Determinação de cloreto por cromatografia de íons em petróleo extrapesado, coque e resíduo de vácuo após decomposição em sistema fechado por combustão iniciada por microondas

A method for chloride determination in heavy crude oil, petroleum coke and vacuum residue after microwave-induced combustion (MIC) in closed vessels is described. Samples (with exception of petroleum coke) were wrapped in polyethylene and placed on a quartz holder that was positioned inside to quart...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2007
Main Author: Pereira, Juliana Severo Fagundes lattes
Orientador/a: Flores, Érico Marlon de Moraes lattes
Banca: Zanella, Renato lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Santa Maria
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Química
Assuntos em Português:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufsm.br/handle/1/10405
Citação:PEREIRA, Juliana Severo Fagundes. Determinação de cloreto por cromatografia de íons em petróleo extrapesado, coque e resíduo de vácuo após decomposição em sistema fechado por combustão iniciada por microondas. 2007. 147 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2007.
Resumo Português:Neste trabalho é proposto um método para a determinação de cloreto por cromatografia de íons (IC) em petróleo extrapesado, coque e resíduo de vácuo após a decomposição das amostras em sistema fechado por combustão iniciada por microondas (MIC). Para a decomposição por MIC, as amostras de petróleo extrapesado e resíduo de vácuo foram envolvidas em um filme de polietileno, enquanto que as amostras de coque foram prensadas na forma de comprimidos. Foi estudada a solução absorvedora mais adequada (H2O, H2O2, Na2CO3 e (NH4)2CO3) e avaliada a necessidade de uma etapa de refluxo após a combustão para garantir a recuperação do analito. Apesar das boas recuperações obtidas para todas as soluções absorvedoras, água foi escolhida como solução absorvedora por apresentar resultados concordantes para o material de referência certificado (CRM) de coque (coking coal, BCR 181), além de facilitar a determinação de cloreto por IC e por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) por eliminar problemas relacionados à utilização de elevados teores ácidos ou alcalinos presentes na solução final. Para as demais amostras, na indisponibilidade de CRMs, o método foi validado por meio de ensaios de recuperação. As recuperações, utilizando IC, foram 99,4 ± 2,2% para petróleo extrapesado, 100,2 ± 1,9% para coque e 98,9 ± 2,2% para resíduo de vácuo, sendo que os limites de quantificação por IC e ICP OES, foram 5 e 15 mg g-1, respectivamente. Também foram estudados outros métodos de preparo das amostras: extração com água e aquecimento por radiação microondas e decomposição por via úmida em sistema fechado com aquecimento por radiação microondas. Entretanto, estes métodos não apresentaram resultados satisfatórios. Adicionalmente, para a amostra de petróleo extrapesado, foi feita a comparação do método proposto com o método oficial recomendado pela norma ASTM D 6470-99 para a determinação de cloreto em petróleo. O teor de carbono residual utilizando MIC foi inferior a 1%, enquanto que empregando digestão por via úmida, foram superiores a 10%. Portanto, utilizando o método proposto, é possível determinar cloreto em baixas concentrações em diferentes amostras de forma rápida e segura. Adicionalmente, o método permite a decomposição de até oito amostras simultaneamente, utilizando elevada massa de amostra (500 mg).
Resumo inglês:A method for chloride determination in heavy crude oil, petroleum coke and vacuum residue after microwave-induced combustion (MIC) in closed vessels is described. Samples (with exception of petroleum coke) were wrapped in polyethylene and placed on a quartz holder that was positioned inside to quartz vessels used in commercial system for sample digestion by microwave. Combustion takes place in the presence of oxygen under pressure (20 bar) using ammonium nitrate (50 ml of 6 mol l-1) as aid for ignition. The influence of absorbing solution (water, sodium carbonate, ammonium carbonate and hydrogen peroxide) on the recoveries for Cl and the necessity of an additional reflux step were evaluated. Water was selected as absorbing solution with 5 min reflux in view of the good agreement for certified reference material (coking coal) and to the suitability for further chloride determination using IC and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). The recoveries for Cl were 99.4 ± 2.2% for heavy crude oil, 100.2 ± 1.9% for petroleum coke and 98.9 ± 2.2% for vacuum residue. Limits of detection (LOD) were 5 and 15 mg g-1 using IC and ICP OES, respectively. Additionally, wet digestion by microwave in closed vessels and water extraction in microwave also using closed vessels were evaluated for comparison of results. The residual carbon content was below 1% for the proposed procedure by MIC and higher than 10% for wet digestion in closed vessels. Another advantage is the possibility of using water or diluted alkaline solutions that is preferable for chloride and other halogen determination and its use can reduce the problems caused by loss of sensibility in IC due to matrix effects caused by strong acid or alkali solutions. With the proposed procedure it is possible to digest up to eight samples simultaneously using a sample mass up to 500 mg.