BRPI1103680A2 - Processo de preparação, aplicação e recuperação de material absorvente para compostos ou misturas apolares - Google Patents
Processo de preparação, aplicação e recuperação de material absorvente para compostos ou misturas apolares Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI1103680A2 BRPI1103680A2 BRPI1103680-0A BRPI1103680A BRPI1103680A2 BR PI1103680 A2 BRPI1103680 A2 BR PI1103680A2 BR PI1103680 A BRPI1103680 A BR PI1103680A BR PI1103680 A2 BRPI1103680 A2 BR PI1103680A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- absorbent material
- oil
- absorption
- mixtures
- compounds
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 title claims abstract description 56
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 48
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 63
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 27
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011381 foam concrete Substances 0.000 claims description 15
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 claims description 8
- 239000008262 pumice Substances 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019489 Almond oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 4
- 239000008168 almond oil Substances 0.000 claims description 4
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000003240 coconut oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000019864 coconut oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 4
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000021302 avocado oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008163 avocado oil Substances 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 235000019516 cod Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 claims description 3
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims 1
- 239000008157 edible vegetable oil Substances 0.000 claims 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 claims 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims 1
- 230000003319 supportive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- -1 COMPOUND COMPOUNDS Chemical class 0.000 description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 241000120622 Rhizophoraceae Species 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 244000025272 Persea americana Species 0.000 description 1
- 235000008673 Persea americana Nutrition 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 102000038379 digestive enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108091007734 digestive enzymes Proteins 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000004434 industrial solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical class [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000011160 magnesium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
Processo de preparação, aplicação e recuperação de material absorvente para compostos ou misturas apolares. A presente invenção descreve o processo de preparação, aplicação e recuperação de um material absorvente para compostos ou misturas de compostos apolares, tais como solventes orgânicos, petróleo e derivados, óleos lubrificantes, óleos comestíveis, mas não limitantes. O material absorvente é composto por uma matriz inorgânica de elevada porosidade, baixa densidade e elevada resistência mecânica. Esta matriz é hidrofobizada adquirindo a capacidade de absorção de compostos ou misturas de compostos apolares.
Description
PROCESSO DE PREPARAÇÃO, APLICAÇÃO E RECUPERAÇÃO DE MATERIAL ABSORVENTE PARA COMPOSTOS OU MISTURAS APOLARES A presente invenção descreve o processo de preparação, aplicação e recuperação de um material absorvente para compostos ou misturas de compostos apoiares, tais como solventes orgânicos, petróleo e derivados, óleos lubrificantes, óleos comestíveis, mas não limitantes. O material absorvente é composto por uma matriz inorgânica de elevada porosidade, baixa densidade e elevada resistência mecânica. Esta matriz é hidrofobizada adquirindo a capacidade de absorção de compostos ou misturas de compostos apoiares. A utilização de compostos apoiares nas indústrias químicas gera um grande desperdício de solventes orgânicos e também a uma alta freqüência de acidentes ambientais ocasionados pelo derramamento destes compostos em aqüíferos naturais, tais como oceanos, mares, rios, mangues, lagos e lagoas, assim como a contaminação dos solos nas margens dos rios ou praias, prejudicando toda a fauna e flora, aquáticas e terrestres. Tais acidentes ambientes prejudicam também diversos setores econômicos e industriais, tais como a pesca, agropecuária, sistemas de tratamentos de água, dentre outros.
Desta forma, para minimizar os custos de revitalização das áreas degradadas por derramamento de petróleo ou para a revitalização de rios, lagos, lagoas contaminados com compostos semelhantes, diversas medidas para evitar danos ambientais têm sido implementadas, como a construção de oleodutos mais resistentes, implementação de sistema de tratamento de rejeitos industriais, dentre outros.
Descritos no estado da técnica existem alguns materiais que podem ser de compostos apoiares, como por exemplo, a patente BR9103357 (Processo para obtenção de borracha granulada ou em pó com larga faixa de absorção de petróleo, seus derivados e outros solventes, 1991) que descreve a aplicação da borracha vulcanizada na forma de pó ou em grânulos para a absorção de petróleos e seus derivados.
Outro exemplo de absorção de compostos apoiares é descrito no pedido de patente BR0702220 (Processo de produção de manta reciclável para absorção de petróleo, 2007) que descreve a utilização do tecido TNT, composto por viscose e poliéster prensados, em seguida o material deve ser mergulhado em um banho contendo bactericida, fungicida e óleo para a estocagem do produto. Na descrição da tecnologia verifica-se a inconveniente utilização de compostos biocidas que podem causar a contaminação do ambiente aquático com agentes bactericidas e fungicidas durante o processo de remoção, por exemplo, do petróleo derramado, podendo agravar ainda mais os danos ambientais.
Utilizando uma matriz inorgânica para absorção de compostos apoiares tem-se o documento, pedido de patente BR0701585 (Processo de obtenção de cerâmicas porosas de baixa densidade com porosidade fechada e aberta controladas, 2008) que descreve a preparação de uma mistura composta por argila, amido de milho e de mandioca, cera EPS e bentonita como agente aglomerante. Esta mistura é homogeneizada e aquecida até a queima do amido, formando poros abertos para a absorção de petróleo e poros fechados para que o material possa flutuar em meio aquoso. Entretanto, a resistência mecânica do compósito formado prejudica a sua reutilização. Para aumentar a resistência mecânica pode-se utilizar mais bentonita, entretanto a quantidade de poros fechados, ou seja, inacessíveis ao composto absorvido é drasticamente aumentada, reduzindo assim a capacidade de absorção do material.
Existem outras tecnologias que podem ser utilizadas para a absorção ou eliminação de compostos apoiares de áreas naturais que foram degradadas por acidentes de derramamento ou vazamento de petróleo, solventes, óleos, ou substâncias semelhantes. Citam-se, por exemplo, a utilização de penas de aves para absorção (BR0005023, “Método e dispositivos de contenção, absorção de petróleo, seus derivados, óleos de origem animal ou vegetal e demais hidrocarbonetos insolúveis na água, em superfícies aquáticas ou solos naturais, e de filtragem”, 2002), ou a utilização de enzimas digestivas para a decomposição de petróleo (US4689297, “Dust free particulate enzime formulation”, 1985).
As tecnologias descritas nos documentos acima citados apresentam variáveis que podem inviabilizar as suas implementações, principalmente diante de elevadas quantidades de petróleo para serem absorvidas, como ocorrem em naufrágios de plataformas de extração de petróleo, naufrágios de navios cargueiros, rompimentos de oleodutos causados, por exemplo, por terremotos, atentados terroristas e explosões.
Breve descrição das figuras A Figura 1 relata a absorção de petróleo utilizando um filtro constituído do material absorvente. A Figura 2 mostra a absorção de gasolina utilizando um filme constituído do material absorvente.
Descrição detalhada da invenção A presente invenção descreve o processo de preparação e aplicação de um material absorvente para compostos ou misturas de compostos apoiares. Esta invenção consiste em fixar um composto de elevada afinidade com substâncias apoiares em uma matriz inorgânica de baixa densidade e elevada porosidade. A matriz de suporte consiste no concreto celular autoclavado que pode ser substituído por um material vulcânico, como por exemplo, pela pedra pomes ou púmice com alto teor de sílica, ou ainda em substâncias inorgânicas que não alterem o composto de absorção e suas propriedades, portanto não limitante, enquanto que o composto de absorção consiste no silicone, óleo de linhaça, glicerina, óleo de mamona, poliestireno, óleo de soja, óleo de amêndoa, óleo de abacate, óleo de coco, óleo de bacalhau, não limitante. A preparação do material absorvente de compostos apoiares consiste em mergulhar a matriz de concreto celular autoclavado ou material vulcânico, em uma solução de silicone ou de óleo de linhaça, glicerina, óleo de mamona, poliestireno, óleo de soja, óleo de amêndoa, óleo de abacate, óleo de coco ou óleo de bacalhau, não limitante, em éter com uma concentração entre 1 e 20% (v/v). O segundo passo consiste em realizar o tratamento térmico do material impregnado para a fixação do silicone, não limitante, nos interstícios da matriz de concreto celular autoclavado ou material absorvente equivalente. O tratamento térmico deve ser feito em uma faixa de temperatura entre 60 e 250°C por um período entre 1 e 24 horas. Durante o tratamento térmico o silicone, não limitante interage com a matriz inorgânica do concreto celular autoclavado fixando-o irreversivelmente. O concreto celular autoclavado é composto por uma mistura de silicatos, aluminatos, carbonatos de cálcio e/ou magnésio, e alguns óxidos de ferro, titânio, mas em menor proporção. O concreto celular autoclavado apresenta propriedades que o tornam adequado como suporte de absorção de compostos apoiares. A sua densidade varia entre 600 e 700 kg/m3, permitindo assim que o material permaneça na superfície de efluentes aquáticos. A área superficial do concreto celular autoclavado varia entre 18000m2/kg e 25000m2/kg, mas esta pode ser ampliada para até 66000m2/kg durante o processo de tratamento térmico. O concreto celular autoclavado pode ser substituído por pedra pomes ou púmice com alto teor de sílica. Este material de origem vulcânica apresenta propriedades semelhantes ao concreto celular autoclavado, ou seja, baixa densidade (~600kg/m3), elevada porosidade, e baixa solubilidade de seus constituintes em água.
Durante o tratamento térmico o éter utilizado na solubilização do silicone pode ser coletado com o auxílio de um condensador, permitindo que este possa ser reutilizado em novos processos de impregnação de silicone no concreto celular autoclavado. O material absorvente pode ser aplicado em processos de descontaminação de efluentes que apresentam contaminantes homogêneos, mas com características apoiares, como por exemplo, o fenol, ou contaminantes imiscíveis em água e que se encontram na superfície dos sistemas aquáticos, como por exemplo, petróleo, óleos lubrificantes, óleos para preparação de alimentos, solventes industriais como tolueno, benzeno, hexano, cicloexano, e derivados destes solventes. A elevada interação do material absorvente por compostos apoiares permite que este possa ser utilizado para a descontaminação de poços artesianos ou cisternas contaminadas com a lixiviação de componentes parcialmente miscíveis (parcialmente apoiares) pelas precipitações pluviométricas ou pelos processos de irrigação agrícolas.
Após o processo de absorção o material pode ser regenerado de duas formas distintas que dependem da natureza dos compostos absorvidos. Para componentes voláteis como, por exemplo, solventes orgânicos e gasolina o material pode ser submetido a um tratamento térmico entre 30 e 400°C, sendo que o material absorvido pode ser coletado através de condensadores. Neste caso, o material absorvente regenerado não apresenta perda na capacidade de absorção, pois nesta faixa de temperatura o silicone não apresenta evolução do processo de decomposição térmica, continuando fixado á matriz de concreto celular autoclavado.
Para compostos ou misturas viscosas e com baixo teor de compostos voláteis, tais como óleos lubrificantes e petróleo, o material saturado pode ser regenerado pela destilação fracionada dos componentes mais voláteis, que apresentam ponto de ebulição inferior a 400°C. Para a extração dos componentes menos voláteis pode-se, ainda, utilizar a redução da pressão na coluna de destilação, evitando um aumento da temperatura. Outro recurso para regeneração do material absorvente corresponde a lixiviação do componente absorvido em um banho contendo éter ou outro solvente volátil, tal como acetona. Após a secagem do material absorvente à temperatura ambiente ou em um sistema de aquecimento até 300°C o material absorvente encontra-se pronto para sua reutilização. A regeneração por banho de solventes reduz o potencial de absorção do material. A magnitude desta redução deve ser avaliada de acordo com o material absorvido e será demonstrada na apresentação dos exemplos. O material absorvente pode também ser aplicado na descontaminação de ambientes com elevadas quantidades de substâncias apoiares, como por exemplo, em derramamento de petróleo em oceanos, mares, lagos, lagoas, baías, rios, vazamento de oleodutos em rios, mangues, lagoas, lagos, e até mesmo derramamento de petróleo em solo. Este último caso de aplicação envolve um processo com menor rendimento cinético, pois a migração do contaminante depende diretamente da área de exposição e da fluidez do contaminante com o material absorvente. O material absorvente pode ser aplicado na construção de filtros para separação de compostos apoiares dispersos ou emulsificados, tais como petróleo, óleo degradado, mas não limitante. A tecnologia pode ser melhor compreendida a partir da análise dos exemplos a seguir, não limitantes.
Exemplo 1: Preparação do material absorvente.
Para a realização dos testes de absorção desta invenção utilizou-se 100g de concreto celular autoclavado, fragmentado em cubos de aproximadamente 2g cada. Para a impregnação do silicone utilizou-se 200mL de solução, em éter, de silicone entre 1 e 5%(v/v). Os pedaços de concreto celular autoclavado foram mergulhados na solução, por aproximadamente 5 minutos e depois colocados para secagem em uma mufla a 150°C, por 1 hora. A temperatura e o tempo de aquecimento podem ser ajustados de acordo com a tabela 1.
Tabela 1: Temperatura e intervalo de tempo para hidrofobização.
Exemplo 2: Aplicação do material absorvente para absorção de petróleo.
No teste de absorção de petróleo utilizou-se 30ml_ de solução de água do mar sintética, denominada solução salina onde foi adicionado aproximadamente 10 ml_ de petróleo, sendo esta quantidade suficiente para envolver o material absorvente. O material absorvente foi adicionado e mantido em contato com o petróleo por 3 horas, com monitoramento a cada 5 minutos. Este procedimento foi realizado para as temperaturas de 10, 20, 30, 40, 50 e 60°C. A taxa de absorção total está demonstrada na tabela 2.
Tabela 2: Temperatura e intervalo de tempo para hidrofobização.
Exemplo 3: Aplicação do material absorvente para absorção de gasolina.
Nos testes de absorção para a gasolina utilizaram-se 30mL de água e aproximadamente 10 ml_ de gasolina comum. Neste teste o material foi regenerado 4 vezes. A Tabela 3 mostra o percentual de absorção de cada ciclo de utilização. Para cada absorção o material foi colocado por 30 minutos em contato com a gasolina.
Tabela 3 - Dados dos ciclos de absorção/regeneração para o processo de absorção da gasolina utilizando o material absorvente.
Na regeneração do material foi utilizado o processo de destilação descrito anteriormente O material saturado com a gasolina foi levemente aquecido (~60°C) para que a gasolina se volatilizasse, e após este período o material estava pronto para o próximo ciclo de absorção.
Após a primeira absorção (Tabela 3) verifica-se um significativo aumento de absorção do material, passando de 46% para 65%. Este comportamento pode ser justificado como sendo um aumento da afinidade do material absorvente pela gasolina, visto que a regeneração com leve aquecimento não é capaz de retirar toda a gasolina absorvida. Assim, após a primeira absorção, a interatividade do material com a gasolina é maximizada devido aos vestígios de gasolina que permaneceram no material.
Exemplo 4: Aplicação do material absorvente para absorção de tolueno.
No teste de absorção de tolueno utilizou-se 30 ml_ de água e 10 ml_ de tolueno. A absorção do tolueno foi testada em dois tempos diferentes de exposição do material ao solvente. Para o tempo de 30 minutos observou-se um aumento de massa de 60% (m/m) enquanto que para o tempo de 60 minutos o aumento foi de 63% (m/m).
Exemplo 5: Aplicação do material absorvente para absorção de fenol.
Para a absorção do fenol utilizou-se uma solução aquosa a 7% (v/v) de fenol e tempo de exposição de cada absorção de 30 minutos. A Tabela 4 apresenta os dados obtidos (aumento de massa do material) para 5 testes de absorção.
Tabela 4 - Dados dos ciclos de absorção/regeneração para o processo de absorção de fenol utilizando o material absorvente.
Para um experimento de absorção de fenol semelhante ao realizado acima, mas utilizando uma solução saturada de cloreto de sódio e uma solução a 7%(v/v) de fenol verificou-se um aumento da absorção média de 63%.
Exemplo 6: Aplicação do material absorvente para absorção de petróleo, em solo.
Para testar o potencial de descontaminação do material em solos, aproximadamente 100g de areia foi misturada com 25ml_ de petróleo e 25 mL de água, sendo que esta mistura apresentou um aspecto viscoso (lama). Em seguida um pedaço (4g) de material absorvente foi colocado em contato com a mistura de areia, petróleo e água. Após 1 hora de absorção observou um aumento de 55%(m/m) do material e, após 2 horas, o aumento foi de 60%. Para a descontaminação de solos, praias e mangues o processo de absorção não é tão acelerado quanto em meio líquido, pois a baixa fluidez do meio viscoso prejudica o processo de absorção. Entretanto, a presente invenção demonstra uma possível solução para descontaminação de ambientes sólidos.
Exemplo 7: Construção de um filtro para absorção de compostos apoiares. O material absorvente pode ser pré-moldado para a construção de um sistema de filtros seletivos para separação de compostos apoiares. Neste pedido de patente o material absorvente foi moldado em um cilindro de 1 cm de diâmetro por 1 a 4 cm de comprimento, mas não limitante Em seguida o material foi acoplado a um tubo com vedação. O tubo foi exposto a um mistura de água de mar e petróleo na proporção de 10%(v/v) durante 15 dias. Nesta aplicação a interatividade entre o composto apoiar e o material absorvente favorece a separação das fases; o composto apoiar é separado para o interior do recipiente. O composto apoiar não precisa ser regenerado, pois o processo de separação não provoca qualquer tipo de modificação física ou química. A aplicação de um filtro utilizando o material absorvente maximiza o potencial de absorção por unidade de massa. A figura 1 apresenta absorção diária de 4 filtros cilíndricos de 1 cm de diâmetro por 1, 2, 3 e 4 cm de comprimento. A absorção total para o cilindro 1 é de 17 vezes a sua massa em petróleo, correspondendo a uma taxa de 1,3kg de petróleo por kg de material absorvente por dia, para o cilindro 2 a absorção total corresponde a 13 vezes, e para os cilindros 3 e 4 o rendimento é de 6 vezes.
Para compostos com menor viscosidade, como por exemplo, a gasolina, o potencial de absorção torna-se mais elevado, como é apresentado pela figura 2. Para comparação com a absorção de petróleo, a taxa de absorção diária é de 33kg (~47Litros) de gasolina por kg de material por dia. Para o cilindro de 1 cm o rendimento é de 7 vezes a massa do cilindro em aproximadamente 5 horas de absorção. Extrapolando este rendimento para 15 dias, obtém-se um rendimento de 56000%. Para os cilindros 2, 3 e 4 a absorção média é de 2 vezes em 5 horas, ou seja 14000% em 15 dias.
Claims (15)
1- Processo de preparação de material absorvente para compostos ou misturas apoiares, caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) impregnação de solução de um composto de absorção em uma matriz absorvente, em éter, com concentração entre 1 e 20%(v/v); e, b) tratamento térmico em uma faixa de temperatura entre 60 e 250°C, por um período entre 1 e 24 horas.
2- Processo de preparação de material absorvente para compostos ou misturas apoiares, de acordo com a etapa “a” da reivindicação 1, caracterizado pela matriz absorvente ser selecionada do grupo compreendendo concreto celular autoclavado ou material vulcânico.
3- Processo de preparação de material absorvente para compostos ou misturas apoiares, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo material vulcânico ser preferencialmente pedra pomes ou púmice com alto teor de sílica.
4- Processo de preparação de material absorvente para compostos ou misturas apoiares, de acordo com a etapa “a” da reivindicação 1, caracterizado pelo composto de absorção ser selecionado do grupo compreendendo silicone, óleo de linhaça, glicerina, óleo de mamona, poliestireno, óleo de soja, óleo de amêndoa, óleo de abacate, óleo de coco e óleo de bacalhau.
5- Processo de preparação de material absorvente para compostos ou misturas apoiares, de acordo com as reivindicações 1, etapa “a” e 4, caracterizado pela solução do composto de absorção apresentar concentração entre 1 a 20% (v/v).
6- Processo para recuperação do material absorvente, caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) tratamento térmico entre 30 e 400°C; e, b) coleta do material absorvido através de condensadores; ou, c) lixiviação do componente absorvido em um banho contendo solvente volátil; e secagem do material absorvente à temperatura ambiente ou em um sistema de aquecimento até 300°C.
7- Processo para recuperação do material absorvente, de acordo com a etapa”c” da reivindicação 6, caracterizado pelo solvente volátil ser selecionado do grupo compreendendo éter, acetona ou hexano.
8- Material absorvente para compostos ou misturas apoiares, caracterizado por compreender uma matriz absorvente selecionada do grupo compreendendo concreto celular autoclavado ou material vulcânico impregnada com material de absorção selecionado do grupo compreendendo silicone líquido, óleo de linhaça, glicerina, óleo de mamona, poliestireno, óleo de soja, óleo de amêndoa, óleo de abacate, óleo de coco e óleo de bacalhau.
9- Material absorvente para compostos ou misturas apoiares, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo material vulcânico ser preferencialmente pedra pomes ou púmice com alto teor de sílica.
10- Material absorvente, de acordo com as reivindicações 8 e 9, caracterizado por ser utilizado para a construção de filtros pré-moldados para separação de compostos apoiares dispersados ou emulsifidados em solventes polares.
11- Uso do material absorvente, caracterizado por compreender a absorção de compostos orgânicos, selecionados do grupo compreendendo fenol, tolueno, benzeno, hexano, cicloexano e derivados destes solventes, ou para absorção de misturas apoiares, selecionadas do grupo consistindo de petróleo, óleos lubrificantes, óleos degradados, óleos comestíveis.
12- Uso do material absorvente, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender a absorção em ambientes com elevadas quantidades de substâncias apoiares.
13- Uso do material absorvente de acordo com as reivindicações 11 e 12, caracterizado por ser utilizado na descontaminação de ambiente tais como: mar, rios ou lagoas ou solo contaminados com resíduos industriais apoiares, petróleo ou derivados de petróleo.
14- Uso do material absorvente, de acordo com as reivindicações 11a 13, caracterizado por ser utilizado na descontaminação de poços artesianos ou cisternas contaminadas com a lixiviação de componentes parcialmente miscíveis (parcialmente apoiares).
15- Uso do material absorvente, de acordo com as reivindicações 11a 14, caracterizado por após a sua saturação com composto apoiar poder ser regenerado por um dos seguintes processos: a) destilação fracionada dos componentes mais voláteis que apresentam ponto de ebulição inferior a 400°C; b) destilação fracionada com pressão reduzida dos componentes apoiares que apresentam ponto de ebulição superior a 400°C; ou, c) lixiviação dos componentes absorvidos em um banho contendo solvente.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI1103680-0A BRPI1103680B1 (pt) | 2011-07-14 | 2011-07-14 | Processo de preparação, aplicação e recuperação de material absorvente para compostos ou misturas apolares |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI1103680-0A BRPI1103680B1 (pt) | 2011-07-14 | 2011-07-14 | Processo de preparação, aplicação e recuperação de material absorvente para compostos ou misturas apolares |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI1103680A2 true BRPI1103680A2 (pt) | 2015-07-21 |
| BRPI1103680B1 BRPI1103680B1 (pt) | 2023-03-28 |
Family
ID=53542067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI1103680-0A BRPI1103680B1 (pt) | 2011-07-14 | 2011-07-14 | Processo de preparação, aplicação e recuperação de material absorvente para compostos ou misturas apolares |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BRPI1103680B1 (pt) |
-
2011
- 2011-07-14 BR BRPI1103680-0A patent/BRPI1103680B1/pt active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BRPI1103680B1 (pt) | 2023-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abdelwahab | Assessment of raw luffa as a natural hollow oleophilic fibrous sorbent for oil spill cleanup | |
| Pignatello | Sorption dynamics of organic compounds in soils and sediments | |
| Wu et al. | Oil sorbents with high sorption capacity, oil/water selectivity and reusability for oil spill cleanup | |
| Hubbe et al. | Cellulosic Substrates for Removal of Pollutants from Aqueous Systems: A Review. 3. Spilled Oil and Emulsified Organic Liquids. | |
| Rytwo et al. | Use of CV-and TPP-montmorillonite for the removal of priority pollutants from water | |
| CN105797431B (zh) | 一种高效疏水吸油海绵的制备方法 | |
| Ahmed et al. | Kinetics and isotherms of dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) adsorption using soil–zeolite mixture | |
| Ajenifuja et al. | Equilibrium kinetics study of electrospun polystyrene and polystyrene-zeolite fibres for crude oil-water separation | |
| WO2012006707A2 (pt) | Processo de preparação, aplicação e recuperação de material absorvente para compostos ou misturas apolares | |
| CN104017234A (zh) | 一种聚氨酯海绵-双氨基甲酸烷基酯类凝油剂复合型溢油治理材料的制备方法 | |
| Wang et al. | Kinetic and thermodynamic studies on the removal of oil from water using superhydrophobic kapok fiber | |
| BRPI1103680A2 (pt) | Processo de preparação, aplicação e recuperação de material absorvente para compostos ou misturas apolares | |
| US9701880B2 (en) | Process for preparing absorbent material for apolar compounds or mixtures | |
| JP2004504943A5 (pt) | ||
| Goldade et al. | Fibrous sorbents for gathering of oil and petroleum products | |
| Wadhwani | Oil spill cleanup using aerographene | |
| Al Zubaidy et al. | Adsorption study of bio-degradable natural sorbents for remediation of water from crude oil | |
| Ogbu et al. | Efficacy of heat-treated glycine max husks in crude oil removal from simulated and real contaminated waters: modeling, regeneration and reusability | |
| Jia et al. | Remediation of DDTs‐Contaminated Sediments through Retrievable Activated Carbon Fiber Felt | |
| JP2002233859A (ja) | 油脂性の有害物質を含有する汚染土壌等の浄化方法及びその浄化設備並びに浄化システム | |
| Salgın et al. | A parametric study of phenolic compounds desorption performance from organobentonite by supercritical fluids | |
| Singh | Utilising aerogel in effective oil spill cleanup and recovery | |
| BR132013013349E2 (pt) | Material absorvente para compostos ou misturas apolares | |
| Ali et al. | Synthesis and characteristics of oleophilic gel polymer for oil spills cleanup | |
| RU2750398C1 (ru) | Биоразлагающийся высокоэффективный нефтесорбент на основе производных эфиров целлюлозы |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] | ||
| B12B | Appeal against refusal [chapter 12.2 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 14/07/2011, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. PATENTE CONCEDIDA CONFORME ADI 5.529/DF, QUE DETERMINA A ALTERACAO DO PRAZO DE CONCESSAO. |