APPLICATION OF BIOPOLYMERS FOR OIL AND GREASE REMOVAL FROM PETROLEUM INDUSTRY EFFLUENTS
Abstract
The total oil and grease (TOG) content is one of the key parameters to be analyzed for the final disposal of produced water. In the face of this problem, the use of alternative methods for treating this water is necessary. Thus, polymers emerge as an alternative because they are technically feasible compared to more commonly used methods, biodegradable, and non-toxic. Guar gum and hydroxypropyl guar are biopolymers with important physicochemical characteristics and three-dimensional structures. Through the cross-linking of polymeric chains by borate ions, in the presence of salts, a salting-out effect occurs, reducing the solubility of the polymer gel in water. This process results in the oil being trapped in the collapsed gel, and the separation of oil and water phases. The TOG was determined using the UV-VIS spectrophotometry method. The TOG was analyzed after collapse at different times of 3, 6, 9, and 24 hours. This process resulted in a removal of over 90% of the oil for guar gum at a concentration of 4 g/L, within 3 hours after collapse, while for hydroxypropyl guar, at a concentration of 5 g/L, this occurred only after 6 hours following collapse.
Author Biographies
Holds a B.S. in Materials Engineering (2004), an M.Sc. in Materials Science and Engineering (2008), and a Ph.D. in Petroleum Science and Engineering (2014), all from the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN). Their research focuses on corrosion, with a particular emphasis on the application of plant-based inhibitors sourced from the semi-arid region. Additionally, they work with circular economy strategies, including the treatment and reuse of waste and effluents, as well as the development of sustainable technologies applied to the industrial sector.
Chemical Engineer from the Federal Rural University of the Semi-Arid (UFERSA), currently pursuing a Master’s degree in Materials Science and Engineering at UFERSA, and an undergraduate student in Petroleum Engineering at the same institution.
Holds a Bachelor's degree in Materials Engineering from the Federal University of Campina Grande (2007), a Master's degree from the Graduate Program in Petroleum Science and Engineering at the Federal University of Rio Grande do Norte (2009), and a Ph.D. in Chemistry from the Federal University of Rio Grande do Norte (2014). Professor of the Petroleum Engineering program at the Federal Rural University of the Semi-Arid (UFERSA), Mossoró campus.
Holds a Master’s degree (2009) and a Ph.D. (2015) in Petroleum Science and Engineering from the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN). Since 2011, has been a professor in the Petroleum Engineering program at the Federal Rural University of the Semi-Arid (UFERSA), assigned to the Department of Engineering and Technology of this institution.
Holds a Bachelor's degree in Chemistry (2001) and a Licentiate degree in Chemistry (2005), both from the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN). Completed a Master’s degree in Chemistry (2004) and a Ph.D. in Chemistry (2008) at the same institution. Has experience in the field of Chemistry, with emphasis on sample extraction processes, gas chromatography, corrosion inhibitors, characterization of complexes, advanced oxidative processes, and the development of adsorbent materials.
References
AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEIS (Brasil). Dados gerais do setor. Brasília, DF: ANP, 2023. Disponível em: https://www.gov.br/anp/pt-br/acesso-a-informacao/institucional/historia-anp-setor Acesso em: 11 set. 2023.
AKCELRUD, L. Fundamentos da ciência dos polímeros. 1. ed. Rio de Janeiro: Manole, 2007. cap. 1.
AMINI, S. et al. Mathematical modelling of a hydrocyclone for the down-hole oil–water separation (DOWS). Chemical Engineering Research and Design, Iran, v. 90, n. 12, p. 2186-2195, dez. 2012. Disponível em: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876212001785 Acesso em: 7 maio 2023.
BALABAN, R. C.; PAIXÃO, M. V. G. Application of guar gum in brine clarification and oily water treatment. International Journal of Biological Macromolecules, v. 108, p. 119-126, mar. 2018. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813017323279 Acesso em: 17 fev. 2023.
CANEVAROLO, S. V. Ciência dos polímeros: um texto básico para tecnólogos e engenheiros. 2. ed. São Paulo: Artliber, 2006. p. 34-60.
CARVALHO, P. C. de A. P. Tratamento combinado da água produzida de petróleo - filtração, adsorção e foto-fenton. 2016. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
CHAKRABARTY, B.; GHOSHAL, A. K.; PURKAIT, M. K. Crossflow ultrafiltration of stable oil-in-water emulsion using polysulfone membranes. Chemical Engineering Journal, India, p. 447-456, 1 dez. 2010. Disponível em: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894710008612 Acesso em: 14 maio 2023.
CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE (Brasil). Resolução nº 393, de 8 de agosto de 2007. Diário Oficial da União: seção 1, Brasília, DF, n. 153, p. 72-73, 9 ago. 2007.
CURBELO, F. D. da S. Estudo da remoção de óleo em águas produzidas na indústria de petróleo, por adsorção em coluna utilizando a vermiculita expandida e hidrofobizada. 2002. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2002.
EBRAHIMI, M. et al. Characterization and application of different ceramic membranes for the oil-field produced water treatment. Desalination, Germany, v. 245, n. 1-3, p. 533-540, 15 set. 2009. Disponível em: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0011916409003683 Acesso em: 6 jun. 2023.
GAUTO, M. Petróleo e gás: princípios da exploração, produção e refino. Porto Alegre: Bookman, 2016. cap. 6.
GUPTA, B. S.; AKO, J. E. Application of guar gum as a flocculant aid in food processing and potable water treatment. European Food Research and Technology, UK, v. 221, n. 6, p. 746-751, 5 ago. 2005. Disponível em: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00217-005-0056-4 Acesso em: 15 mar. 2023.
INSTITUTO BRASILEIRO DO MEIO AMBIENTE E DOS RECURSOS NATURAIS RENOVÁVEIS. Resíduos oleosos: instrução normativa nº 12, de julho de 2013. Brasília, DF: IBAMA, 2013. Disponível em: https://www.ibama.gov.br Acesso em: 11 set. 2023.
MANO, E. B.; MENDES, L. C. A natureza e os polímeros: meio ambiente, geopolímeros, fitopolímeros e zoopolímeros. 1. ed. São Paulo: Blücher, 2018. cap. 6.
MINTY, B.; RAMSEY, E. D.; DAVIES, I. Development of an automated method for determining oil in water by direct aqueous supercritical fluid extraction coupled on-line with infrared spectroscopy. The Analyst, UK, p. 2356-2363, 21 nov. 2000. Disponível em: http://pubs.rsc.org Acesso em: 12 maio 2023.
MOTTA, A. R. P. Tratamento de água produzida de petróleo para remoção de óleo por processos de separação por membranas: revisão. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 18, n. 1, jan./mar. 2013. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/esa/v18n1/a03v18n1 Acesso em: 13 dez. 2022.
OLIVEIRA, G. R. C. Estudo de variáveis operacionais e interfaciais na flotação de óleo por gás dissolvido. 1995. Dissertação (Mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1995.
QUEIROS, Y. G. C. et al. Materiais poliméricos para tratamento de água oleosa: utilização, saturação e regeneração. Polímeros: ciência e tecnologia, Rio de Janeiro, v. 16, n. 3, p. 224-229, jan. 2006. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0104-14282006000300012 Acesso em: 4 maio 2023.
RIBEIRO, A. M. et al. Desenvolvimento de fluidos de fraturamento. Rio de Janeiro: Petrobras, 1984. (Boletim Técnico Petrobras).
ROCHA, B. S. Avaliação de metodologia combinada com uso de tensoativos e polieletrólitos para tratamento de água produzida. 2018. Dissertação (Mestrado) – [Instituição não especificada], 2018.
SILVA, D. C. et al. Removal of oil from produced water by ionic flocculation using saponified babassu coconut oil. Journal of Materials Research and Technology, v. 9, n. 3, p. 4476-4484, 2020.
SOUZA, K. V. et al. Utilização de biopolímero no tratamento de efluentes da indústria de papel e celulose por processo oxidativo avançado. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 45, n. 114, p. 363-372, jun. 2017. Disponível em: https://www.ipef.br/publicacoes/scientia/nr114/cap12.pdf Acesso em: 16 maio 2023.
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