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Título: Desenvolvimento de metodologia de extração de cloretos em petróleos por aplicação indireta de ultrassom
Autor(es): Sad, Cristina Maria dos Santos
Orientador: Santos, Maria de Fátima Pereira dos
Data do documento: 4-Dez-2013
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Neste trabalho é proposto um método de laboratório para extração de sais em petróleos com °API de 13 a 36, teor de água de 0, 050 a 6,00 % (v/v) e teor de sais de 2 a 2500 mg kg-1 em NaCl, utilizando a tecnologia de ultrassom (US) com uso de solventes orgânicos. Adicionalmente, após a otimização da metodologia de extração com solvente, foi avaliada a eficiência de extração sem adição de solventes. Fatores relevantes à homogeneização, extração por teste de recuperação com amostra fortificada com água de formação e determinação da concentração de sais nas amostras de petróleos foram investigados com o objetivo de desenvolver um procedimento robusto. Os resultados obtidos nos testes de recuperação por US para óleos intermediários e pesados apresentaram eficiência acima de 97% de extração de sais, sendo maior, comparado ao método ASTM D6470-04 modificado que ficou com eficiência de extração em torno de 90%. A primeira etapa deste trabalho consistiu em determinar as condições de máxima extração de sais na amostra de petróleo pesado com ºAPI 16. Para isto, foi elaborado um planejamento fatorial evidenciando os fatores que influenciam na extração de sais das amostras, como tempo de extração e temperatura de aquecimento. Depois de estabelecidas as condições do planejamento, duas metodologias foram avaliadas: extração de sais com uso de solventes (US/CS, água xileno, acetona e álcool isopropílico) e sem uso de solventes (US/SV, água deionizada e desemulsificante). O tempo de máximo de extração sem provocar formação de emulsão estável, com e sem uso de solventes foi de 1 min de exposição ao ultrassom na temperatura de 80 (± 5) ºC em uma única etapa de extração. Entretanto, verificou-se que algumas amostras com diferentes °API e elevados teores de sais, submetidas ao sistema de extração US (com e sem solventes) foi necessário fazer três etapas de extração (com intervalos de 1 min cada). Para validação da metodologia, foram selecionadas 23 amostras (programa interlaboratorial CENPES) de petróleos dessalgados no refino, com °API em torno de 29 e com teor de água menor que 0,5% (v/v), onde foram avaliados diferentes métodos de extração de sais: ASTM D6470-04 otimizado (UFES), US (UFES), ASTM D6470-04 (CENPES) e Microondas (UFSM). As técnicas de quantificação utilizadas foram a titulação potenciométrica e cromatografia de íons. A técnica potenciométrica mostrou-se mais eficiente quando aplicadas a amostras com limite de detecção maior que 6 mg kg-1 NaCl (em relação a amostra). Amostras com teores abaixo desse valor, a técnica por cromatografia de íons mostrou-se mais sensível, desde que seja realizado um tratamento no extrato aquoso para eliminar a interferência dos solventes que danificam a coluna e acessórios do cromatógrafo de íons. Os resultados do interlaboratorial avaliado pelo CENPES demonstraram que, o método de US (com e sem uso de solvente) apresentou maior eficiência de extração de sais comparando-se aos métodos ASTM D6470-04 (CENPES) e ASTM D6470-04. Segundo avaliação do CENPES, as técnicas de extração de sais assistida por ultrassom são indicadas para petróleos cargas para refino.
This paper proposes a methodology for extraction of chlorides in oils of 13-36 °API and chloride content of NaCl in the range from 2 to 1070 mg kg- 1 expressed in NaCl, using the technology of ultrasound (US) with the use of organic solvents. Additionally, after optimization of solvent extraction methodology, it was evaluated the extraction efficiency without adding solvents. Relevant factors to the homogenization of the samples, solubility of solvents, performance of demulsifiers, recovery test in a sample fortified with formation water and determination of the concentration of chlorides in crude oil samples were investigated with the goal of developing a robust procedure. The results in recovery tests by US for intermediate and heavy oils showed efficiency above 97% for extraction of chlorides, being more efficient if compared to ASTM D6470 method that was modified with an extraction efficiency of around 90%. The first stage of this work was to determine the conditions for maximum extraction of chlorides in the sample of heavy oil with 16 °API. For this,I t was designed a factorial design highlighting the factors that influence the extraction of chlorides of the samples, such as time and temperature of heating. Once established the conditions, two methodologies were evaluated: extracting salt with the use of solvents (deionized, water, xylene, acetone and isopropyl alcohol) and without the use of solvents (deionized water and commercial demulsifier). The maximum time of extraction without causing formation of stable emulsion with and without solvent was 1 min of ultrasound exposure at a temperature of 80 (± 5) °C in a single extraction step. However, it was found that for some samples with different degrees API and high contents of chloride, subjected to US extraction system (with and without solvent),it was necessary to make three extraction stages (at intervals of 1 min each).To validate the methodology, it was selected 23 samples (interlaboratory program CENPES) of desalted petroleum refining , with °API around 29 and water content less than 0.5%(v/v), where it was evaluated in different extraction methods of chlorides: ASTM D6470 optimized (UFES), US (UFES) , ASTM D6470 (CENPES) and Microwave (UFSM). The quantification techniques used were potentiometric titration and ion chromatography. The potentiometric technique was more effective when applied to samples with a detection limit greater than 5 mg kg- 1NaCl (about the sample). The results of the interlaboratory program evaluated by CENPES showed that the US method (with and without solvent ) showed higher extraction efficiency of chlorides if compared to methods ASTM D6470 (CENPES) and ASTM D6470optimized (UFES).According to CENPES assessment, techniques for extracting salt assisted by US are indicated for oil refining loads
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4698
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