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Tipo: Tese
Título: Tratamento de água produzida utilizando microemulsão formulada a partir de tensoativos de origem vegetal
Título(s) alternativo(s): Produced water treatment using microemulsion formulated from vegetable oil-based surfactant
Autor(es): Souza, Jôsy Suyane de Brito
Primeiro Orientador: Santos, Luiz Carlos Lobato dos
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Simonelli, George
metadata.dc.contributor.referee1: Santos, Luiz Carlos Lobato dos
metadata.dc.contributor.referee2: Simonelli, George
metadata.dc.contributor.referee3: Moraes, Caetano
metadata.dc.contributor.referee4: Cunha, Acto de Lima
metadata.dc.contributor.referee5: Pereira, Kleberson Ricardo de Oliveira
Resumo: Água produzida (AP) é um efluente oriundo da extração de petróleo. Junto com o crescimento dessa exploração, há o aumento da preocupação ambiental dos órgãos responsáveis, especialmente em relação à qualidade das águas residuais descartadas deste tipo de atividade, que traz duas grandes problemáticas: sua composição, pois a mesma possui um alto teor de óleos e graxas (TOG) e de salinidade, e seu volume expressivo. Tais características dificultam sua disposição final, fazendo-se necessário gerenciar adequadamente a AP, ou seja, aplicar ações como caracterização, tratamento, descarte ou reinjeção. Este estudo propõe um tratamento de água produzida utilizando microemulsões (ME) com tensoativos de origem vegetal, com o objetivo de reduzir dois fatores principais, TOG e salinidade. A decisão de usar um tensoativo de origem vegetal como alternativa a um tensoativo a base de petróleo foi feita para reduzir os efeitos negativos do processo geral no meio ambiente. O sabão de coco, tensoativo (T) usado na ME formulada, foi selecionado após serem testados uma variedade de tensoativos de origem vegetal. Os outros componentes usados na formulação da ME foram 2-butanol, como cotensoativo (C), hexano como fase oleosa e água salina a 2% de NaCl, como fase aquosa. O ponto de ME utilizado no tratamento da água foi definido pelo planejamento da mistura D-ótimo, composto por 85% C/T, 2,5% fase oleosa e 12,5% fase água, com razão C/T de 4. Além disso, utilizou-se um planejamento experimental fatorial completo com combinações de três variáveis (tempo, temperatura e porcentagem de microemulsão) e repetição do ponto central para selecionar a maior redução em TOG e salinidade e as melhores condições foram aplicadas na água produzida real. De acordo com os resultados, os valores de redução do TOG variaram de 90,97 a 97,78%, os valores reais variaram de 14,33 a 3,52 mg/L. Esses valores estão dentro dos limites estabelecidos pelos órgãos ambientais, CONAMA, US EPA e Comissão OSPAR, para o descarte de água produzida no mar. Além disso, a redução da salinidade variou de 44,37 a 52,17%, os valores reais variaram de 31660,35 a 27221,19 mg/L. A redução da salinidade da água sintética produzida tratada com microemulsão neste trabalho apresentou melhores resultados quando comparada a literatura que utilizou ME com tensoativo não biodegradável à base de petróleo em sua composição. Quanto a água produzida real (APR), a redução do TOG foi bem significativa, passando de 138,95 mg/L para 12,54 mg/L em média, atingindo uma redução de 90,98%. A redução de salinidade da APR também foi bastante significativa, passando de 49376,47 para 25905,88 mg/L, obtendo assim, uma redução de salinidade de 47,53%. Portanto, pode-se dizer que a utilização de um tensoativo de origem vegetal e biodegradável na formulação da microemulsão para o tratamento da água produzida é tão eficaz na redução do TOG e da salinidade quanto os tensoativos à base de petróleo, que são mais nocivos ao meio ambiente.
Abstract: Produced water (PW) is an effluent from oil extraction. Along with the growth of this exploration, there is an increase in the environmental concern of the responsible bodies, especially in relation to the quality of wastewater discarded from this type of activity, which brings two major problems: its composition, as it has a high of oils and greases content (OGC) and salinity, and its significant volume. Such characteristics make its final disposal difficult, making it necessary to properly manage the PW, that is, apply actions such as characterization, treatment, disposal or reinjection. This study proposes a treatment of produced water using microemulsions (ME) with surfactants of vegetable origin, with the aim of reducing two main factors, OGC and salinity. The decision to use a vegetable oil-based surfactant as an alternative to a petroleum-based surfactant was made to reduce the negative effects of the overall process on the environment. Coconut soap, the surfactant (S) used in the formulated ME, was selected after testing a variety of surfactants of plant origin. The other components used in the ME formulation were 2-butanol, as cosurfactant (C), hexane as the oil phase and saline water with 2% NaCl, as the aqueous phase. The ME point used in water treatment was defined by planning the D-optimal mixture, composed of 85% C/S, 2.5% oil phase and 12.5% water phase, with a C/S ratio of 4. In addition Furthermore, a full factorial experimental design was used with combinations of three variables (time, temperature and percentage of microemulsion) and repetition of the central point to select the greatest reduction in OGC and salinity and the best conditions were applied to the real produced water. According to the results, the OGC reduction values ranged from 90.97 to 97.78%, the actual values ranged from 14.33 to 3.52 mg.L-1. These values are within the limits established by environmental agencies, CONAMA, US EPA and OSPAR Commission, for the disposal of water produced at sea. Furthermore, the salinity reduction ranged from 44.37 to 52.17%, the actual values ranged from 31660.35 to 27221.19 mg.L-1. The reduction in salinity of the synthetic water produced treated with microemulsion in this work showed better results when compared to the literature that used ME with a non-biodegradable petroleum-based surfactant in its composition. As for real produced water (RPW), the reduction in TOG was very significant, going from 138.95 mg.L-1 to 12.54 mg.L-1 on average, reaching a reduction of 90.98%. The APR salinity reduction was also quite significant, going from 49376.47 to 25905.88 mg.L-1, thus obtaining a salinity reduction of 47.53%. Therefore, it can be said that the use of a surfactant of plant origin and biodegradable in the formulation of the microemulsion for the treatment of produced water is as effective in reducing TOG and salinity as petroleum-based surfactants, which are more harmful to the environment.
Palavras-chave: Água produzida
Óleos e graxas
Microemulsão
Tensoativo de origem vegetal
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) 
Tipo de Acesso: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/37955
Data do documento: 10-Ago-2023
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