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Title: Planejamento experimental aplicada a um novo separador líquido-líquido utilizado no tratamento de águas residuais contaminadas com petróleo
Authors: Fernandes Júnior, Wilaci Eutrópio
Keywords: Processo de separação;Nova tecnologia;Extração líquido-líquido;Inversão de fases;Tratamento de águas produzidas;Planejamento experimental;Separation process;New technology;Liquid-liquid extraction;Phase inversion;Treat waste water;Experimental planning
Issue Date: 5-Apr-2002
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: FERNANDES JÚNIOR, Wilaci Eutrópio. Planejamento experimental aplicada a um novo separador líquido-líquido utilizado no tratamento de águas residuais contaminadas com petróleo. 2002. 148 f. Dissertação (Mestrado em Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias Regionais) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2002.
Portuguese Abstract: O presente trabalho teve como objetivo otimizar a eficiência de separação de um novo aparelho do tipo misturador-decantador aplicado ao tratamento de águas residuárias contaminadas com petróleo. Foi utilizado um equipamento em escala de laboratório, instalado no Programa de Pós-graduação em Engenharia Química da UFRN, que foi construído em parceria com a Petrobras S.A. Este aparelho denominado Misturador-Decantador à Inversão de Fases (MDIF), possui características de um misturador-decantador convencional e de uma coluna tipo spray. O equipamento é composto de três partes principais: câmara de mistura; câmara de decantação e câmara de separação. A eficiência de separação é avaliada analisando-se as concentrações de óleo em água na alimentação e na saída do aparelho. Para a análise utilizou-se o método da análise de óleo e graxas (TOG) por gravimetria. O sistema em estudo é uma água de formação emulsionada com óleo. O extratante utilizado é uma mistura de hidrocarbonetos denominada de Aguarrás, fornecido pela Petrobras. Aplicou-se, para a otimização da eficiência de separação do equipamento, um planejamento experimental do tipo central composto, tendo como porção fatorial o planejamento fatorial fracionário 2 5-2, com a ampliação do tipo estrela e cinco repetições no ponto central. Neste trabalho, estudam-se as seguintes variáveis independentes: teor de óleo na água residuária de carga da coluna; relação volumétrica orgânico/aquoso (O/A); vazão efetiva total; agitação na câmara de mistura e altura do leito orgânico. Foram fixados limites mínimos e máximos para as variáveis estudadas de acordo com trabalhos realizados anteriormente. A análise de variância para a equação do modelo empírico, mostrou-se estatisticamente significante e útil para fins preditivos. A análise de variância também apresentou a distribuição do erro como uma distribuição normal e observou-se que como as dispersões não dependem dos níveis dos fatores, a suposição de independência pode ser verificada. A variação em torno da média é explicada por 98,98%, ou seja, igual ao valor máximo explicável, sendo o ajuste do modelo em relação aos pontos experimentais de 0.98981. Os resultados apresentam uma interação muito forte entre as variáveis teor de óleo e agitação na câmara de mistura, tendo grande e positiva influência na eficiência de separação. Outra variável que apresentou-se com grande e positiva influência foi a altura do leito orgânico. Os melhores resultados de eficiência de separação foram obtidos para altas vazões quando associadas a altas concentrações de óleo e alta agitação. Os resultados obtidos no presente trabalho mostraram excelente concordância com os resultados de trabalhos anteriores realizados com o misturador-decantador à inversão de fases
Abstract: The present work had as objective to apply an experimental planning aiming at to improve the efficiency of separation of a new type of mixer-settler applied to treat waste water contaminated with oil. An unity in scale of laboratory, was installed in the Post-graduation Program of Chemical Engineering of UFRN. It was constructed in partnership with Petrobras S.A. This called device Misturador-Decantador a Inversão de Fases (MDIF) , possess features of conventional mixer-settler and spray column type. The equipment is composed of three main parts: mixing chamber; chamber of decantation and chamber of separation. The efficiency of separation is evaluated analyzing the oil concentrations in water in the feed and the output of the device. For the analysis one used the gravimetric method of oil and greases analysis (TOG). The system in study is a water of formation emulsified with oil. The used extractant is a mixture of Turpentine spirit hydro-carbons, supplied for Petrobras. It was applied, for otimization of the efficiency of separation of the equipment, an experimental planning of the composite central type, having as factorial portion fractionary factorial planning 2 5-2, with the magnifying of the type star and five replications in the central point. In this work, the following independents variables were studied: contents of oil in the feed of the device; volumetric ratio (O/A); total flowrate ; agitation in the mixing chamber and height of the organic bed. Minimum and maximum limits for the studied variables had been fixed according previous works. The analysis of variance for the equation of the empirical model, revealed statistically significant and useful results for predictions ends. The variance analysis also presented the distribution of the error as a normal distribution and was observed that as the dispersions do not depend on the levels of the factors, the independence assumption can be verified. The variation around the average is explained by 98.98%, or either, equal to the maximum value, being the smoothing of the model in relation to the experimental points of 0,98981. The results present a strong interaction between the variable oil contents in the feed and agitation in the mixing chamber, having great and positive influence in the separation efficiency. Another variable that presented a great positive influence was the height of the organic bed. The best results of separation efficiency had been obtained for high flowrates when associates the high oil concentrations and high agitation. The results of the present work had shown excellent agreement with the results carried out through previous works with the mixer-settler of phase inversion
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15778
Appears in Collections:PPGEQ - Mestrado em Engenharia Química

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