UTILIZAÇÃO DE ZEÓLITA NH4 -Y COMO ADSORVENTE DE BÁRIO EM ÁGUA PRODUZIDA: estudo cinético e termodinâmico. / USE OF ZEOLITE NH4-Y AS ADSORBENTS BARIUM IN PRODUCED WATER: thermodynamic and kinetic study.

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

30/03/2011

RESUMO

Nas últimas décadas, com avanço das pesquisas e do conhecimento na área de tratamento de efluentes aquosos, a adsorção passou a ser utilizada como uma operação unitária importante, apresentando-se como uma alternativa importante e economicamente viável em muitos casos. Diante do exposto, o objetivo principal deste trabalho é estudar o potencial da utilização de zeólita NH4-Y como adsorvente de bário proveniente da água produzida, através de um estudo cinético e termodinâmico. Os resultados obtidos evidenciaram que a água produzida dos campos onshore de siririzinho/SE, é salina e contém elevadas concentrações de íons potássio, sódio, cálcio e magnésio, sulfato. O seu pH esteve próximo da neutralidade. Foi observado também à presença dos cátions bário e estrôncio em concentrações razoavelmente elevadas. De forma geral, observou-se nos espectros de infravermelho das incrustações bandas compatíveis com a presença de uma mistura de resíduos de óleo e de componentes minerais. Os difratogramas das amostras de incrustações sugerem a presença de montmorillonita, quartzo, calcita e barita. Nos espectros de infravermelho da zeólita NH4 Y as bandas mais predominantes ocorreram nas faixas de 1250 a 950 cm-1 e 790 a 650 cm-1, indicando o modo de estiramento assimétrico (←OTO←) e o modo de estiramento simétrico (←OTO←), respectivamente. Através dos difratogramas da zeólita NH4 Y pode-se observar que a amostra é formada por um material com estrutura do tipo faujasita com alto grau de pureza. A curva termogravimétrica da zeólita NH4 Y apresentou três principais etapas de decomposição, sendo que a porcentagem residual do material zeólitico foi de 72,5%. A curva obtida da experiência de determinação do pH do ponto de carga zero(pHPCZ) demonstrou que o pHPCZ experimental foi de 6,07. No estudo do efeito da massa na adsorção de bário pela zeólita NH4 Y observou-se que a porcentagem de remoção aumenta significantemente com o acréscimo da massa. Através dos resultados de competição iônica, pode-se perceber que a presença de outros íons diferentes do bário na água produzida afeta consideravelmente sua capacidade de adsorção. As curvas cinéticas evidenciaram que a capacidade de adsorção aumenta com o tempo de contato e esses valores foram maiores com o aumento da concentração inicial. Dos modelos cinéticas utilizados neste trabalho através das metodologias linear e não-linear pode-se notar que os dados cinéticos se ajustam melhor ao modelo cinético exponencial de Avrami. Observou-se que a difusão intraparticula não é o fator determinante no processo de adsorção de bário pela zeólita NH4 Y. Dentre as isotermas de adsorção testadas neste trabalho aquela que os dados se ajustaram melhor foi o de Sips. Os parâmetros termodinâmicos do processo de adsorção de bário pela zeólita NH4 Y calculados pelo método indireto de vant Hoff e dos dados isotérico, evidenciaram que o processo é favorecido para temperaturas mais elevadas. Foram obtidos valores negativos de ΔG indicando que as interações são espontâneas, valores de entropia de adsorção (ΔS) tendenciado para valores positivos com o aumento da temperatura obtidos pela equação de vant Hoff, e positivos para aqueles obtidos pelos dados isostérico, indicando que o processo tende a uma maior desorganização, e por fim valores de entalpia ΔH tendenciado para valores positivos com o aumento da temperatura pela equação de vant Hoff, e positivo pelos dados isostérico, indicando que de modo geral a adsorção de bário pela zeólita NH4 Y é um processo de natureza endotérmica. Testes iniciais utilizando amostra de água produzida real evidenciaram que a capacidade de adsorção de bário de efluentes reais é menor do que aquelas realizadas em sistemas sintéticos. Os ensaios de adsorção apresentaram-se como promissores para aplicação da zeólita NH4 Y na indústria do petróleo como método secundário no tratamento de água produzida.

ASSUNTO(S)

adsorção bário água produzida zeólita nh4 y quimica adsorption barium produced water nh4y zeolite

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