas ou membranas assimétricas com camadas separadoras relativamente densas ou peles, numa, ou em ambas as superfícies de uma estrutura de suporte. As membranas densas, não-porosa são feitas por "inversão de fase," ou por "moldagem por solução." No caso do inversão de fase, um sistema de polímero-solvente-não solvente é forçado a precipitar-se evaporando o solvente, extraindo o solvente ou introduzindo não solvente no sistema. A inversão de fase resulta numa matriz de polímero porosa, não-homogénea, que pode ou não ser simétrica e que pode ou não ter uma região de polímero denso, não-porosa. 19

Uma camada separadora densa, não-porosa pode ser formada por separação de fase, pela escolha apropriada de sistemas de solvente-não solvente e sistemas de precipitação. No caso da moldagem por solução, é permitido que um sistema apropriado de polimero-solvente gelifique e, em seguida, seque. Os polímeros de moldagem por solução são, tipicamente, não porosos e são películas homogéneas. Em ambos os casos, a película densa, não-porosa pode ser formada numa outra estrutura de suporte. A camada separadora densa, não-porosa formada por ambos os métodos terá, provavelmente, defeitos (Pat. U.S. N° 4230463). Têm sido, igualmente, relatados métodos para tratar posteriormente estas camadas separadoras, para reduzir substancialmente os defeitos, (Hernis, J. e Tripodi, M. "Composite Hollow Fibre Membranes for Gas Separation: The Resistance Model Approach", j. Mem. Sei (8) 233-245 (1981)). De acordo com a invenção, o método para reduzir estes defeitos envolve revestir repetidamente a membrana defeituosa até que todos os defeitos sejam eliminados. O revestimento secundário pode ser baseado no mesmo polímero que a camada original ou ser baseado num polímero diferente.

Uma camada isenta de defeitos, densa, não-porosa, separadora pode ser formada pela moldagem por solução de uma película homogénea de polímero suficientemente espessa. De igual modo, demonstrou-se que podem ser formadas camadas separadoras ultra-finas, isentas de defeitos, densas, não-porosas (Pfromm, P.H. "Gas Transport Properties and Aging of Thin and Thick Films Made from Amorphous Glassy polimers" Dissertation, University of Texas (1994)) .

As características de transporte de gases permanentes através de uma película de polímero isenta de defeitos, densa, 20 não-porosa, homogénea, para os especialistas na técnica, são consideradas tipicamente uma propriedade "intrínseca" do polímero (Clausi, 1998, documento US-A-4902422). A permeabilidade intrínseca do polímero, por exemplo, é independente da espessura da camada separadora. Se tal camada separadora for utilizada para separar uma mistura de gases e a camada for uma película isolada, ou um compósito num suporte com resistência de transporte insignificante, relativamente à camada separadora, o rácio das permeabilidades da mistura específica é, igualmente, uma propriedade intrínseca do polímero sob aquelas condições específicas. Este rácio é chamado a selectividade intrínseca do polímero aos componentes específicos do gás.

Se a camada separadora densa, não-porosa, não exibir a selectividade "intrínseca" a uma combinação particular de gases, é provável que esta camada separadora contenha defeitos. Isto acontece porque os defeitos permitem o transporte não-separativo dos componentes a ser separados. Esta técnica é utilizada, em geral, pelos especialistas na técnica, para determinar a presença de defeitos em camadas separadoras, quando o suporte poroso oferece resistência insignificante ao fluxo (Clausi, 1998; Pat. U.S. N° 4902422). Esta técnica pode ser utilizada para determinar a presença ou ausência de defeitos independentemente do mecanismo de formação da camada separadora. Verificando-se que a camada separadora é isenta de defeitos, esta não permitirá o transporte não-separativo de gases ou líquidos e, no caso, da permeação de líquido, a espécie a permear irá desorver da membrana, como um vapor. A membrana compósita tem uma camada densa que está unida à estrutura de suporte. Estas películas, fibras ou folhas 21 compósitas podem ser porosas ou não-porosas. As folhas, de um modo preferido, são planas, embora isto não seja requerido para realizar a invenção. Estas fibras, películas ou folhas podem ser compactadas num ou mais lados para separar o espaço de alimentação do permeato. A camada separadora desta membrana pode ser idêntica ou diferente da estrutura de suporte, que pode ser composta de polímero poroso orgânico ou inorgânico, cerâmica ou vidro. A forma de realização preferida seria uma folha compósita ou uma fibra oca compósita com uma camada separadora de polímero fina, densa, não-porosa, numa ou em ambas as faces do suporte. No caso de uma membrana simétrica ou assimétrica, o líquido pode contactar a membrana num ou noutro lado, embora a forma de realização preferida seja aquela que minimiza a camada limite no lado da alimentação. A invenção pode, igualmente, ser realizada formando a camada não-porosa densa como um componente (também conhecida como parte compósita) da membrana. A camada não-porosa densa pode ser formada num momento diferente da estrutura de suporte. Neste caso, a camada não-porosa densa é posteriormente unida à estrutura de suporte. A estrutura de suporte pode ser porosa ou não-porosa. A pele não-porosa densa ou a estrutura de suporte, podem ser de natureza polimérica. A pele não-porosa densa ou a estrutura de suporte, podem ser um polímero inorgânico ou orgânico. 0 polímero pode ser um polímero linear, um polímero ramificado, um polímero reticulado, um polímero ciclolinear, um polímero em escada, um polímero de matriz cíclica, um copolímero, um terpolímero, um polímero enxertado ou uma sua combinação. 0 óleo pode molhar a estrutura porosa de suporte. De uma forma alternativa, a estrutura porosa de suporte pode ser 22 tratada de modo a que o óleo molhe a estrutura. Porém, isto não é requerido para executar a invenção. A invenção pode ainda ser praticada quando a estrutura porosa de suporte não é molhada pelo óleo. Além disso, a invenção pode ainda ser praticada quando a estrutura porosa de suporte é tratada de tal modo que a estrutura não é molhada pelo óleo. De um modo preferido, a estrutura porosa de suporte é de tal natureza que o óleo não molha a estrutura.

Na situação em que a membrana consiste numa camada densa, não-porosa ou pele, apenas num lado, na presença de defeitos na camada densa, não-porosa pode resultar na passagem de óleo. Se o óleo permeia através da membrana pode evaporar a uma velocidade menor do que a água ou não evaporar, obstruindo deste modo a membrana e reduzindo as velocidades de desidratação. Consequentemente, a forma de realização preferida seria uma que tem uma camada separadora isenta de defeitos, densa, não-porosa ou pele, num ou em ambos os lados da estrutura porosa de suporte. Uma vantagem de ter uma camada separadora isenta de defeitos, densa, não-porosa, é que o óleo não pode permear hidraulicamente através dos defeitos na camada separadora. Uma vantagem de ter uma camada separadora isenta de defeitos, densa, não-porosa, em ambos os lados da estrutura porosa é que o potencial de transporte hidráulico do óleo é diminuído ainda mais.

No caso das fibras ocas, a alimentação pode contactar a membrana no orifício da fibra ou no exterior da fibra. A forma de realização preferida seria aquela onde o líquido é alimentado pelo exterior, para proporcionar uma perda de pressão mais reduzida em funcionamento. 23 A camada separadora ou pele, podem ser compostas por qualquer família de polímeros que seja quimicamente compatível com a alimentação, desde que a camada densa, não-porosa não permita o transporte de óleo em quantidades substanciais. A camada densa, não-porosa pode ser composta por polímeros incluindo, mas estar limitada a, polímeros tais como poliimidas, polisulfonas, policarbonatos, poliésteres, poliamidas, poliureias, poli(eter-amidos), Teflon amorfo, poliorganosilanos, alquilcelulose e poliolefinas. 0 líquido pode ser contactado com a membrana numa configuração em contracorrente, corrente paralela, em corrente transversal ou corrente transversal radial. 0 fluxo pode ser tal que qualquer uma, nenhuma, ou ambas as correntes (i. e., alimentação e permeato) são bem misturados ou não são misturados. A corrente da alimentação é, de um modo preferido, bem misturada. A corrente de líquido contendo o óleo e a água pode ser introduzida no reservatório para contactar a camada da membrana isenta de defeitos, densa, não-porosa. Porém, o funcionamento da invenção não está limitado à introdução de líquido no reservatório para contactar a camada não-porosa densa. A invenção pode ser praticada, igualmente, introduzindo o líquido no reservatório para contactar a membrana no lado sem a camada densa não-porosa ou pele. A pressão parcial da água no lado do permeato pode ser reduzida pela aplicação de vácuo ou pela utilização de um gás de varrimento com uma reduzida pressão parcial de vapor de água, tal como o dióxido de carbono, árgon, hidrogénio, hélio, azoto, 24 metano ou, de um modo preferido, ar. 0 fluxo de permeação, incluindo o varrimento, está de um modo preferido em contracorrente, em corrente transversa ou no modo de corrente transversa radial. A pressão do permeato pode ser igual ou inferior à pressão de alimentação.

De uma forma alternativa, a pressão do permeato pode ser maior do que a pressão de alimentação. Um exemplo de quando a pressão do permeato é maior do que a pressão de alimentação seria quando o permeato é removido por um gás de varrimento. 0 gás de varrimento pode ser constituído por ar ou azoto comprimido desidratado, de tal forma que a pressão no lado do permeato é maior do que a pressão no lado da alimentação do reservatório. Tipicamente neste cenário, a actividade da água que está a ser removida a partir da alimentação é, localmente, maior no lado da alimentação do que no lado do permeato.

Relativamente à invenção de desidratação de óleo à base de membrana; é preferido filtrar o líquido à entrada. A filtração pode ser utilizada para remover a matéria em partículas ou água bruta arrastada na corrente. Qualquer tipo de técnicas conhecidas para filtrar um líquido é apropriado. Isto pode impedir a destruição da camada separadora pela matéria em partículas arrastada nesta corrente.

Na forma de realização preferida, a membrana consiste numa fibra oca com uma camada separadora densa, isenta de defeitos, não-porosa num ou em ambos os lados da estrutura porosa de suporte. Na forma de realização preferida, a camada limite do lado da alimentação é minimizada. Além disso, na forma de realização preferida, a perda de carga através do lado da 25 alimentação é minimizada. A água permeada pode ser retirada, do lado do permeato, por meio de um vácuo ou um varrimento. Esta água estará na fase de vapor ou gás. 0 varrimento pode ter a forma de um gás ou um liquido. Além disso, o varrimento pode ter uma actividade menor para a água que para o óleo.

Este dispositivo pode ser aplicado nas situações onde são utilizados purificadores de vácuo e outros dispositivos de desidratação convencionais. Este processo ou dispositivo podem ser utilizado para tratar o óleo num sistema de "ciclo renal", onde o dispositivo de desidratação de óleo está ligado a um reservatório que faz parte de uma parcela de equipamento. 0 óleo é retirado do reservatório do processo, processado através do dispositivo de desidratação e devolvido, em seguida, ao reservatório. 0 dispositivo de desidratação de óleo pode funcionar continuamente ou intermitentemente enquanto o sistema principal está em funcionamento ou quando está em repouso. Este dispositivo pode igualmente ser utilizado "em diferido" para tratar o liquido num reservatório. Este reservatório não está ligado a qualquer parte de equipamento em funcionamento e serve como um recipiente para tratar o líquido.

Além das aplicações convencionais, este dispositivo pode ser utilizado "em-linha". Uma vez que os espaços da alimentação e do permeato estão separados por uma barreira densa, não-porosa, é possível fazer funcionar o dispositivo de tal forma que a alimentação e o permeato estão a pressões diferentes. Consequentemente, o dispositivo pode ser feito funcionar de tal modo que o óleo está à pressão do sistema no qual é utilizado. Consequentemente, isto abre a possibilidade de utilizar este dispositivo e processo "em-linha," que é a forma de realização 26 necessidade de preferida desta invenção. A necessidade de sistemas convencionais em diferido ou ciclo renal é reduzida e pode ser eliminada. Poder utilizar a presente invenção em-linha e à pressão do sistema permite que seja compacta e de peso reduzido e útil em virtualmente qualquer equipamento hidráulico ou de lubrificação. Pode, igualmente, ser utilizada em equipamento estacionário ou móvel, visto que não são requeridos potência adicional, bombas e controlos.

Referindo agora os desenhos, nos quais números idênticos se referem aos mesmos elementos, a Fig. 1 é uma forma de realização em folha lisa de uma membrana 18 semipermeável. A membrana 18 inclui a camada ou pele 22 separadora e a estrutura 24 de suporte. A camada ou a pele 22 separadora podem estar presentes em qualquer um, ou ambos, dos lados da estrutura 24 de suporte.

Na Fig. 2, duas membranas 18 semipermeáveis da folha lisa estão separadas por uma multiplicidade de espaçadores 34 do canal de alimentação. Os espaçadores 34 podem ser feitos ou formados a partir de uma variedade de materiais bem conhecidos na técnica, incluindo compostos de compactação. Cada membrana 18 tem uma pele 22 e uma estrutura 24 de suporte. 0 espaçador 25 de recolha de permeato, que é construído para impedir que as correntes de alimentação e permeato se misturem, está interposto entre a membrana 18 e os espaçadores 34. As membranas 18 estão separadas pelos espaçadores 34 do canal de alimentação. É descrita na Fig. 3 uma forma de realização de fibra oca da membrana 20 semipermeável. Nesta forma de realização, a membrana 20 de fibra oca inclui a camada 22 separadora e a 27 estrutura 24 de suporte. A camada separadora pode estar no interior ou no exterior da fibra ou em ambos os lados desta. É mostrada na Fig. 4A uma multiplicidade de membranas 20 semipermeáveis de fibra oca, tecidas numa esteira 30. Em termos de tecnologia de tecelagem ou de trama, as membranas 20 de fibra oca constituiriam, tipicamente, a trama da esteira 30. Uma multiplicidade de fios 28 de adição é utilizada para tecer as membranas 20 de fibra oca numa esteira. Os fios 28 de adição são utilizados no sentido tradicional de tecer uma esteira ou trama.

Na Fig. 4B é mostrada uma vista em corte ao longo da linha B-B de corte da Fig. 4A. Os números de referência utilizados na Fig. 4B indicam os mesmos elementos como previamente identificados. Pode ser utilizado qualquer tipo de processo de tecelagem para criar esteiras de fibra oca, desde que não danifique as fibras.

Na Fig. 4C a esteira 30 é mostrada bobinada em espiral. Tipicamente, um espaçador 34 do canal da alimentação, tal como um composto 35 de compactação, terá sido aplicado próximo das extremidades da esteira 30 e encherá os espaços entre as fibras 20 ocas, como será discutido mais abaixo.

Na Fig. 4D, duas membranas 20 semipermeáveis de fibra oca são bobinadas em espiral para formar uma "corda" 32.

Na Fig. 5, uma membrana 18 semipermeável da folha lisa está bobinada em espiral utilizando configurações conhecidas de bobinagem em espiral e técnicas que proporcionam um espaço de alimentação e um espaço de permeato no módulo bobinado em 28 espiral. Antes de bobinar em espiral a membrana 18, um espaçador 34 do canal de alimentação foi disposto na camada 22 separadora. Mais do que uma membrana 20 semipermeável de folha lisa pode ser bobinada em espiral ao mesmo tempo. Tipicamente, uma multiplicidade de membranas 18 semipermeáveis, de folha lisa, será disposta horizontalmente. As membranas 18 podem ou não ser separadas pelos espaçadores 34. O conjunto da multiplicidade de membranas 20 de folhas lisas dispostas horizontalmente é, em seguida, bobinado em espiral sobre o núcleo 60 (se utilizado). Tipicamente, a espiral estaria bobinada de forma mais apertada e o espaçador 34 do canal de alimentação contactaria o espaçador 25 de recolha de permeato.

Na Fig 6, é descrita a invenção com um modo de permeato de vácuo. Uma alimentação 40 contendo água é introduzida no lado da alimentação de um reservatório 42 de separador de membrana, de modo a que o óleo esteja eficientemente em contacto com a membrana 18. A alimentação 40 pode, opcionalmente, ser aquecida antes de entrar em contacto com a membrana 20. O óleo desidratado é removido do reservatório 42 num efluente 44. O permeato 46 é extraído por meio de uma bomba 48 de vácuo. Opcionalmente, a alimentação 40 pode fluir paralela ou perpendicularmente à membrana 20 e o permeato 46 pode, igualmente, fluir paralela ou perpendicularmente à membrana 20 ou qualquer sua combinação. Opcionalmente, o reservatório 42 pode ser aquecido.

Evidentemente, o reservatório 42 deve ser dimensionado apropriadamente para o caudal desejado da alimentação 40, a perda de pressão em funcionamento desejada e a quantidade da água a ser removida. O permeato 46 é ilustrado na configuração 29 em corrente transversa, mas a alimentação 40 e o permeato 46 podem, igualmente, fluir relativamente um ao outro em contracorrente, em corrente paralela, ou corrente transversal radial. O modo de gás de varrimento é demonstrado nas Figs. 7 e 8 onde existe uma entrada no lado do permeato da membrana 20, para um liquido 50 de varrimento. A corrente de alimentação pode ser filtrada, como mostrado na Fig. 8, por meio de um filtro 52.

Nas Figs. 9, 10, 11 e 12 o fluido no lado do orifício da fibra 20 oca está separado do fluido no lado do escudo por meio de um composto 34 de compactação. Na Fig. 11, o óleo sai por meio de um núcleo 60 perfurado. O núcleo 60 perfurado é um núcleo perfurado convencional com um invólucro 62 tendo uma secção 64 perfurada e uma saída 68. A secção perfurada inclui uma multiplicidade de perfurações 66. A saída 68 está em comunicação com o efluente 44 do reservatório 42. As perfurações podem ter qualquer tamanho ou configuração apropriada. O óleo flui sobre o invólucro 62 e a secção 64 perfurada. O óleo entra no invólucro 62 através das perfurações 66. O óleo sai do núcleo 60 perfurado através da saída 68.

As designações e expressões que foram utilizadas na descrição anterior são utilizadas como termos de descrição e não de limitação e não existe nenhuma intenção, na utilização destes termos e expressões, de excluir equivalentes das características mostradas e descritas ou suas parcelas. Reconhece-se que o 30 pelas âmbito da invenção está definido e limitado apenas reivindicações que seguem.

Lisboa, 7 de Novembro de 2008 31

Claims (58)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a desidratação de óleo, compreendendo as seguintes etapas: contactar um lado de uma membrana (18, 20) densa, não-porosa, isenta de defeitos, semipermeável com uma corrente (40) de líquido contendo, pelo menos, água e óleo; em que a membrana (18, 20) divide uma câmara (42) de separação num lado da alimentação, no qual é introduzida a corrente de liquido e num lado do permeato, de que a água é retirada; mantendo um diferencial de pressão parcial para a água tal que a água permeia através da membrana (18, 20), do lado da alimentação para o lado do permeato; removendo óleo da água que permeou do lado do permeato; e removendo o óleo desidratado do lado da alimentação da membrana (18, 20), caracterizado por a membrana (18, 20) não ter nenhum defeito que permitiria a permeação da água do lado da alimentação para o lado do permeato, para lá do mecanismo de solução-difusão como um vapor, em que a membrana (18, 20) se submete a um tratamento posterior que envolve revestir repetidamente uma membrana defeituosa até 1 todos os defeitos serem eliminados e o óleo não poder permear hidraulicamente para o lado do permeato.
2. 2. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (20) é uma parte compósita de uma fibra oca onde uma camada separadora isenta de defeitos, densa, não-porosa é suportada sobre um suporte poroso; a camada separadora e o suporte poroso são de natureza polimérica; e o vapor de água que permeia do lado do permeato é removido com uma corrente de gás de varrimento ou vácuo.
3. 3. Processo como definido na reivindicação 1, em que a água está presente no óleo na forma dissolvida, dispersa ou emulsionada ou como uma fase separada.
4. 4. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) consiste num camada densa, não-porosa, auto suportada.
5. 5. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) consiste numa ou mais camadas densas, não porosas, sobre uma fibra oca porosa ou não-porosa.
6. 6. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) consiste em uma ou mais, camadas densas não porosas sobre uma folha lisa, porosa ou não-porosa. 2
7. 7. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) inclui uma camada densa, não-porosa como uma parte integral de uma fibra oca, estando a camada densa, não-porosa a ser formada ao mesmo tempo que uma estrutura de suporte na fibra oca.
8. 8. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) inclui uma camada densa, não-porosa como uma parte compósita de uma fibra oca, sendo a camada densa, não-porosa a ser formada num momento diferente de uma estrutura de suporte na fibra oca.
9. 9. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) inclui uma camada densa, não-porosa como uma parte compósita de uma folha lisa, estando a camada densa, não-porosa a ser formada num momento diferente de estrutura de suporte na folha lisa.
10. 10. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) inclui uma estrutura de suporte numa fibra oca, tendo a fibra oca uma camada densa, não-porosa num dos orifício ou faces exteriores.
11. 11. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) inclui a estrutura de suporte numa folha lisa, tendo a folha lisa uma camada densa, não porosa num dos seus lados.
12. 12. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) inclui uma estrutura de suporte numa fibra oca, tendo a fibra oca uma camada densa, não-porosa em ambos os seus orifícios e nas faces exteriores. 3
13. 13. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) inclui a estrutura de suporte numa folha lisa, tendo a folha lisa uma camada densa, não porosa em ambos os seus lados.
14. 14. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) consiste numa camada densa, não-porosa sobre uma fibra oca, porosa ou não-porosa e o óleo é alimentado no lado com a camada densa, não-porosa.
15. 15. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) consiste numa camada densa, não-porosa, sobre uma folha lisa, porosa ou não-porosa e o óleo é alimentado no lado sem a camada densa, não-porosa.
16. 16. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) consiste numa ou mais camada densas, não porosas sobre uma fibra oca, porosa ou não-porosa, em que o óleo é introduzido no exterior das fibras.
17. 17. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) consiste numa ou mais camadas densas, não porosas, sobre uma fibra oca, porosa ou não-porosa, em que o óleo é introduzido no interior das fibras.
18. 18. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) consiste numa ou mais camadas não-porosas, densas, sobre uma fibra oca, porosa ou não-porosa, em que as fibras são bobinadas em espiral. 4
19. 19. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) consiste numa ou mais camadas não-porosas, densa, sobre uma folha lisa, porosa ou não-porosa, em que as folhas lisas são bobinadas em espiral.
20. 20. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) consiste numa ou mais camadas não-porosas, densas, sobre uma folha lisa, porosa ou não-porosa, em que espaçadores separam as folhas planas.
21. 21. Processo como definido na reivindicação 1, em que a corrente de liquido é bem misturada.
22. 22. Processo como definido na reivindicação 1, em que a corrente de liquido não é bem misturada.
23. 23. Processo como definido na reivindicação 1, em que o processo é em linha, num outro sistema em que, pelo menos, uma parte do fluxo total do óleo é introduzida continuamente através do referido processo.
24. 24. Processo como definido na reivindicação 1, em que a corrente de liquido é introduzida a partir de um dispositivo de armazenamento.
25. 25. Processo como definido na reivindicação 1, em que a alimentação flui paralelamente à superfície da membrana (18, 20). 5
26. 26. Processo como definido na reivindicação 1, em que a alimentação flui perpendicularmente à superfície da membrana (18, 20).
27. 27. Processo como definido na reivindicação 25 ou 26, em que o fluxo no lado do permeato é paralelo à superfície da membrana (18, 20) .
28. 28. Processo como definido na reivindicação 25 ou 26, em que o fluxo no lado do permeato é perpendicular à superfície da membrana.
29. 29. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana consiste numa ou mais camadas densas, não-porosas, sobre uma fibra oca porosa ou não-porosa e a alimentação flui paralelamente à fibra oca.
30. 30. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) consiste em, pelo menos, uma camada densa, não porosa, sobre uma fibra oca, porosa ou não-porosa e o fluxo no lado do permeato é paralelo à fibra oca.
31. 31. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) consiste em, pelo menos, uma camada densa, não porosa, sobre uma fibra oca, porosa ou não-porosa, e o fluxo no lado do permeato é perpendicular à fibra oca.
32. 32. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) consiste em, pelo menos, uma camada não porosa, densa, sobre uma fibra oca, porosa ou não-porosa, e a alimentação flui perpendicularmente à fibra oca. 6
33. 33. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) consiste, pelo menos, numa camada não porosa, densa, sobre uma folha lisa, porosa ou não-porosa, e a alimentação flui paralelamente à folha lisa.
34. 34. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana consiste, pelo menos, numa camada não-porosa, densa, sobre uma folha lisa porosa ou não-porosa e o fluxo, no lado do permeato, é paralelo à folha lisa.
35. 35. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) consiste, pelo menos, numa camada não porosa, densa, sobre uma folha lisa porosa ou não-porosa e o fluxo no lado do permeato é perpendicular à folha lisa.
36. 36. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18) consiste, pelo, menos numa camada não porosa, densa, sobre uma folha lisa, porosa ou não-porosa e a alimentação flui perpendicularmente à folha lisa.
37. 37. Processo como definido na reivindicação 1, em que os fluxos no lado da alimentação e no lado do permeato são em contracorrente.
38. 38. Processo como definido na reivindicação 1, em que os fluxos no lado da alimentação e no lado do permeato são em co-corrente.
39. 39. Processo como definido na reivindicação 1, em que os fluxos no lado da alimentação e no lado do permeato se movem em direcções não paralelas entre si. 7
40. 40. Processo como definido na reivindicação 1, em que os fluxos no lado da alimentação e no lado do permeato se movem em direcções radiais não paralelas entre si.
41. 41. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18, 20) inclui uma estrutura porosa de suporte e a estrutura porosa de suporte é molhada pelo óleo.
42. 42. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18, 20) inclui uma estrutura porosa de suporte e a estrutura porosa de suporte é tratada de modo a ser molhada pelo óleo.
43. 43. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18, 20) inclui uma estrutura porosa de suporte e a estrutura porosa de suporte não é molhada pelo óleo.
44. 44. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18, 20) inclui uma estrutura porosa de suporte e a estrutura porosa de suporte é tratada de modo a não ser molhada pelo óleo.
45. 45. Processo como definido na reivindicação 1, em que o lado do permeato está a uma pressão superior àquela do lado da alimentação.
46. 46. Processo como definido na reivindicação 1, em que o lado do permeato está a uma pressão igual ou inferior à do lado da alimentação. 8
47. 47. Processo como definido na reivindicação 1, em que existe um varrimento de gás ou liquido através do lado do permeato.
48. 48. Processo como definido na reivindicação 1, em que existe um varrimento de gás através do lado do permeato e o referido gás de varrimento é seleccionado do grupo consistindo em árgon, metano, azoto, ar, dióxido de carbono, hélio, ou hidrogénio ou qualquer sua mistura.
49. 49. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18, 20) inclui uma camada não-porosa densa e a referida camada não porosa é de natureza polimérica.
50. 50. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18, 20) inclui um suporte poroso denso e o suporte poroso denso é de natureza polimérica.
51. 51. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18, 20) inclui um suporte poroso e o suporte poroso é cerâmico.
52. 52. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18, 20) inclui um suporte poroso e o suporte poroso é de vidro.
53. 53. Processo como definido na reivindicação 1, em que a membrana (18, 20) inclui um suporte poroso e o suporte poroso é um polímero inorgânico.
54. 54. Processo como definido na reivindicação 2, em que o óleo é filtrado antes de contactar a membrana (18, 20). 9
55. 55. Processo como definido na reivindicação 2, em que a membrana (20) consiste num multiplicidade de fibras ocas e as fibras ocas são tecidas numa esteira.
56. 56. Processo como definido na reivindicação 1, em que a corrente de liquido é aquecida antes de contactar a membrana (18, 20).
57. 57. Dispositivo para a desidratação de óleos, compreendendo: um reservatório para conter um fluido (42); uma membrana (18, 20) isenta de defeitos, não-porosa, semipermeável, interposta no referido reservatório (42) dividindo o interior do referido reservatório em, pelo menos, um espaço do lado da alimentação e um espaço do lado do permeato; pelo menos uma entrada, abrindo para o espaço do lado da alimentação; pelo menos uma saída abrindo para o espaço do lado da alimentação; e pelo menos uma saída, abrindo para o espaço do permeato, caracterizado por a membrana (18, 20) não ter nenhum defeito que permitiria a permeação da água, do lado da alimentação para o lado do permeato, sem ser pelo mecanismo de difusão, como um vapor, em que a membrana (18, 20) se submete a tratamento posterior que envolve revestir repetidamente uma membrana defeituosa até todos os defeitos serem eliminados. 10
58. 58. Dispositivo como definido na reivindicação 57, compreendendo um meio para aquecer o reservatório (42). Lisboa, 7 de Novembro de 2008 11 1/4

    FIG. I

    2/4

    3/4

    FIG 8 34 4/4

    ,20

    42 FIG. 12 ntr..... 11^50 34 40