Determinação de cátions e ácidos orgânicos por cromatografia de íons em extrato aquoso de amostras de petróleos

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dc.contributor.advisor1Santos, Maria de Fatima Pereira dos
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/000000016165003X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0376041929696875
dc.contributor.authorDecoté, Paulo André Prata
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-0141-5043
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8198323176384225
dc.contributor.referee1Müller, Edson Irineu
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0884-1774
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5994311290376153
dc.contributor.referee2Oliveira, Elcio Cruz de
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-8979-4131
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0035193585701908
dc.date.accessioned2024-05-30T00:54:09Z
dc.date.available2024-05-30T00:54:09Z
dc.date.issued2022-07-08
dc.description.abstractIn this work, a methodology was proposed for the cátions’ determination (Li+ , Na+ , NH4 + , K+ , Mg2+, Ca2+, Sr2+ e Ba2+) and for the determination of short-chain organic acids (formic, acetic and propanoic acid) by ion chromatography in oil samples after extraction process following the ASTM D6470. Fifteen oil samples were used, characterized in terms of density, API grade, Total Acid Number (TAN), salinity and water content. ASTM D6470 method was implemented modified 3-way flask for insertion of a Pt100 termoresistor for temperature control and a copper capillary for smooth airflow. Ion chromatography was evaluated of eluent composition, matrix effect, resolution, linearity, accuracy, repeatability, intermediate precision limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ). In the cations analysis in petroleum, sodium (Na+ ) was identified in all samples at concentrations from 0.5 to 4853 mg kg-1 , calcium (Ca2+) in most samples from 2 to 880 mg kg-1 , and magnesium (Mg2+) from 0.8 to 69 mg kg-1 of oil. In lower concentrations, lithium (Li+ ) (5 to 10 mg kg-1 ), ammonium (NH4+ ) (1 to 10 mg kg-1 ), potassium (K+ ) (0.7 to 31 mg kg-1 ) and strontium (Sr2+) (1 to 25 mg kg-1 ). In the samples studied, the concentration of barium (Ba2+) was below the limit of quantification (1.09 mg kg-1 ). For organic acids in petroleum, formic acid was determined in 14 of the 15 oils studied in the range of 0.80 to 25 mg kg-1 . Acetic acid was determined from 15 oil samples in the range of 2 to 560 mg kg-1 . Propanoic acid was found in nine of the fifteen oils (1 to 3 mg kg-1 ). It was observed that the oils that presented higher concentrations of acids (above 12 mg kg-1 for formic acid and acetic acid) also contained higher contents of water (1.03% to 7.26% m/m), which contribute the hypothesis that these acids are removed in oil dehydration processes. Therefore, using the proposed methodology, this work evidenced the possibility ion chromatography applying-in the speciation and quantification of the cations types, as well as the short-chain organic acids present in petroleum, which can possible the study of several effects, such as corrosive processes, fouling in distillation, poisoning of catalysts and influence on the determination of physicochemical characteristics of petroleum, such as the Total Acid Number.
dc.description.resumoNeste trabalho foi proposta uma metodologia para a determinação de cátions (Li+ , Na+ , NH4 + , K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+ e Ba2+) e para determinação de ácidos orgânicos de cadeia curta (ácido fórmico, acético e propanoico) por cromatografia de íons em amostras de petróleos após processo de extração seguindo a norma ASTM D6470. Foram utilizadas quinze amostras de petróleo, caracterizadas quanto à densidade, grau API, número de acidez total (NAT), salinidade e quantidade de água. O método ASTM D6470 foi implementado em um balão modificado com 3 vias para inserção de um termorresistor Pt100 para controle de temperatura e um capilar de cobre para fluxo suave de ar. A cromatografia de íons foi avaliada quanto a composição do eluente, efeito matriz, resolução, linearidade, recuperação, repetibilidade, precisão intermediaria, limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ). Na análise de cátions no petróleo, sódio (Na+ ) foi identificado em todas as amostras de petróleo em concentrações de 0,5 até 4853 mg kg-1 , cálcio (Ca2+) na maioria das amostras de 2 até 880 mg kg-1 , e magnésio (Mg2+) de 0,8 até 69 mg kg-1 de petróleo. Em menores faixas de concentração também foi identificado lítio (Li+ ) (5 a 10 mg kg-1 ), amônio (NH4 + ) (1 a 10 mg kg-1 ), potássio (K+ ) (0,7 a 31 mg kg-1 ) e estrôncio (Sr2+) (1 a 25 mg kg-1 ). Nas amostras estudadas, a concentração de bário (Ba2+) ficou abaixo do limite de quantificação (1,09 mg kg-1 ). Para ácidos orgânicos no petróleo, ácido fórmico foi determinado em 14 dos 15 petróleos estudados na faixa de 0,80 a 25 mg kg-1 . Ácido acético foi determinado das 15 amostras de petróleo na faixa de 2 a 560 mg kg-1 . Ácido propanoico foi determinado em nove dos quinze petróleos (1 a 3 mg kg-1 ). Observouse que os petróleos que apresentaram maiores concentrações de ácidos (superior a 12 mg kg-1 para ácido fórmico e ácido acético), também continham maiores teores de água (1,03% a 7,26% m/m), o que corrobora com a hipótese desses ácidos serem removidos em processos de desidratação do petróleo. Portanto, utilizando a metodologia proposta, este trabalho evidenciou a possibilidade de aplicar a cromatografia de íons na especiação e quantificação dos tipos de cátions, bem como dos ácidos orgânicos de cadeia curta presentes no petróleo, o que pode auxiliar no estudo de diversos fenômenos, como processos corrosivos, incrustação nas torres de destilação, envenenamento de catalisadores e influência na determinação de características físico-químicas do petróleo, como o número de acidez total.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/16240
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Energia
dc.publisher.departmentCentro Universitário Norte do Espírito Santo
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Energia
dc.rightsopen access
dc.subjectCromatografia
dc.subjectCátions
dc.subjectÁcidos orgânicos
dc.subjectPetróleo
dc.subjectASTM D6470
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia/Tecnologia/Gestão
dc.titleDeterminação de cátions e ácidos orgânicos por cromatografia de íons em extrato aquoso de amostras de petróleos
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis
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