Utilización del concepto de materiales colectores para mejorar la cinética de la separación del agua en emulsiones de agua en aceite

Abstract

En Venezuela existe un gran número de excavaciones petroleras donde se han depositado por décadas desechos de las actividades petroleras, siendo estos espacios unos pasivos ambientales de poco interés para la industria. Sin embargo, dada la necesidad de recuperar estos espacios, sanear el ambiente y recuperar el hidrocarburo presente en las fosas, la escuela de ingeniería química de la UCV, desarrolla una serie de proyectos de investigación que permitan alcanzar la separación de las fases presentes en ésta emulsión a través de la aplicación de diferentes métodos de separación. El presente trabajo basó su formulación en encontrar una de las soluciones al problema de la separación de las fases presentes en las fosas, sin embargo, dada la complejidad de éste material, se utilizó una emulsión sintética del tipo W/O al 80% de agua para evaluar el argumento del estudio y que luego en estudios posteriores se validen los resultados utilizando el material de las fosas. En principio se evaluó la cinética de separación de la emulsión W/O preparada, al trabajar con la incorporación de materiales y se determinó por observación macroscópica que materiales como vidrio, madera y concha de maní proporcionaban mejor separación que el metal y plástico. Luego se evaluó la separación al aplicar desestabilización por campo eléctrico e incorporación de material y se encontró que las cinéticas de separación más favorables se obtuvieron al añadir concha de maní o madera. Sin embargo, el estudio del campo fue poco reproducible para la emulsión utilizada, puesto que el alto contenido de agua de la emulsión obstaculizaba el proceso de desestabilización al depositarse alrededor de los electrodos el agua coalescida produciendo la caída del potencial; por ello los estudios siguientes se realizaron sin desestabilización por campo. Dada la evaluación de los materiales, se seleccionó la concha de maní como “material colector” gracias a observaciones realizadas al permanecer la muestra de emulsión en contacto con el material, que evidenciaron preferencia de la concha de maní a la separación del agua al encontrar gotas de agua coalescidas entre la pared del recipiente y el material. También se evaluó la variación de la cinética al modificar el tamaño de la concha de maní y se obtuvo que partículas menores a 0,89 mm proporcionan una separación de agua y parafina superior al 80% para emulsiones de estudio. Esta tendencia se le adjudica al carácter lipofílico e Hidrofóbico de la concha de maní, por lo cual puede el surfactante adherirse a la superficie provocando el deterioro de la película interfacial y la desestabilización de la emulsión. Por último se estudió el producto de la separación al utilizar partículas de vidrio de 0,89 mm y se encontró que la separación obtenida fue mucho menor que la producida por la concha de maní. Se concluyó que la disminución del tamaño del “material colector” incrementa la recuperación de las fases de la emulsión, en el caso específico, se habla de partículas de concha de maní menores a 0,89 mm que proporcionaron sustanciales mejoras en la recuperación del agua.