Após o processo de extração de petróleo, um dos resíduos de maior volume é a água de processo. Desta forma, medidas para tratamento dessa água residual interessam empresas petrolíferas. Porventura, tais processos de tratamento podem gerar retorno na utilização da água de processo como salmoura para obtenção de NaHCO3 (bicarbonato de sódio), produto utilizado como neutralizante de pH e de aplicação no setor alimentício, agricultura, entre outros. Outro componente que pode estar presente na água de processo é o lítio, metal alcalino de importância na fabricação de eletroeletrônicos e em medicamentos psicotrópicos. A concentração desses componentes na água de processo é de aproximadamente 30 g/L de NaCl e de até 15 g/L de lítio, considerando uma exploração nos campos do pré-sal brasileiro. O atual projeto visa estudar a viabilidade econômica de uma planta de obtenção de bicarbonato de sódio e carbonato de lítio a partir da água de processo via simulação de processos. A planta de carbonato de sódio foi dimensionada (equipamentos essenciais e auxiliares) para converter o volume de efluentes gerado em uma refinaria de porte médio, em uma taxa de conversão de aproximadamente 85% do sódio dissolvido em NaHCO3. Após o cálculo dos valores dos equipamentos, insumos e da venda dos produtos, foi estimada uma taxa interna de retorno (TIR) de 231% e um valor presente líquido (VPL) de US$ 41.383.966.626,27. E mesmo em condições mais restritas de rendimento da reação de carbonatação, o TIR e o VPL foram, respectivamente, 120% e US$ 11.295.454.804,95, demonstrando a robustez da viabilidade do projeto.