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Tipo: Tese
Título: Síntese de derivados do Cardanol para desemulsificação de petróleo e inibição da precipitação asfaltênica
Autor(es): Feitosa, Filipe Xavier
Orientador: Sant'Ana, Hosiberto Batista de
Coorientador: Aguiar, Rílvia Saraiva de Santiago
Palavras-chave: Engenharia química;Emulsões;Inibidores químicos;Cardanol;Asphaltenes;Emulsions;Inhibitors
Data do documento: 2018
Citação: FEITOSA, Filipe Xavier. Síntese de derivados do Cardanol para desemulsificação de petróleo e inibição da precipitação asfaltênica. 2018. 139 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: A complexa mistura de hidrocarbonetos que constituem o petróleo fornece a possibilidade de inúmeros produtos e bens de consumo de utilidades das mais variadas, mas, também é a origem de diversos problemas ligados à elevação, produção e refino. Na indústria, esses problemas são mitigados com o uso de aditivos químicos nos diversos problemas apresentados, seja corrosão, inscrustrações inorgânicas, formação de emulsões, dentre outros problemas. Seja na desorção de asfaltenos em interfaces ou na inibição da precipitação de asfaltenos, o uso de produtos químicos, de natureza polimérica e por vezes surfactante, tem um papel fundamental na prevenção e remediação de problemas relacionados a garantia de escoamento. Neste trabalho, o conhecimento obtidos a partir de ensaios modelo, contendo apenas heptano, tolueno e asfaltenos na tentativa de simular algumas propriedades coloidais, tenta ser aplicado aos sistemas contendo petróleo crú. Adicionalmente, modificações do cardanol, derivado do líquido da castanha de caju (LCC), são aplicadas como inibidores de formação de emulsão, desemulsificantes e inibidores de precipitação de asfaltenos. Através da avaliação dos efeitos de diferentes origens de asfaltenos e suas propriedades coloidais na ação interfacial óleo-água, na estabilidade de emulsões e quanto a precipitação de asfaltenos percebe-se que a adição de n-heptano altera o estado coloidal dos asfaltenos e que as partículas precipitadas apresentam comportamento interfacial dependente de alterações na fase orgânica, adição de n-heptano, e por alterações na salinidade da fase aquosa. A adição de sal, 10 g NaCl/L, aos sistemas reduziu a tensão interfacial para todas as concentrações de asfaltenos estudadas. Maiores variações ocorreram para os sistemas com asfaltenos oriundos da amostra I estudada (ASF-I) e aqueles da amostra M (ASF-M). Para dois dos asfaltenos precipitados (ASF-L e ASF-M) foi confirmado que agregados de asfaltenos possuem maiores tensões interfaciais e estes participam do mecanismo de estabilidade de emulsões. A quantidade de água dissolvida em um determinado petróleo pode conduzir a variações do tipo de asfalteno precipitado, fornecendo amostras de asfaltenos que estabilizam emulsão formulada em sistema modelo contendo heptano e tolueno como fase orgânica (heptol) de maneira mais intensa que outros, até mesmo com menores graus de agregação. Não foi possível estabelecer uma correlação direta entre a estabilidade de emulsões modelo e reais, a intenção na formulação de emulsões reais era o teste de moléculas quanto as suas atividades desemulsificantes, levando a necessidade de serem estáveis durante todo o teste feito. NaCl em concentrações de 240 g/L e 120 g/L impede que emulsões do petróleo M sejam estáveis à 60 °C por duas horas. A amostra de Petróleo L aparenta “suportar” maiores salinidades e manter sua estabilidade. Pode ser indicativo de menor compressibilidade de dupla camada elétrica, efeito indicado como prevalente nos sistemas modelo. Quanto às modificações do derivado do LCC estudado, o cardanol etoxilado responde com maior eficiência no pH 10. Resina etoxilada atua de forma que o pH neutro obtém melhores separações de água. Os parâmetros físicos dos petróleos influenciam na estabilidade das emulsões, como esperado; alterações do pH podem inverter a estabilidade esperada, mostrando influência química no processo de estabilização das emulsões. A esperada correlação entre compostos que atuassem como desemulsificantes e inibidores de precipitação de asfaltenos não foi confirmada, levando a máxima de que embora o processo de estabilização de emulsões seja dependente do processo de desestabilização coloidal, a reversão da estabilidade de emulsões pode ocorrer sem que haja dissolução de asfaltenos.
Abstract: The complex mixture of hydrocarbons constituting petroleum provides the possibility of numerous products and consumer goods of various kinds, but it is also the origin of several problems related to elevation, production and refining. In industry, these problems are mitigated with the use of chemical additives in the various problems presented, be it corrosion, inorganic inscrustrations, formation of emulsions, among other problems. Whether it is the desorption of asphaltenes at interfaces or the inhibition of asphaltenes precipitation, the use of chemical products, of a polymeric and sometimes surfactant nature, plays a fundamental role in the prevention and remediation of problems related to guarantee of flow. In this work, the knowledge obtained from model assays, containing only heptane, toluene and asphaltenes in an attempt to simulate some colloidal properties, tries to be applied to systems containing crude oil. Additionally, modifications of cardanol, derived from cashew nut liquid (LCC), are applied as emulsion-forming inhibitors, de-emulsifiers and asphaltene precipitation inhibitors. By evaluating the effects of different sources of asphaltenes and their colloidal properties on the oil-water interfacial action, on the stability of emulsions and on the precipitation of asphaltenes it is noticed that the addition of n-heptane alters the colloidal state of the asphaltenes and that the asphaltenes precipitated particles exhibit interfacial behavior dependent on changes in the organic phase, addition of n-heptane, and by changes in the salinity of the aqueous phase. Addition of salt, 10 g NaCl / L, to the systems reduced interfacial tension for all concentrations of asphaltenes studied. Higher variations occurred for asphaltenes systems from sample I studied (ASF-I) and those from sample M (ASF-M). For two of the precipitated asphaltenes (ASF-L and ASF-M) it was confirmed that aggregates of asphaltenes have higher interfacial tensions and these participate in the mechanism of stability of emulsions. The amount of water dissolved in a given pattern may contain precipitate of the precipitated asphaltene type, provide asphaltene samples which stabilize the emulsion formulated together containing heptane and toluene as the organic phase (heptol) more intensely than the others, even with subjects degrees of aggregation. It was not possible to simulate an emulsion solution in medium and real, but an emulsion application in Reals. NaCl at concentrations of 240 g / L and 120 g / L prevent the oil emulsion being stable at 60 ° C for two hours. The L Oil sample appears to "withstand" the highest salinities and maintain its stability. This is indicative of lower compressibility of dual layer water, using the effects are prevalent in systems model. Regarding the alterations of the LCC derivative studied, ethoxylated cardanol responds more efficiently not pH 10. Ethoxylated resin acts in a way that neutral pH obtains better water separations. The physical parameters of the compounds influence the stability of the emulsions, as expected; pH can reverse the expected stability, followed by chemistry in the emulsion stabilization process. A has in the same has been applied in the determination of inhibitors and inhibitors has been determined, in the moment of the stabilizing the emulsion is decoder stabilosed the nonexistent? dissolution of asphaltenes.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/37067
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