ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: AVALIAÇÃO DE ZEÓLITAS E CARVÃO DECORRENTE DO BAGAÇO DE CÔCO COMO ADSORVENTE VISANDO A CAPTURA DE CO2.
AUTORES: FERREIRA, G. F. D. (UNIFACS) ; CARVALHO, L. S. (UFRN) ; NEVES, S. B. (UNIFACS) ; MENDONÇA, V. S. (UNIFACS) ; CAMPOS, L. M. A. (UNIFACS)
RESUMO: A separação de CO2 de correntes gasosas industriais tem sido estudada mundialmente para diversos fins, incluindo a minimização dos impactos ambientais e a recuperação avançada de campos maduros de petróleo. A técnica de separação de CO2 em aplicada nesse trabalho é a adsorção, que aparece como uma técnica mais limpa e menos onerosa que outras divulgadas na literatura especializada. Neste trabalho foram testados diferentes adsorventes, tais como carvão ativado e as zeólitas 13X e 5A, buscando avaliar a eficiência de separação de CO2 com esses materiais. Os resultados obtidos mostram a potencialidade de utilização dos adsorventes estudados e a perspectiva de uso do carvão decorrente do bagaço de côco para a captura de CO2.
PALAVRAS CHAVES: adsorção, co2, petróleo, recuperação avançada
INTRODUÇÃO: O petróleo é um produto que adquiriu grande importância no setor energético e econômico mundial. Atualmente alguns poços de petróleo se encontram em um alto estágio de exploração, ficando cada vez mais difícil fazer a extração do óleo, esses poços são denominados campos maduros. Uma das técnicas desenvolvidas para recuperação desses campos é a injeção de gases como o dióxido de carbono, denominada recuperação avançada (Mustafa, G. S., 2003). O gás carbônico utilizado para a recuperação de campos maduros pode ser obtido através do seqüestro do mesmo de emissões gasosas provenientes de atividades industriais, o que além de viabilizar o processo de extração do óleo e gás natural contribui para a amenização dos impactos ambientais causados pela ação do dióxido de carbono na atmosfera.
Uma das formas estudadas mais viáveis para a captura de CO2 é a adsorção. A adsorção é possivelmente a técnica de separação mais utilizada na industria petroquímica e química para a isolamento de componentes que formam misturas miscíveis de líquidos ou gases e parte do princípio da diferença de potencial de adsorção. O processo de adsorção consiste na concentração seletiva de um ou mais componentes (adsorbato) de um gás ou liquido à superfície de um sólido microporoso (adsorvente).
O trabalho consiste na avaliação da capacidade de adsorção de CO2 das zeólitas e do carvão ativado visando a recuperação avançada.
MATERIAL E MÉTODOS: O carvão ativado utilizado para os testes tem como matéria prima casca de coco, apresentando uma área superficial entre 300 e 1.500 m2/g, teor de cinzas com valor médio de 7% podendo se apresentar na forma de grânulos que variam de 1 a 3 mm de diâmetro ou na forma de pó. As zeólitas estudadas foram as do tipo 13 X, com tamanho de poros de 8,0 Aº, superior ao diâmetro crítico molecular do dióxido de carbono (> 4,0 Aº). e a zeólita 5 A, que possui diâmetro nominal de poro de 4,3 Aº. A mistura gasosa utilizada contém dióxido de carbono e argônio, utilizado como inerte. O tratamento térmico dos adsorventes foi feito em uma mufla, na temperatura de 200°C e 400°C, para determinar a temperatura na qual a umidade é ideal para uma adsorção mais eficaz. O aparato experimental para levantamento dos dados de capacidade e seletividade dos adsorventes utilizado consiste de uma mufla modelo EDG 3P-S, para o tratamento térmico dos adsorventes, cilindros dos gases argônio e CO2 acoplados a dois mass flow meter da Bronkhorst HI-TEC Modelo E5752, controlados com o auxílio de um software específico, onde foi possível realizar a variação das concentrações de CO2 e argônio. A determinação da massa adsorvida foi efetuada através de uma micro-balança digital de alta precisão.
Os adsorventes inicialmente submetidos a tratamento térmico foram contidos em reatores de vidro onde passam por processo de saturação utilizando uma mistura gasosa contendo argônio e dióxido de carbono em diferentes proporções. A massa do reator é obtida ao início de cada experimento, e através do método gravimétrico, é possível determinar a quantidade de CO2 adsorvida pelo material, sob temperatura e pressão conhecidas. Foram realizadas medidas de adsorção de gases, com uma vazão de CO2 que variou 1 a 20mL/min.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A partir do método gravimétrico foi possível levantar isotermas de adsorção que expõem a capacidade de captura do adsorvente em uma determinada temperatura. Os resultados obtidos demonstraram que a quantidade de CO2 adsorvida a baixas vazões apresenta resultados similares para o tratamento realizado nas duas faixas de temperatura. No entanto, quando se aumenta o teor de CO2 presente na carga, observou-se um aumento na porcentagem adsorvida pelos materiais estudados a 400°C.
Dentre os adsorventes comerciais estudados e testados destacou-se a zeólitas 13X que obteve um melhor desempenho, demonstrando uma maior capacidade de adsorção comparada com a zeólita 5A e com o carvão ativado. De acordo com dados encontrados na literatura pode-se comprovar que esse melhor desempenho está relacionada principalmente ao tamanho relativo dos poros dos adsorventes (5Å para a zeólita 5ª e 7,8Â para a zeólita 13X).
CONCLUSÕES: A partir das isotermas apresentadas é possível afirmar os adsorventes estudados demonstraram uma boa capacidade de adsorção sendo a zeólitas 13 X a que teve maior evidência. Tendo em vista os dados levantados em laboratório é admissível prosseguir com as análises dos adsorventes, testando-os agora na planta piloto de adsorção, onde será possível fazer o levantamento de dados cinéticos e ainda determinar as condições ótimas de operação, tempo de ciclo de adsorção, dessorção e perda de carga no leito para o processo de separação de CO2 utilizando o projeto PSA (Pressure Swing Adsorption).
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: NEVES, S.B.; Adsorção Líquido-Sólido. Estudo Experimental e Modelagem de uma Coluna de Leito Fixo; Universidade Federal da Bahia, Dissertação de Mestrado, pp. 136; 1995.
MUSTAFA, G., SOUZA, A. B., ROCHA, P.S., Utilização de Emissões Industriais Gasosas para o Rejuvenescimento de campos Maduros de Petróleo. Engenharia Sanitária Ambiental, Rio de Janeiro, n.4, v.08, p. 209 – 212, out/ dez, 2003.
NEVES, C. F. C.; Schvartzman, M. M. de A. M. Separação de CO2 por meio da tecnologia PSA. Quím. Nova vol.28 n°.4 São Paulo Julho/Agosto. 2005.
