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Título: Determinação de elementos traço em petróleos e em águas de produção por espectrometria de absorção atômica
Autor(es): Brandão, Helen Moura Pessoa
Orientador: Athayde, Geisamanda Pedrini Brandão
Data do documento: 12-Abr-2012
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de procedimentos utilizando as técnicas de espectrometria de absorção atômica em chama (F AAS) e a espectrometria de absorção atômica em forno de grafite (GF AAS) para determinação de elementos traço em petróleos e em águas de produção. Ca, Mg e Sr foram determinados em petróleos e em águas de produção por F AAS enquanto que o Ba e o Cr foram determinados em petróleos por GF AAS. Ca, Mg, Sr e Ba foram determinados nos petróleos (13 a 38°API) após estabilização das amostras por formação de emulsão, e para a determinação de Cr em amostras de petróleo (8 a 38º API), três procedimentos de prétratamento foram desenvolvidos e comparados: diluição com tolueno, formação de emulsão e amostragem direta. Para a determinação de Ca, Mg e Sr em águas de produção, as amostras foram diluídas em HNO3 0,2% v/v. As determinações de Ca, Mg, Sr, Ba e Cr em petróleos foram realizadas utilizando curvas analíticas com padrões aquosos como método de calibração, sendo que para a determinação de Cr pelo procedimento de diluição com tolueno foi utilizado o padrão organometálico. A precisão e a exatidão dos procedimentos desenvolvidos foram verificadas através de estudos de recuperação, análise de uma amostra de referência (NIST 1085b) e da comparação com outros procedimentos. Os valores de recuperação situaram-se entre 96 e 104% para os procedimentos desenvolvidos e os resultados para o material certificado de referência foram concordantes com os valores obtidos para Ca, Mg, Ba e Cr. Todos os procedimentos apresentaram boa linearidade (R2>0,996) e os limites de detecção (LD) obtidos, na amostra, foram: 0,54 Fg g-1 para Ca; 0,089 Fg g-1 para Mg; 0,10 Fg g-1 para Sr; 40 ng g-1 para Ba; 1,9 ng g-1 para Cr com diluição da amostra com tolueno; 2,8 ng g-1 para Cr com formação de emulsão e 0,73 ng g-1 para Cr com amostragem direta. Assim, verificou-se que os procedimentos desenvolvidos foram adequados para as determinações de Ca, Mg, Sr, Ba e Cr nas amostras de petróleo. No entanto, os resultados para Cr indicam que a diluição da amostra com tolueno não é recomendado para amostras com grau API abaixo de 15. As determinações de Ca, Mg e Sr em águas de produção foram realizadas utilizando curvas analíticas aquosas para a calibração dos procedimentos. Os limites de detecção obtidos nas amostras foram: 87,1 Fg g-1 para Ca, 128 Fg g-1 para Mg e 7,61 Fg g-1 para Sr. Para verificar a exatidão dos procedimentos desenvolvidos, foram realizados estudos de recuperação e comparação com os procedimentos ASTM D511-08, para Ca e Mg, e ASTM D3352-08, para Sr. Bons resultados foram obtidos para o teste de recuperação (94 a 111%) e para comparação entre os procedimentos desenvolvidos e os procedimentos comparativos (teste-t pareado, p<0,05). Desta forma, a determinação de Ca, Mg e Sr em amostras de água de produção por F AAS após diluição das amostras com HNO3 0,2% v/v, mostrou-se adequada.
In this work, the development of procedures for the determination of trace elements in crude oil and produced water samples, using flame atomic absorption spectrometry (F AAS) and graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS) were presented. Ca, Mg and Sr were determined in crude oil and produced water samples by F AAS, while Ba and Cr were determined in crude oil samples byGF AAS. Ca, Mg, Sr and Ba were determined in crude oilsamples(13-38°API) after the analyte stabilization by emulsion formation, and for the determination of Cr in crude oil samples (8-38° API) three pre-treatment procedures were developed and compared: dilutionwith toluene, emulsionformation and direct sampling. The determination of Ca, Mg and Sr in produced waterwere realized using samples diluted with 0.2% v/v HNO3. The determinationswere carried out using analytical curves with aqueous standards as calibration method, and forCr determinationafter dilutionwith toluene it was used organometallic standard. The precision and accuracy of the developed procedures were verified by recovery tests, analysis of a standard reference material (NIST 1085b) and the comparison with other procedures. The recovery values were among96 and 104% for the developed procedures and results obtained for Ca, Mg, Ba and Cr in the certified reference material were concordant with reference values. All procedures showed good linearity (R2> 0.997) and the limits of detection (LOD) in the sample were: 0.54 μg g-1for Ca, 0.089 μg g-1for Mg, 0.10 μg g-1for Sr , 40 ng g-1for Ba, 0.73 ngg-1for Cr (direct sampling), 1.9 ng g-1forCr (thesample dilution with toluene) and 2.8 ng g-1for Cr (the emulsion formation). Thus, it was verified that the developed procedures are suitable for determination of Ca, Mg, Sr, Ba and Cr in crude oil samples. However, the results indicated that the Cr for toluene dilution is not recommended for samples with API grade of less than 15. The measurements in produced water samples were performed using analytical curves with aqueous standards as calibration method. The LOD obtained in the samples were 87.1 μg mL-1for Ca, 128 μg mL-1for Mg and 7.61 μg mL-1for Sr. The accuracy verification was performed by recovery tests and by comparison of the results with those obtained by ASTM methods, ASTM D 511-08 for Ca and Mg, and ASTM D 3352-08 for Sr. Good recovery values (94-111%) were obtained and the results between proposed procedures and ASTM methods agreed with each other (paired t-test, p<0.05). Thus, the determination of Ca, Mg and Sr in the produced water samples by F AAS after dilution with 0.2% v/v HNO3 showed an adequateprocedure.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4677
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