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Título: Estudo da adsorção do cálcio e estrôncio da água produzida utilizando carvão babaçu
Título(s) alternativo(s): A study on adsorption of calcium and strontium from produced water by using babassu charcoal
Autor(es): Medeiros, Hena Lissa de Sousa
Palavras-chave: Água produzida;Adsorção;Carvão vegetal de coco babaçu;Cálcio;Estrôncio
Data do documento: 30-Jun-2015
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citação: MEDEIROS, Hena Lissa de Sousa. Estudo da adsorção do cálcio e estrôncio da água produzida utilizando carvão babaçu. 2015. 144 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Petróleo) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Petróleo. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015.
Resumo: Produced water is a major waste generated during oil exploration and production. Due to its large volume and complex chemical composition an effort arises so that the contaminant concentrations meet the current legislation, in order to reduce harmful effects on the environment caused by its disposal without prior treatment. The objective of this paper is to characterize produced water from the Periquito field, RN, Brazil, and assess the adsorptive potential of babassu nut charcoal for removal of calcium and strontium from produced water, focusing on its suitability for disposal. Through the physicochemical characterization of the produced water, it was possible to observe that the concentrations of calcium and strontium were: 322 mg/L and 69 mg/L, respectively. The material to be used as an adsorbent was characterized through different physicochemical techniques, such as laser particle size, density, elemental analysis, thermal analysis, XRF, SEM, XRD and pHPZC. Provided the characterization analysis, adsorption experiments were carried out using the method of finite bath in synthetic solutions of both calcium and strontium. The results showed that babassu nut charcoal has maximum adsorption removal at low concentrations. In parallel with the study on adsorption in synthetic solutions, adsorption experiments were performed with produced water, whose results showed that babassu nut charcoal has good adsorption potential, removing over 50% of calcium and above 45% strontium, and having values of 17.31 mg/g for the adsorption capacity for calcium and 3.15 mg/g for strontium. In order to optimize the experiments, the full factorial design of two levels was applied in order to verify the influence of the concentration of calcium, strontium and the mass of the adsorbent in synthetic solution on the percentage of removal (%) and the adsorption capacity of adsorption of these metals. From the analysis results, it was possible to observe that the optimal regions for the removal of these metals was in the upper level of the metal concentration and in the upper level of the adsorbent mass (+1, +1) obtaining a maximum removal of 58 % for calcium and 63 % for strontium.
metadata.dc.description.resumo: A água produzida é um dos principais resíduos gerados durante a exploração e produção de petróleo, devido ao grande volume e a sua composição química complexa surge á preocupação para que as concentrações dos contaminantes atendam as legislações vigentes, com a finalidade de reduzir os efeitos nocivos ao meio ambiente provocado pelo seu descarte sem tratamento prévio. Assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar a água produzida no Campo de Periquito, do Estado do RN e avaliar o potencial adsortivo do carvão vegetal de coco babaçu para remoção dos metais Ca e Sr da água produzida, visando a sua adequação para descarte. Através da caracterização físico-química da água produzida, pôde-se observar que as concentrações dos metais cálcio e estrôncio foram: 322 mg/L e 69 mg/L, respectivamente. O material a ser utilizado como adsorvente foi caracterizado por diferentes técnicas físico-químicas, tais como: granulometria, densidade aparente, análise elementar, análise térmica, FRX, MEV, DRX e pHPZC. De posse das análises das caracterizações foram realizados ensaios de adsorção, pelo método de banho finito em soluções sintéticas dos metais Ca e Sr. Os resultados demonstraram que o carvão babaçu possui remoção máxima em baixas concentrações. Paralelamente ao estudo de adsorção em soluções sintéticas, foi realizado ensaios de adsorção com a água produzida e o resultado mostrou que o carvão babaçu possui bom potencial de adsorção, removendo acima de 50 % do cálcio e acima 45 % do estrôncio, e apresentando valores para a capacidade de adsorção de 17,31 mg/g para o cálcio e 3,15 mg/g para o estrôncio. Para otimizar os ensaios de adsorção foi aplicado o planejamento fatorial completo de dois níveis com o intuito de verificar a influência da concentração dos metais Ca e Sr e a massa do adsorvente em solução sintética sobre a % remoção e a capacidade de adsorção dos metais. Através dos resultados das análises das superfícies de respostas pôde-se observar que as regiões ótimas para a remoção dos metais foram no nível superior da concentração dos metais e no nível superior da massa de adsorvente (+1,+1) obtendo uma remoção máxima de 58 % do cálcio e 63 % do estrôncio.
URI: http://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/20491
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