ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIAS PARA DETERMINAÇÃO DE METAIS EM FRAÇÕES DE PETRÓLEOS E SUA CORRELAÇÃO COM A DEPOSIÇÃO DE ASFALTENOS
AUTORES: CARVALHO, L., S. - UFMA; LOPES, G., S. - UFC
( SOBREIR@QUIMICA.UFMA.BR)
RESUMO: Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia para determinação de metais em frações de petróleo. O método para extração de asfalteno seguiu a Norma IP143/84. Os resultados obtidos para as amostras digeridas por via úmida para o Pb, Cu, Ni e V em óleo cru foram em torno de 9,58; 95,8; 118 e 127 µg g-1 respectivamente e para o asfalteno 4,56; 34,8; 43,6 e 86,3 µg g-1 respectivamente, para as amostra digeridas via seca obteve-se o seguinte resultado < L.D; 89,7; 123 e 135 µg g-1 para o Pb. Cu, Ni e V em óleo cru e < L.D; 33,6; 44,6; 88,7 para o asfalteno respectivamente. Não foi possível quantificar chumbo devido uma provável volatilização no processo de digestão por via seca. Observa-se ainda que grande quantidade de metais é extraída na preparação dos asfaltenos.
PALAVRAS CHAVES: asfalteno, metais, espectrometria de absorção atômica
INTRODUÇÃO: Inúmeros problemas operacionais durante a produção de um campo petrolífero estão relacionados com a presença de frações pesadas de petróleo. Estes problemas incluem:formação de fases sólidas, estabilização de emulsões, reversão da molhabilidade e adsorção sobre as diversas superfícies em contato com o petróleo, como o reservatório, nos equipamentos durante o processamento do óleo, nas tubulações e nos tanques de estocagem. As frações pesadas tais como, asfaltenos, resinas e parafinas, se concentram nos resíduos de uma torre de destilação e consistem de substâncias de alto ponto de ebulição, estruturas complexas e sistemas de alta polidispersidade. Dentre estes, os asfaltenos, têm merecido atenção dos pesquisadores, devido às implicações na produção de petróleo, resultando em perda e aumento dos custos de produção. Asfaltenos são substâncias poliaromáticas, de alta massa molar,podendo ocorrer em sua estrutura química heteroátomos e metais,sendo esta, a fração com maior potencial de formação de depósitos.Quando essa deposição ocorre nos equipamentos o refino do óleo é prejudicado, devido à baixa na eficiência e danos materiais.Em geral, essa deposição aumenta os custos das operações.
MATERIAL E MÉTODOS: Todas as soluções foram preparadas utilizando água purificada em sistema NANOPURE.As soluções padrão de chumbo, cobre, níquel e vanádio foram preparadas a partir de soluções estoque de concentração 1000 mg l-1 e as demais foram preparadas a partir de diluições dessa solução.O ácido nítrico foi utilizado nos procedimentos de digestão das amostras, bem como no preparo de todas as soluções padrão, para acidificar o meio. Nos procedimentos de digestão das amostras foram utilizados ácido clorídrico e o peróxido de hidrogênio. Foram utilizados, na preparação das amostras de asfaltenos a partir do óleo cru, heptano e tolueno.O método para extração de asfalteno seguiu a norma Norma IP143/84. A digestão ou mineralização das amostras de asfaltenos e óleo cru foi realizada por decomposição via úmida e via seca. A temperatura foi gradativamente elevada até um máximo de 500 oC. Nesta temperatura permaneceu até completa queima. As cinzas foram recuperadas em ácido nítrico 1% (v/v).No procedimento de digestão via úmida utilizou-se um sistema fechado (pressurizado) com aquecimento por microondas. Pesou-se 0,1 g de amostra adicionando-se 1 ml de H2O2 (30% v/v) e 2 ml de HNO3 (65% v/v).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O rendimento das amostras de asfaltenos extraídas do óleo cru foi calculado de acordo com a relação apresentada na equação (1). Considerando-se a massa da amostra de óleo cru (2,0 g) como 100% calculou-se o rendimento da extração. Massa de asfalteno (g)=(massa frasco + asfalteno)–massa frasco(1)
A massa determinada de asfalteno após secagem em estufa e apresentação de peso constante foi de 0,434 g. Assim, obteve um rendimento de 21,7% que pode ser considerado satisfatório e similar aos obtidos em trabalhos da literatura (AUCÉLIO et al., 13). As amostras de óleo e asfaltenos digeridas foram determinadas por espectrometria de absorção atômica em forno de grafite pelo método das adições de padrão, com uma amostragem total de 30µl, sendo 10µl de amostra, sem modificadores químicos.Os resultados obtidos para as amostras digeridas por via úmida para o Pb, Cu, Ni e V em óleo cru foram em torno de 9,58; 95,8; 118 e 127 µgg-1 respectivamente e para o asfalteno 4,56; 34,8; 43,6 e 86,3 µgg-1 respectivamente,para as amostra digeridas via seca obteve-se o seguinte resultado
CONCLUSÕES: De acordo com os resultados obtidos, observa-se que ocorreu perda de chumbo, provavelmente por volatilização, no processo de digestão por via seca, assim, não foi possível detectá-lo pelo método utilizado.
Observa-se ainda que grande quantidade de metais é extraída na preparação dos asfaltenos, encontrando-se muito concentrados considerando-se o rendimento de extração dos asfaltenos.
Não foi possível fazer qualquer correlação dos resultados em relação aos mecanismos de deposição dos asfaltenos, visto que um número maior de amostras deve ser considerado para isto.
AGRADECIMENTOS:CNPq
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:ANDERSEN, S. I.; DEL RIO, J. M.; KHVOSTITCHENKO, D.; SHAKIR, S.; LIRA-GALEANA, C. “Interaction and solubilization of water by petroleum asphaltenes in organic solution”.
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