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[en] INFLUENCE OF POLYMER DEGRADATION ON THE ANALYSIS OF POLYACRYLAMIDE BY TOTAL ORGANIC CARBON / [pt] INFLUÊNCIA DA DEGRADAÇÃO POLIMÉRICA NA ANÁLISE DE POLIACRILAMIDA POR CARBONO ORGÂNICO TOTALBRENDA DUARTE GRALHA 29 May 2023 (has links)
[pt] Os copolímeros de poliacrilamida desempenham um papel importante na
recuperação avançada de petróleo, cuja utilização visa o aumento da produção de
óleo. A avaliação do polímero na água produzida é, portanto, necessária para
monitorar a operação do campo petrolífero e para questões ambientais. Entretanto,
tal avaliação é desafiadora devido à complexidade da matriz e à possível degradação
da macromolécula durante o processo. Entre os diferentes métodos para
determinação de polímero, o carbono orgânico total (TOC, do inglês total organic
carbon) é vantajoso em comparação com outros métodos reportados na literatura
devido ao seu baixo custo, fácil operação e curto tempo de análise. Devido a isso,
um método de análise por TOC foi desenvolvido para a determinação do teor de
poliacrilamida, e a influência da salinidade, massa molar e dois tipos de degradação
química (hidrólise e por Fe2+/O2) na quantificação do polímero por este método
foram exploradas neste trabalho. Medidas reológicas, análises de ressonância
magnética nuclear (RMN) e de espectroscopia de infravermelho (ATR-FTIR, do
inglês Fourier-transform infrared with attenuated total reflectance) também foram
realizadas com o intuito de avaliar a degradação. A quantificação do polímero na
presença de diferentes teores de sal não foi afetada. De modo similar, as diferentes
massas molares dos polímeros não afetaram os resultados das análises por TOC. O
grau de hidrólise dos polímeros foi confirmado por 13C RMN e ATR-FTIR,
enquanto medidas reológicas confirmaram a degradação por Fe2+/O2.
Notavelmente, ambos os mecanismos de degradação investigados não impactaram
a determinação de poliacrilamida. Para todos os fatores avaliados, os erros não
ultrapassaram 8 por cento. Assim, os resultados obtidos destacam o método TOC como
adequado e confiável para a determinação de poliacrilamida com boa exatidão,
conferindo-lhe um potencial de aplicação para análises de amostras reais. / [en] Polyacrylamide copolymers play an important role in enhanced oil recovery
(EOR), whose widespread use aims to improve oil production. Assessment of
polymer in the produced water is thus required for monitoring the oilfield operation
and for environmental concerns. However, this task is challenging due to the matrix
complexity and the possible degradation of the macromolecule during the process.
Among the different methods for polymer determination, total organic carbon
(TOC) is advantageous in comparison to others reported in the literature because of
its low cost, easy operation and short analysis time. Due to this, a TOC method was
developed for the determination of polyacrylamide content, and the influence of
salinity, molar mass, and two types of chemical degradation (by hydrolysis and
Fe2+/O2) on the polymer quantification through this method were explored in this
work. Rheological measurements, NMR and ATR-FTIR analyses were also carried
out to evaluate the extent of degradation. The polymer quantification was not
affected in the presence of different salt contents. Similarly, analyses of samples
with different molar masses did not affect TOC results. The hydrolysis degree of
the polymers was confirmed by 13C NMR and ATR-FTIR, while rheological
measurements confirmed degradation by Fe2+/O2. Noticeably, both degradation
mechanisms investigated did not impair polyacrylamide determination. For all
factors evaluated, the errors were never greater than 8 percent. The results obtained
highlight the TOC as a suitable and reliable method for the determination of
polyacrylamide with good accuracy, showing its potential application in the
analysis of real samples.
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[en] PRODUCED WATER TREATMENT IN OIL AND GAS EXTRACTION BY ADVANCED OXIDATION / [pt] TRATAMENTO DE ÁGUA PRODUZIDA NA EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO E GÁS POR OXIDAÇÃO AVANÇADAFERNANDA MCCOMB DE OLIVEIRA 02 September 2024 (has links)
[pt] Água produzida (AP) é uma das fases geradas a partir da separação trifásica
obtida após a extração do petróleo e gás e constitui um efluente industrial. O
gerenciamento do seu tratamento para descarte face a alta vazão típica e
sensibilidade dos ecossistemas marinhos, é um desafio para empresas que lidam
com este tipo de fluido, principalmente na extração offshore. Como este efluente
tem uma composição química complexa e variável chegando em até 500 mg/L de
compostos orgânicos solúveis em água (WSO), os quais não são facilmente
removidos pelos tratamentos físico-químicos convencionais como coagulação e
floculação, diversas alternativas de tratamento são adotadas a fim de conseguir
eliminar ao máximo óleos e micropartículas de sólidos presentes. Para tal, a AP
deve ser tratada antes de ser lançada ao mar ou reutilizada no processo. Contudo,
nem sempre as etapas do tratamento conseguem funcionar de maneira ótima para
atender a qualidade ambiental regulatória, de modo que a busca por novos processos
de tratamento segue sendo de interesse geral. Neste trabalho foram testados
processos de oxidação catalisada com íons Fe para incrementar a degradação de
WSO, usando amostras reais de AP da Bacia de Campos (RJ, Brasil). Os melhores
resultados foram obtidos nas seguintes condições de H2O2 em dose de 1x sem
necessidade de catalisador (Fe2+). Nessas ocorreu uma redução de 66 por cento dos
orgânicos solúveis, suficiente para manter conformidade com as exigências das
normas ambientais para descarte de AP no mar. / [en] Produced water (PW) is one of the phases generated from the three-phase
separation obtained after the extraction of oil and gas and constitutes an
industrial effluent. The management of its treatment for disposal due to the
typical high flow and sensitivity of marine ecosystems is a challenge for
companies that deal with this type of fluid, especially in offshore extraction.
Since this effluent has a complex and variable chemical composition
reaching up to 500 mg/L of water-soluble organic compounds (WSO),
which are not easily removed by conventional physicochemical treatments
such as coagulation and flocculation, several treatment alternatives are
adopted in order to eliminate as much as possible oils and microparticles of
solids present. To reach this goal, the PW must be treated before being
released into the sea or reused in the process. However, the treatment stages
are not always able to function optimally to meet the regulatory
environmental quality, so the studies for new treatment processes continues
to be part of general interest. In this work, Fe ion-catalyzed oxidation
processes were tested to increase WSO degradation, using real PW samples
from the Campos Basin (RJ, Brazil). The best results were obtained under
the following conditions of H2O2 at a dose of 1x without the need for catalyst
(Fe2+). In these, there was a 66 percent reduction in soluble organics, sufficient to
maintain compliance with the requirements of environmental standards for
water discharge.
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