EXTRAÇÃO DE ASFALTENOS DE AMOSTRAS DE PETRÓLEO USANDO SOLVENTE EM ETAPAS SEQUENCIAIS
ISBN 978-85-85905-23-1
Área
Química Orgânica
Autores
Borges, D.S. (UNICEUMA) ; Gonçalves, C.L. (UNICEUMA) ; Cutrim, F.G.S.F. (UNICEUMA) ; Mesquita, R.C. (UNICEUMA) ; Farias, A.P.P. (UNICEUMA) ; Cunha, J.R.M.S. (UNICEUMA) ; Araujo, L.F.A.A. (UNICEUMA) ; Figueroa, J.E.J. (UFMA)
Resumo
A pesquisa teve como objetivo a extração de asfaltenos usando solvente em etapas sequenciais de uma amostra de petróleo brasileiro (Marlim P-32), a técnica utilizada foi baseada na IP-143 com a mistura de hexano com amostra de petróleo e em seguida com a lavagem utilizando tolueno. Notou-se um maior desempenho com o de tolueno do que com o hexano.
Palavras chaves
Asfaltenos; Solvente; Hexano
Introdução
Por ser a maior matriz energética mundial, o petróleo movimenta significativamente grande parte das indústrias modernas e demanda grandes investimentos e estudos na área, com o intuito de obter a máxima extração dos seus derivados mais leves, através de novas tecnologias que permitem aprimorar toda sua cadeia, e garantir a máxima eficiência durante os processos de produção. De acordo com THOMAS (2001) o petróleo é basicamente formado, por uma combinação de compostos orgânicos denominados hidrocarbonetos (saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos) e outros constituintes denominados não hidrocarbonetos, dentre estes estão o nitrogênio, o oxigênio, o enxofre, e alguns metais. O Brasil possui a maioria das reservas com o petróleo de frações mais pesada do óleo cru, denominadas resinas e asfaltenos. O trabalho tem como objetivo aplicar a técnica de extração usando solvente em etapas sequenciais para quantificar os asfaltenos existentes em uma amostra de petróleo brasileiro, Marlim P-32. Estudou-se a influência do tipo de solvente, razão solvente/petróleo, tempo de agitação e número de etapas sobre a quantidade de asfaltenos extraídos usando o sistema de extração usando solvente em etapas sequenciais e encontrar um modelo matemático, estatisticamente significativo que relacione as variáveis: tipo de solvente, razão solvente/petróleo e tempo de operação sobre a porcentagem de asfaltenos extraídos utilizando solvente em etapas sequenciais.
Material e métodos
Realizou-se a extração de asfaltenos por solventes em etapas sequenciais. A precipitação dos asfaltenos foi baseada no ensaio padronizado pelo Instituto de Petróleo de Londres (Standard Methods for Analysis and Testing of Petroleum and Related Products - vol 1, IP-143, ASTM-6500-00), porém utilizando hexano ao invés de n-heptano, pois como foi abordado no trabalho de Cruz (2016), o hexano demostrou maior eficiência na precipitação de asfaltenos. Misturou-se amostras de petróleo e solvente (em proporção pré-definida pelo planejamento de experimentos) em funil de decantação, sendo agitado por tempo determinado. Passado esse tempo, filtrou-se a solução no papel filtro que foi levado para uma estufa a 60°C junto com a massa precipitada, para posterior pesagem após 24 horas. Posteriormente, realizou-se uma segunda extração, por lavagem, usando tolueno, após dita extração, secou-se o papel filtro durante 24 horas em estufa junto com o precipitado remanescente e foi pesado novamente. As proporções de hexano e tolueno utilizado de acordo com o quadro 1, assim como o tempo da primeira extração e o número de lavagens da segunda extração, fez-se o planejamento experimental. Quadro 1: Dados dos experimentos. Variáveis Faixas de operações -2 -1 0 1 2 X1: Amostra/hexano (g:g) 1:20 1:25 1:30 1:35 1:40 X2: Tempo (minutos) 5 7,5 10 12,5 15 X3: Amostra/tolueno (g:g) 1:20 1:25 1:30 1:35 1:40 X4: Lavagens de Tolueno 2 3 4 5 6 Fonte: Próprio Autor. Realizou-se os 26 experimentos do planejamento com 1 duplicata no ponto central, os dados foram processados usando o software comercial STATISTICA, depois foram definidos um modelo matemático de predição de porcentagem de asfaltenos extraídos.
Resultado e discussão
Como já foram mencionadas na metodologia, as frações de asfaltenos obtidas
através de extrações por etapas sequencias foram quantificadas a partir da
combinação das quantidades de hexano e tolueno designado por meio do
planejamento de experimentos. A partir da tabela 1 onde é mostrada a
porcentagem de asfaltenos obtidos em cada um dos experimentos podemos
analisar quais as variáveis mais significativas nesse processo.
Tabela 1: Resultado das extrações.
Variáveis
Ensaios X1 X2 X3 X4 % de asfaltenos
1 1:25 7,5 1:25 3 13,64
2 1:35 7,5 1:25 3 5,92
3 1:25 12,5 1:25 3 16,39
4 1:35 12,5 1:25 3 13,01
5 1:25 7,5 1:35 3 17,48
6 1:35 7,5 1:35 3 8,29
7 1:25 12,5 1:35 3 15,96
8 1:35 12,5 1:35 3 8,63
9 1:25 7,5 1:25 5 20,9
10 1:35 7,5 1:25 5 8,63
11 1:25 12,5 1:25 5 18,9
12 1:35 12,5 1:25 5 11,05
13 1:25 7,5 1:35 5 18,84
14 1:35 7,5 1:35 5 20,61
15 1:25 12,5 1:35 5 24,86
16 1:35 12,5 1:35 5 12,68
17 1:20 10 1:30 4 13,62
18 1:40 10 1:30 4 13,17
19 1:30 5 1:30 4 17,69
20 1:30 15 1:30 4 9,14
21 1:30 10 1:20 4 13,04
22 1:30 10 1:40 4 31,34
23 1:30 10 1:30 2 22,38
24 1:30 10 1:30 6 24,53
25 1:30 10 1:30 4 20,13
26 1:30 10 1:30 4 19,75
Fonte: Próprio Autor.
De acordo com os dados encontrados na tabela podemos observar que a
porcentagem de asfaltenos aumenta com o número de lavagens (X4) e proporção
de tolueno (X3) onde os maiores valores de X5 encontram-se nos ensaios com
os níveis maiores para as variáveis X3 e X4. Os valores para hexano (X1) e
tempo (X2) são proporcionais, ou seja, na maioria dos ensaios onde os níveis
dessas duas variáveis são iguais a porcentagem de asfaltenos é maior do que
quando estão em níveis diferentes, mesmo que X1 seja maior um exemplo disso
esta nos ensaios 1 e 2 que apenas muda o X1 no ensaio 2.
Conclusões
Conclui-se que não são necessários altos valores das proporções de hexano para se obter um bom desempenho da extração de asfaltenos, uma vez que no nível central já se atinge a máxima porcentagem de asfaltenos, e o mesmo acontece para o tempo de extração.No entanto, observou-se que a maior porcentagem de asfaltenos se deu nos níveis maiores das proporções de tolueno, isto é justificado pela capacidade de diluição dos asfaltenos existentes no papel filtro e que quanto menor o número de lavagens.
Agradecimentos
Em especial ao professor Jaiver por toda a compreensão e auxílio.
Referências
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