ÁREA: Físico-Química

TÍTULO: ESTUDOS SOBRE A FORMAÇÃO DE AGREGADOS CRISTALINOS DE PARAFINA EM SOLVENTES POLARES E EM PETRÓLEO.

AUTORES: MEDEIROS, F. F. (IQ-UFBA), ESPERIDIÃO, M. C. A.(IQ-UFBA)

LADPOL, DEPARTAMENTO DE FíSICO QUíMICA, INSTITUTO DE QUíMICA, UFBA,
*UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA. RUA BARãO DE JEREMOABO, S/N. CAMPUS UNIVERSITáRIO DE ONDINA. SALVADOR (BA) CEP 40.170-290 (MCECILIA@UFBA.BR).


RESUMO: RESUMO: A precipitação e deposição de parafinas em poços, linhas de transporte e equipamentos traz sérios problemas na indústria do petróleo. Os cristais formados se agregam formando um gel que originam um depósito sólido. A formação destes agregados em etilenoglicol e petróleo foi investigada através de microscopia ótica e medidas de viscosidade em função da taxa de cisalhamento e da temperatura. Foi utilizado um aditivo (TPA) obtido de material pós-consumo. Uma parafina (C36) foi precipitada por resfriamento de 80 até 30 C sob diferentes concentrações e teores de aditivo. A adição do TPA impede o crescimento dos agregados, tornando-os frágeis e dispersos no meio, leva à diminuição do tamanho da fase dispersa e da viscosidade. A parafina concentra-se na interface EG/petróleo.

PALAVRAS CHAVES: palavras chaves: cristalização; parafina; petróleo; viscosidade; morfologia

INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: A precipitação e deposição de parafinas em poços, linhas de transporte e equipamentos traz sérios problemas na indústria do petróleo. Isto provoca o aumento da viscosidade do óleo gerando perdas de carga ou parada do transporte. O uso de inibidores vem ganhando destaque para combater a “parafinação”. Eles atuam como núcleos de cristalização para as parafinas, alterando sua morfologia e assim, diminuindo a viscosidade (Oliveira et al., 2000; Zhang et al., 2002; Towler e Rebbapraga, 2004). Estudos sobre cinética e mecanismos de cristalização de parafinas e formação de incrustações nas paredes dos dutos têm sido relatados na literatura (Ronningson, 1991). Supõe-se que os cristais se agregam formando um gel cuja adesão às paredes é favorecida por forças hidrodinâmicas. Com o tempo, a fase líquida é perdida formando um depósito sólido de difícil remoção. Neste trabalho estudou-se a formação de agregados de parafinas. Para induzir a sua formação, selecionou-se um meio polar. As investigações foram conduzidas por microscopia ótica e medidas de viscosidade. Utilizou-se um aditivo que é atrativo do ponto de vista econômico e ambiental.

MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAL E MÉTODOS: Análise por microscopia: Foram preparadas soluções em etilenoglicol (EG) contendo hexatriacontano (C36) acrescido do aditvo TPA nas seguintes concentrações: Conjunto 1: 10% de C36, 0, 300 e 600 ppm de TPA; Conjunto 2: 2% de C36, 2, 5 e 10% de TPA; Conjunto 3: 20% de C36, 0, 2, 5 e 10% de TPA. Preparou-se soluções contendo 44% de petróleo, 16% de heptano e 40% de EG, parafina e TPA nas proporções dadas: Conjunto 4: 1% de C36, 0, 300 e 600 ppm de TPA; Conjunto 5: 0 % de C36, 0, 300 e 600 ppm de TPA. As amostras foram termostatizadas e aquecidas até total dissolução das parafinas (80 °C). O resfriamento foi feito a 0,375 °C/min até atingir 30 °C, sob agitação eventual. Utilizou-se um microscópio ótico acoplado a uma câmara digital, sob aumento de 100 vezes. O líquido sobrenadante e o precipitado foram observados sobre lâminas de vidro.
Análise por reologia: Utilizou-se um reômetro de torque com cilindros concêntricos. As amostras do conjunto 1 e 4 foram aquecidas e resfriadas, entre 20 e 80 °C dentro do cilindro, como nos ensaios de microscopia por duas vezes. No segundo resfriamento, efetuou-se as medidas de tensão e da taxa cisalhamento.


RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Figura 1, são dadas as fotos das microscopias do conjunto 1. Sem o aditivo forma-se um agregado compacto sólido. Com a adição do TPA observa-se a fragmentação das estruturas. A seta na foto ao meio indica o espaço vazio deixado pelo TPA que possui a forma de esfera como visto na foto à direita. Na Figura 2, evidencia-se o TPA disperso em EG (foto a) e seu efeito sobre a precipitação da parafina (foto b). Na Figura 3, (foto a) observa-se petróleo, EG e os cristais das parafinas do petróleo (pontos brilhantes). Para tornar mais nítido o comportamento das parafinas adicionou-se C36 a 1% (foto b). Evidencia-se que o EG tem a forma esférica e os cristais de parafina são vistos na interface EG/petróleo. A adição de 300 ppm de TPA levou à maior concentração de parafina na interface e a adição de 600 ppm levou à diminuição do tamanho das gotas.
As curvas de viscosidade versus taxa de cisalhamento e temperatura evidenciaram que a temperatura de aparecimento dos cristais (TIAC) foi de 48 C, exceto a 600 ppm. Neste caso, a TIAC, medida pela mudança na inclinação da curva, foi de 40 C , na amostra em EG/petróleo, e não foi perceptível na amostra só com EG.





CONCLUSÕES: CONCLUSÕES: As medidas reológicas e as análises morfológicas evidenciaram que o TPA enfraquece as interações entre os cristais tornando os agregados frágeis e de menor tamanho. Este efeito foi observado mais acentuadamente nas amostras contendo 600ppm de TPA a partir do decréscimo da sua viscosidade com relação às amostras sem aditivo e decréscimo na TIAC. Isto foi atribuído ao decréscimo no tamanho das partículas precipitadas. Assim, o aditivo impede a coalescência dos cristais, os quais aderem na interface EG/petróleo.

AGRADECIMENTOS:AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem à Finep-CTPetro, CNPq e Petrobrás pelo apoio financeiro. F.F.M. agradece ao CNPq/MCT pela bolsa concedida.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
OLIVEIRA R. C. G.; CARVALHO, C. H. M.; OLIVEIRA, M. C. K. 2000. Como aumentar a capacidade de transferência de petróleos e oleodutos. Bol. Tc. PETROBRÁS, Rio de Janeiro, 43(2), 92-99.
SANTOS, R. G.; MOHAMED, R. S.; BANNWART, A. C. ; LOB, W. 2005. Contact angle measurements and wetting of inner surfaces of pipelines exposed to heavy oil and water. J. Petrol. Sci. and Eng., 36: 87-95.
TOWLER, B. F.; REBBAPRAGA, S. 2004. Mitigation of paraffin wax deposition in cretaceous crude oils of Wyming. J. Petrol. Sci. and Eng., 45, 11-19;
ZHANG, X.; TIAN, J.; WANG, Z. Z. 2002. Wettability effect of coatings on drag reduction and paraffin deposition prevention in oil. J. Petrol. Sci. and Eng., 36: 87-95.