Estudo do Efeito da Lignina em Emulsões Água em Óleo de Petróleo Pesado

Abstract

As emulsões de petróleo do tipo água em óleo (A/O) estão presentes desde a perfuração do poço até o refino e causam diversos problemas. Os petróleos pesados possuem maiores quantidades de compostos polares que um petróleo leve e isso provoca a formação de emulsões com alta estabilidade. Tais emulsões precisam ser desidratadas para reduzir os impactos gerados. Assim, estudar e avaliar os fatores que afetam a estabilidade de uma emulsão é importante para a indústria do petróleo. Devido à falta de informações sobre a avaliação do comportamento de emulsões A/O através da adição de produtos naturais, no presente trabalho foi realizado um estudo sobre o efeito da adição de lignina em emulsões A/O de um petróleo pesado (°API de 13,7) com teor de asfaltenos 7% m/m e 32% m/m de resinas. Inicialmente para verificar a distribuição do tamanho de gotas (DTG), selecionar a rotação mecânica ideal de trabalho e a influência do tipo de eletrólito na estabilidade, foram preparadas emulsões adicionando volumes de 10, 20, 30, 35 e 40% m/v de dois tipos de água (deionizada e formação) sob agitação mecânica de 2500, 5000, 10000 e 15000 rpm e uma solução saturada de NaCl adicionada ao óleo nos teores de 10, 20 e 30% m/v homogeneizadas na rotação de 5000 rpm. Escolhida as melhores condições de trabalho (5000 rpm) e devida à ocorrência natural de formação de emulsões A/O com água de formação, o preparo das emulsões para teste com produto natural consistiu na homogeneização do óleo com água de formação e adição de solução alcalina de lignina in natura na concentração de 0,5 e 3% m/v. Os teores de água de formação e lignina totalizavam os volumes de 10 e 30% m/v de fase aquosa nas emulsões. Adicionalmente, foram preparadas emulsões A/O com água de formação e adição de soluções de lignina modificada e saponina, nas concentrações de 0,5 e 3% m/v utilizando o mesmo procedimento das emulsões preparadas com lignina in natura. Os fatores avaliados foram o envelhecimento, temperatura, teor de água, tamanho de gota, concentração de sais e de produto natural adicionado. Os resultados mostraram que as emulsões formadas com água deionizada, água de formação (5,5·104 mg·L-1 de NaCl) e solução saturada de NaCl (2,7·105 mg·L-1) apresentaram estabilidade mesmo após envelhecimento por 30 dias e ao serem submetidas a aquecimento. As emulsões preparadas com água de formação apresentaram maior valor de DTG do que as que foram preparadas com solução saturada de NaCl e água deionizada, respectivamente. Isso pode ter ocorrido devido a presença de íons de diferentes cargas na água de formação. Os resultados para as emulsões preparadas com adição de produtos naturais mostram que a lignina in natura e modificada se comportaram como um bom agente emulsificante quando adicionado em baixa concentração e quantidade. A saponina se apresentou como um bom emulsificador nas condições experimentais estabelecidas. A análise por componentes principais dos dados dos espectros de infravermelho mostraram que somente as emulsões preparadas com fase aquosa 30% m/v de água de formação e adição de saponina apresentaram comportamento diferente das demais emulsões avaliadas. Isto sugere que as emulsões preparadas saponina em alta concentração pode ter provocado alteração do perfil químico do petróleo estudado.