ÁREA: Iniciação Científica

TÍTULO: AVALIAÇÃO DE TENSOATIVOS NA REMOÇÃO DO ÓLEO DE ÁGUAS PRODUZIDAS.

AUTORES: Leal, K.R.P. (UFERSA) ; Oliveira, V.R.L. (UFERSA) ; Nunes, S.K.S. (UFERSA) ; Barros Neto, E.L. (UFRN) ; Câmara, S.C. (UFRN) ; Araújo, G.S. (UFERSA) ; Souza, F.D.F. (UFERSA)

RESUMO: A água de produção contém metais tóxicos e partículas de óleo que causam danos ao meio ambiente com a frequente exploração do poço,com isto, a razão água/óleo aumenta. Os métodos de tratamento mais comuns são flotação e centrifugação. O trabalho visa o tratamento com uso de tensoativo, removendo óleo de forma ambientalmente adequada.Para isto, sintetizou-se amostras de água de produção, com metal e petróleo disperso. Utilizou-se os tensoativos TAS, TA e TAB, sua parte lipofílica interage com o óleo e a hidrofílica com a água e os metais. Diante da influência dos tensoativos, verifica-se a separação de fases caracterizando uma mistura heterogênea. Analisa-se a eficiência destes extratantes,obtendo-se remoções significativas, restando apenas traços de óleo em percentuais aceitos pelo CONAMA.

PALAVRAS CHAVES: tensoativo; óleo; água de produção

INTRODUÇÃO: Com a ascensão da indústria petroquímica, torna-se importante a eficiência da produção do petróleo, sendo necessários novos métodos que viabilizem o tratamento dos rejeitos, como a água de produção para descarte. Ultimamente, o enfoque é a otimização dos processos adequados à região produtora, e o descarte de seus resíduos com a mínima agressão ao meio ambiente. Neste âmbito, o poluente mais relevante é a água produzida, por conter geralmente metais tóxicos, partículas de óleo em suspensão, alto grau de salinidade, entre outros agentes. Os métodos de tratamentos mais utilizados para a água de produção são: vasos gravitacionais, sistemas de filtração em meio granular, flotação, centrifugação e hidrociclones, podendo haver combinação destes (Rubio et al.,2008). Diante disto,este trabalho enfoca um novo parâmetro aos métodos, fazendo-se uso de três tensoativos, utilizados para remover óleo da água de produção. Destacando esses tensoativos como: biodegradáveis, viáveis economicamente e abundantes na natureza, denominados TAS, TA e TAB,sendo os dois primeiros citados, a base de óleo vegetal, e o terceiro a base de gordura animal, a fim de se fazer uma análise comparativa da eficiência destes agentes na remoção do óleo. Para análise, como numa água real é praticamente inviável obter duas amostras com características análogas. Sintetizou-se a água de produção no laboratório, assim garantindo as mesmas condições de concentrações das amostras e permitindo melhor comparação das análises, à vista as ações dos tensoativos na remoção do óleo. Diante dos resultados de eficiência do tensoativo na remoção do óleo da água produzida, o enaltecemos como facilitador nos processos industriais, almejando viabilidade econômica paralela a melhor produção, diante de uma tecnologia limpa

MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizados 2 tensoativos de origem vegetal (TA e TAS) e 1 de origem animal (TAB). O cálcio foi usado na forma de cloreto, pois o metal na água facilita a interação e o óleo com densidade de 850kg/m³. Patrício (2006) e Silva (2007) constataram que preparar uma emulsão óleo/água em laboratório, diminui a influência de interferentes como concentração do óleo e aditivos no processo, pois a água de produção extraída do poço é instável, afetando seus características iniciais. Preparou-se a emulsão (3L de água com metal e 4mL de petróleo), submetidos a agitação mecânica por 900s. Coletando 30 amostras de 100mL, sendo 10 amostras para cada tensoativo. Às amostras coletadas foram adicionadas tensoativo, a uma concentração de 0,0009Kg/L diluído em água em quantidades variando de 0,5 à 9,5mL e solução de cálcio a 0,00045Kg/L variando de 1 à 9mL. A fim de fazer um comparativo da eficiência da remoção do óleo entre os três tensoativos, seus volumes e o metal dissolvido. Observou-se a formação do floco e coletou-se de cada amostra 20mL da água, visivelmente isenta de óleo. Na remoção do óleo, após separação das fases ocorre a dispersão de gotas de água na fase orgânica, necessitando de centrifugação evitando interferência na leitura da absorbância no espectrofotômetro (Curbelo, 2002). Logo, para se detectar a presença do óleo na amostra,coleta-se 5 mL da água e adiciona-se 5 mL de cicloexano, pois o mesmo possui afinidade pela fase orgânica, submetendo a centrifugação, atingindo a separação das fases. Em seguida, recolhe-se uma amostra da fase orgânica (cicloexano), esta fase contém o óleo miscibilizado, fazendo a leitura da absorbância no espectrofotômetro UV-Visível, no comprimento de onda de 300nm para detecção da quantidade de óleo na água após ação do tensoativo.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: O estudo foi feito através de um planejamento experimental. As concentrações do cálcio e de tensoativos, apresentadas na Tabela 1 e a combinação dos níveis do planejamento experimental, Tabela 2. Após as amostras serem submetidas a ação do tensoativo, são analisadas diante dos dados fornecidos ao aparelho, através das amostras padrão. Os resultados são apresentados nas Figuras 1 a 6. Na Figura 1 observa-se que o aumento da concentração de TAS, aumentou o percentual de extração do óleo e a concentração do cálcio atinge um máximo no nível intermediário, mostrando que para este tensoativo seu excesso dificulta o processo de floculação. Para avaliar a significância dos parâmetros do modelo, é mostrado na figura 2 o diagrama de Pareto, que expõe que o parâmetro relevante é o tensoativo, sob a contribuição linear, ficando o cálcio perto da significância. A Figura 3 mostra que tanto a concentração de TAB quanto a de cálcio interferem no percentual de extração do óleo e seu valor máximo é quando se tem os níveis máximos dos dois parâmetros. O diagrama de Pareto, Figura 4, mostra a importância destes parâmetros, confirmando o que foi observado nas curvas de isoresposta do sistema TAB/cálcio na extração do óleo, indicando que apenas o parâmetro quadrático do tensoativo não é significante. Analisando-se a Figura 5, observa-se que tanto a concentração de TA quanto a de cálcio interferem no percentual de remoção do óleo, mas isto de forma significativa para um parâmetro, somente quando o outro parâmetro está no nível mínimo. Para os níveis intermediários ou máximos o percentual de remoção é de 10%. A Figura 6 mostra o diagrama de Pareto para este sistema, observando que nenhum parâmetro é relevante, salvo pelo fato da concentração de cálcio se encontrar próximo ao limite.

Tabelas 1 e 2

Concentrações limites do cálcio e tensoativos no planejamento experimental e a combinação dos níveis do planejamento experimental

Figuras 1, 2, 3, 4 , 5 e 6.

Extração do óleo em função dos níveis máximo e mínimo dos tensoativos e do cálcio.

CONCLUSÕES: Os resultados apresentados neste trabalho mostram que existe uma relação entre a floculação do óleo disperso na água de produção e as concentrações de tensoativos aniônicos, de alto BHL e a concentração do cálcio. Para todos os tensoativos estudados as concentrações de 0,0009Kg/L em tensoativo e 0,00045Kg/L em cálcio é capaz de remover o óleo em quase sua totalidade da água de produção, o que remete a importância destes agentes na indústria petroquímica, pois é capaz de remover impurezas dessas águas que poluiriam o meio ambiente de forma irreversível. 

AGRADECIMENTOS: Ao Laboratório de Tecnologia de Tensoativos do NUPEG, UFRN que me possibilitaram realizar os experimentos.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CURBELO, F. D. S. Estudo da remoção de óleo em águas produzidas na indústria de petróleo, por adsorção em coluna utilizando a vermiculita expandida e hidrofobizada. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2002.
PATRICIO, A. A. R. Estudo de parâmetros hidrodinâmicos de uma coluna de flotação utilizada para o tratamento de águas produzidas de petróleo. 30 p. Monografia (Graduação), Universidade Federal do Rio Grande do Norte,2006.
RUBIO, J.; SOUZA, M. L.; SMITH, R.W. Overview of flotation as a wastewater treatment technique, Minerals Engineering, v.15, p. 139-155,2002.
SILVA, J. H. Estudo da captura de óleo em uma coluna de flotação utilizada para o tratamento de água produzida. 63 p. Monografia (Graduação), Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2007.