CT&F - Ciencia, Tecnología y Futuro

RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF WATER-IN-OIL EMULSIONS OF HEAVY AND EXTRA-HEAVY LIVE OILS: EXPERIMENTAL EVALUATION

Stable emulsions were prepared with heavy and extra-heavy live oils by using a set-up recently built at Ecopetrol S.A. - Instituto Colombiano del Petróleo (ICP). This equipment permits to prepare water-in-oil emulsions at reservoir conditions without any change on the overall hydrocarbon composition. The live emulsions were prepared with water contents up to 26% in volume. Then, a capillary viscometer was used to study the rheological behavior of these emulsions at different shear rates and pressures up to 24.2 MPa. The experimental results permit to conclude that the prepared and evaluated emulsions have a Newtonian behavior for the conditions of water contents, shear rates, pressures and temperature (60°C) here studied. For these emulsions, a logarithmic behavior of the viscosity with respect to pressure and water content was also observed.

Se prepararon emulsiones estables de aceites vivos pesados y extra-pesados usando un equipo desarrollado recientemente en Ecopetrol S.A. - Instituto Colombiano del Petróleo (ICP). Este equipo permite preparar emulsiones agua-en-aceite a condiciones de yacimiento sin afectar la composición global del hidrocarburo. Las emulsiones de fluidos vivos fueron preparadas con cortes de agua hasta de 26% en volumen. Entonces, se usó un viscosímetro capilar para estudiar el comportamiento reológico de las emulsiones a diferentes velocidades de deformación y presiones hasta de 24.2 MPa. Los resultados experimentales permiten concluir que las emulsiones preparadas y evaluadas tienen un comportamiento Newtoniano para las condiciones de cortes de agua, tasas de deformación, presiones y temperatura (60°C) aquí estudiadas. Para estas emulsiones, también se observó un comportamiento logarítmico de la viscosidad con respecto a la presión y al contenido de agua.

Fram preparadas emulsões estáveis de óleos vivos pesados e extra pesados usando um equipamento desenvolvido recentemente na Ecopetrol S.A. - Instituto Colombiano del Petróleo (ICP). Este equipamento permite preparar emulsões água em óleo a condições de jazidas sem afetar a composição global do hidrocarboneto. As emulsões de fluídos vivos foram preparadas com cortes de água de até 26% em volume. Então, foi usado um viscosímetro capilar para estudar o comportamento reológico das emulsões a diferentes velocidades de deformação e pressões de até 24.2 MPa. Os resultados experimentais permitem concluir que as emulsões preparadas e avaliadas têm um comportamento Newtoniano para as condições de cortes de água, taxas de deformação, pressões e temperatura (60°C) aqui estudadas. Para estas emulsões, também foi observado um comportamento logarítmico da viscosidade com relação à pressão e ao conteúdo de água.

NEW MODELS TO PREDICT THE VISCOSITY OF EXTRA-HEAVY OIL IN COLOMBIAN FIELDS

Viscosity is one of the fundamental properties of fluids in calculating the pressure drop of fluid flow through pipes or porous media. It is also highly relevant in interpreting production tests, hydrocarbon transport and the analysis of problems that may arise in the well. This paper introduces an adjustment to the De Ghetto viscosity model in order to accurately predict the viscosity of undersaturated extra-heavy oil. The adjustment of the De Ghetto model for undersaturated extra-heavy oil has been developed using a database of PVT analysis of extra-heavy oil to assess the accuracy of the models published in literature. Subsequently, by using statistical analysis and regression techniques, the models with the best approximation to the values of the PVT reports were adjusted, thus resulting in two models with absolute average error rates of 4.69 and 2.42%. These rates are valid for oils with API gravities ranging from 6.5 to 9.5, in order to accurately predict the viscosity of undersaturated extra-heavy oils.

La viscosidad es una de las propiedades fundamentales de los fluidos en el cálculo de la caída de presión del flujo de fluidos a través de las tuberías o los medios porosos; también tiene una gran relevancia en la interpretación de pruebas de producción, en el transporte de los hidrocarburos y en el análisis de problemas que puedan presentarse en el pozo. Este artículo presenta un ajuste del modelo de viscosidad propuesto por De Ghetto, con el fin de estimar de manera más precisa la viscosidad de los crudos extrapesados subsaturados. El ajuste del modelo de De Ghetto para crudos extrapesados subsaturados se ha desarrollado a partir de una base de datos de análisis PVT de crudos extrapesados, con el propósito de evaluar la precisión de los modelos publicados en la literatura. Posteriormente, mediante el uso de técnicas de regresión y análisis estadístico, se realiza el ajuste de los modelos que tuvieron una mejor aproximación a los valores de los reportes PVT; obteniéndose de esta manera dos modelos con porcentajes de error promedio absoluto del 4.69 y 2.42%, válidos para crudos con gravedades API entre 6.5 a 9.5, los cuales permiten estimar de forma más precisa la viscosidad de los crudos extrapesados subsaturados.

A viscosidade é uma das propriedades fundamentais dos fluídos no cálculo da queda de pressão do fluxo de fluídos através das tubulações ou dos meios porosos; também tem uma grande relevância na interpretação de provas de produção, no transporte dos hidrocarbonetos e na análise de problemas que podem ocorrer no poço. Este artigo apresenta um ajuste do modelo de viscosidade proposto por De Ghetto, com a finalidade de estimar de maneira mais precisa a viscosidade dos crus extra pesados subsaturados. O ajuste do modelo de De Ghetto para crus extra pesados subsaturados foi desenvolvido a partir de uma base de dados de análises PVT de crus extra pesados, com o propósito de avaliar a precisão dos modelos publicados na literatura. Posteriormente, mediante o uso de técnicas de regressão e de análise estatística, foi realizado o ajuste dos modelos que tiveram uma melhor aproximação aos valores dos relatórios PVT; foram obtidos desta maneira dois modelos com porcentagens de erro médio absoluto de 4.69 e 2.42%, válidos para crus com gravidades API entre 6.5 a 9.5; os quais permitem estimar de forma mais precisa a viscosidade dos crus extra pesados subsaturados.

THE CORROSION PROCESS OF P-110 STEEL IN STIMULATION FLUIDS USED IN THE OIL INDUSTRY

The use of chelating agents in the oil well stimulation processes has been proposed as an alternative to the acid treatment when the formations damage do not allow the usage of strong chemical attack. However, this procedure can arouse the corrosion of the steel used in the infrastructure of the oil production. In this study, the corrosion kinetics of the P-110 steel in ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) based fluids is assessed under different conditions of evaluation. Linear polarization was performed in different hydrodynamic regimes and at different temperatures, in order to evaluate the kinetic of steel corrosion. The working electrolyte solution comprises 10% disodium EDTA and 20% tetrasodium EDTA. The increase of temperature from 25 to 80°C in both electrolytes increments the corrosion rate of steel in at least one order of magnitude; particularly in EDTA-Na2 solutions. Corrosion rates of 0.29x10¹ and 1.67x10² mm·y-1 were measured at 25 and 80°C, respectively. The hydrodynamic regime plays an important role in the corrosion of steel only in the disodium solution, where corrosion rates were increased at higher rotation speeds of the electrode. The cathodic depolarization effect is more important in the EDTA-Na2 than in the EDTA-Na4solution, making it more corrosive.

El uso de agentes quelantes en procesos de estimulación de pozos de petróleo ha sido propuesto como alternativa al tratamiento ácido cuando el daño de formaciones no permite un ataque químico fuerte. Sin embargo, este procedimiento puede incentivar la corrosión del acero utilizado en la infraestructura de producción de petróleo. En este estudio se evaluó la cinética de corrosión del acero P-110 en fluidos base ácido etildiaminotetraacético (EDTA) en diferentes condiciones. Medidas de polarización lineal fueron realizadas en diferentes regímenes hidrodinámicos y a diferentes temperaturas para evaluar la cinética de corrosión del acero. El electrolito de trabajo consistió en soluciones de EDTA disódico al 10%, y EDTA tetrasódico al 20%. El incremento de la temperatura de 25 a 80°C en ambos electrolitos aumenta la tasa de corrosión del acero en un orden de magnitud, particularmente en soluciones de EDTA-Na2. Las velocidades de corrosión fueron de 0.29x10¹ y 1.67x10² mm·y-1 a 25 y 80°C, respectivamente. El régimen hidrodinámico juega un papel importante solo en la solución disódica, en la cual las velocidades de corrosión se incrementaron a altas velocidades de rotación del electrodo. El efecto de despolarización catódica en la solución de EDTA-Na2es más importante que en la solución de EDTA-Na4, haciéndola más corrosiva.

O uso de agentes quelantes em processos de estimulação de poços de petróleo foi proposto como alternativa ao tratamento ácido quando o dano de formações não permite um ataque químico forte. Porém, este procedimento pode incentivar a corrosão do aço utilizado na infraestrutura da produção de petróleo. Neste estudo avaliou-se a cinética de corrosão do aço P-110 em fluídos base ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA) em diferentes condições. Medidas de polarização linear foram realizadas em diferentes regimes hidrodinâmicos e a diferentes temperaturas para avaliar a cinética de corrosão do aço. O eletrólito de trabalho consistiu em soluções de EDTA dissódico a 10%, e EDTA tetrassódico a 20%. O aumento da temperatura de 25 a 80°C em ambos os eletrólitos aumenta a taxa de corrosão do aço em uma ordem de magnitude, particularmente em soluções de EDTA-Na2. As velocidades de corrosão foram de 0.29x10¹ e 1.67x10² mm·y-1 a 25 e 80°C, respectivamente. O regime hidrodinâmico joga um papel importante só na solução dissódica, na qual as velocidades de corrosão aumentaram a altas velocidades de rotação do eletrodo. O efeito de despolarização catódica na solução de EDTA-Na2 é mais importante que na solução de EDTA-Na4, fazendo-a mais corrosiva.

¹H- AND ¹³C-NMR STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF ASPHALTENES FROM VACUUM RESIDUA MODIFIED BY THERMAL CRACKING

¹H- and 13C-NMR data were used to characterize asphaltenes and to follow their chemical changes when they were exposed to thermal cracking under different thermal conditions (673, 693 and 713 K), and treatment times (10, 20 and 30 minutes). Samples of asphaltenes were obtained from a Vacuum Residue (VR) of a mixture of Colombian crude oils. Samples were previously characterized by elemental analysis. Since the characterization of the aromatic substructure is important for this work, special attention was given to those regions in the ¹H- and 13C-NMR spectra that showed the main changes: p.e. methyl hydrogens -in gamma position or more- to aromatic units ; methyl hydrogens -in beta positions- to aromatics units ; methylene hydrogens -in beta position- to aromatics ; hydrogens -in naphthenic units beta- to aromatics ; hydrogens -in paraffinic and alpha position naphthenic structures-in - to aromatics ; hydrogens in monoaromatic units ; hydrogens in polyaromatics ; carbons in methyl groups ; carbons in methyl groups -in alpha position- to aromatics ; protonated aromatic carbons ; pericondensed aromatic carbons ; aromatic carbons linked to methyl groups; catacondensed aromatic carbons and aromatic carbons linked to paraffinic or naphthenic structures

Datos de RMN-¹H y 13C fueron usados para caracterizar asfaltenos y seguir sus cambios químicos cuando fueron expuestos a ruptura térmica bajo diferentes condiciones de temperatura (673, 693 y 713 K) y tiempo de reacción (10, 20 y 30 minutos). Las muestras de asfalteno fueron obtenidas de un residuo de vacío (VR de sus siglas en inglés) de una mezcla de crudos Colombianos. Las muestras fueron previamente caracterizadas mediante análisis elemental. Debido a que la caracterización de la estructura aromática es importante, se dio especial atención al análisis de aquellas regiones en los espectros de RMN¹H y -13C que muestran los cambios más importantes, p.e. hidrógenos metílicos posición gamma o más a unidades aromáticas , hidrógenos metílicos en posición beta a unidades aromáticas , hidrógenos metilénicos en posición beta a unidades aromáticas , hidrógenos en unidades nafténicas beta a unidades aromáticas , hidrógenos en estructuras parafínicas y nafténicas en posición alfa unidades aromáticas , hidrógenos en unidades monoaromáticas , hidrógenos en unidades poliaromáticas , carbonos metílicos , carbonos metílicos en posición alfa a unidades aromáticas , carbonos aromáticos protonados , carbonos aromáticos pericondensados , carbonos aromáticos unidos a grupos metilo , carbonos aromáticos catacondensados , y carbonos aromáticos unidos grupos parafínicos o nafténicos .

Dados de RMN-¹H e de 13C foram usados para caracterizar asfaltenos e seguir suas mudanças químicas quando expostos a ruptura térmica sob diferentes condições de temperatura (673, 693, 713 K) e de tempo de reação (10, 20, 30 minutos). As amostras de asfalteno foram obtidas de um resíduo de vácuo (VR, por sua sigla em inglês) de uma mistura de crus Colombianos. As amostras foram previamente caracterizadas mediante análise elementar. Devido a que a caracterização da estrutura aromática é importante, foi dada especial atenção à análise daquelas regiões nos espectros de RMN-¹H e de -13C que mostram as mudanças mais importantes, por exemplo, hidrogênios metílicos em posição gama ou mais a unidades aromáticas , hidrogênios metílicos em posição beta a unidades aromáticas , hidrogênios metilênicos em posição beta a unidades aromáticas , hidrogênios em unidades naftênicas beta a unidades aromáticas , hidrogênios em estruturas parafínicas e naftênicas em posição alfa a unidades aromáticas , hidrogênios em unidades monoaromáticas , hidrogênios em unidades poliaromáticas , carbonos metílicos carbonos metílicos em posição alfa a unidades aromáticas , carbonos aromáticos protonados , carbonos aromáticos pericondensados , carbonos aromáticos unidos a grupos metila , carbonos aromáticos catacondensados , e carbonos aromáticos unidos a grupos parafínicos ou naftênicos .

NATURE OF THE ACTIVE PHASE IN HYDRODESULFURIZATION: MOLYBDENUM CARBIDE SUPPORTED ON ACTIVATED CARBON

This paper studies the effect of the presulfiding agent and the synthesis method on the catalytic activity of thiophene hydrodesulfurization (HDS), using activated carbon supported molybdenum carbides. The catalytic precursor was prepared by co-impregnation of the support with the ammonium heptamolybdate solution. The conventional carbiding consists of a temperature-programmed treatment under a CH4/H2 atmosphere at 1073 K (MC), while the carbothermal method employs pure H2 at 973 K (MCH). The passivated carbides were characterized by X-ray Diffraction (XRD), surface area calculated by the Brunauer–Emmett–Teller multipoint method (BET) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). XRD confirmed the presence of β-Mo2C for both methods of synthesis, while specific area were in the order of 400 m²/g. XPS showed the presence at the surface of Mo^{δ+ (0 ≤ δ ≤ 2)}, Mo⁴⁺ and Mo⁶⁺, whose abundance was influenced by used synthesis method with greater proportion of high oxidation states in MCH. Prior to catalytic testing, the passivated carbides were presulfided in situ. HDS tests showed that regardless of the presulfiding agent (H2S o CS2), the carbides obtained by MCH had higher activity than those obtained using the conventional method. The β-Mo2C presulfiding suggests that the carbides with sulfided surfaces or carbo-sulfide mixtures could be the active phase in HDS.

En este trabajo se estudió el efecto del método de síntesis y del agente presulfurante en la actividad catalítica de hidrodesulfuración (HDS) de tiofeno utilizando carburos de molibdeno soportados sobre carbón activado. El precursor catalítico fue preparado por co-impregnación del soporte con la solución de heptamolibdato de amonio. La síntesis consiste de un tratamiento a temperatura programada utilizando los Métodos Carbotérmico con H2 (MCH) y Convencional (MC) bajo una atmosfera de CH4/H2 a 973 y 1073 K, respectivamente. Los carburos pasivados se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), área superficial calculada por el método multipunto Brunauer-Emmett-Teller (BET) y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). Por DRX se comprobó la presencia de β-Mo2C para ambos métodos de síntesis, mientras que las áreas específicas estuvieron en el orden de los 400 m²/g. XPS mostró tres tipos de señales de molibdeno asignables α Mo^{δ+ (0 ≤ δ ≤ 2)}, Mo⁴⁺ y Mo⁶⁺cuya abundancia estuvo influenciada por el método de síntesis con mayor proporción de altos estados de oxidación en el MCH. Antes de los ensayos catalíticos los carburos pasivados fueron presulfurados in situ. Los ensayos de HDS evidenciaron que indistintamente del agente presulfurante (H2S o CS2), los carburos obtenidos por el MCH fueron los de mayor actividad que los sólidos obtenidos por el método convencional. Después del proceso de presulfuración los β-Mo2C fueron modificados, sugiriendo que los carburos con superficies sulfuradas o mezclas de carbosulfuros podría ser la fase activa en HDS.

Neste trabalho foi estudado o efeito do método de síntese e do agente pressulfurizante na atividade catalítica de hidrodessulfurização (HDS) de tiofeno utilizando carbonetos de molibdênio suportados sobre carvão ativado. O precursor catalítico foi preparado por co-impregnação do suporte com a solução de heptamolibdato de amônio. A síntese consiste de um tratamento a temperatura programada utilizando os Métodos Carbotérmico com H2 (MCH) e Convencional (MC) sob uma atmosfera de CH4/H2 a 973 e 1073 K, respectivamente. Os carbonetos passivados foram caracterizados por difração de raios X (DRX), área superficial calculada pelo método multiponto Brunauer–Emmett–Teller (BET) e espectroscopia foto eletrônica de raios X (XPS). Por DRX foi comprovada a presença de β-Mo2C para ambos os métodos de síntese, enquanto que as áreas específicas estiveram na ordem dos 400 m²/g. XPS mostrou três tipos de sinais de molibdênio atribuíveis a Mo^{δ+ (0 ≤ δ ≤ 2)}, Mo⁴⁺ e Mo⁶⁺cuja abundância esteve influenciada pelo método de síntese com maior proporção de altos estados de oxidação no MCH. Antes dos ensaios catalíticos os carbonetos passivados foram pressulfurizados in situ. Os ensaios de HDS evidenciaram que indistintamente do agente pressulfurizante (H2S o CS2), os carbonetos obtidos pelo MCH foram os de maior atividade que os sólidos obtidos pelo método convencional. Depois do processo de pressulfurização os β-Mo2C foram modificados, sugerindo que os carbonetos com superfícies sulfuradas ou misturadas de carbosulfetos poderia ser a fase ativa em HDS.

BEHAVIOR OF ALUMINUM COATING BY CVD-FBR IN STEAM OXIDATION AT 700°C

Aluminum coatings have been obtained using the Chemical Vapor Deposition of Fluidized Bed Reactor technique (CVD-FBR), on austenitic stainless steels (AISI 304, AISI 316 and AISI 317), in order to evaluate resistance to steam oxidation at 700ºC. The coatings were characterized in their morphology/composition and crystalline phases using Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Analysis (EDAX) and X-ray Diffraction (XRD). In addition, thermodynamic simulation was performed using Thermo-Calc® software to make the deposition of the coating on said steels similar to optimal conditions. All specimens -with and without aluminum coating by CVD-FBR- were oxidized at 700ºC, in a steam atmosphere of nearly 100% for 1000 h. The aluminum coating prevented the formation of oxide islands or crust, and reduced steel mass gain. Coated AISI steel showed a 25% reduction in mass gain compared to the same steel uncoated and oxidized under the same conditions. AISI 316 and AISI 317 steels underwent loss of mass because the brittle oxide that was formed came loose.

Se han obtenido recubrimientos de aluminio por la técnica de deposición química de vapor por lecho fluidizado (CVD-FBR de sus siglas en inglés), sobre aceros inoxidables austeníticos (AISI 304, AISI 316 y AISI 317), con el propósito de evaluar la resistencia a la oxidación en vapor de agua a 700ºC. Los recubrimientos fueron caracterizados en su morfología/composición y fases cristalinas mediante las técnicas de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), con análisis de rayos X por dispersión de energía (EDAX de sus siglas en ingles) y Difracción de Rayos X (DRX). Además, se realizó simulación termodinámica mediante el software comercial Thermo-Calc®, con la finalidad de aproximar a las condiciones óptimas la deposición del recubrimiento sobre los mencionados aceros. Todos los especímenes sin y con recubrimiento de aluminio por CVD-FBR, fueron oxidados a la temperatura de 700ºC, en una atmósfera próxima al 100% de vapor de agua por 1000 h. El recubrimiento de aluminio evitó la formación de islas o costra de óxidos y disminuyó la ganancia de masa de los aceros. El acero AISI 304 con recubrimiento presentó una reducción del 25% en la ganancia de masa en comparación con el mismo acero sin recubrimiento y oxidado en las mismas condiciones; los aceros AISI 316 y AISI 317 presentaron pérdida de masa, debido a que el óxido formado se desprende por su naturaleza quebradiza.

Foram obtidos recobrimentos de alumínio pela técnica de deposição química de vapor por leito fluidizado (CVD-FBR por suas siglas em inglês), sobre aços inoxidáveis austeníticos (AISI 304, AISI 316 e AISI 317), com o propósito de avaliar a resistência à oxidação em vapor d’água a 700ºC. Os recobrimentos foram caracterizados em sua morfologia/composição e fases cristalinas mediante as técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEB), com análise de raios X por dispersão de energia (EDAX por suas siglas em inglês) e Difração de Raios X (DRX). Além disso, foi realizada simulação termodinâmica mediante o software comercial Thermo-Calc®, com a finalidade de aproximar às condições ótimas a deposição do recobrimento sobre os mencionados aços. Todos os espécimes, sem e com recobrimento de alumínio por CVD-FBR, foram oxidados à temperatura de 700ºC, em uma atmosfera próxima a 100% de vapor d’água por 1000 h. O recobrimento de alumínio evitou a formação de ilhas ou camada de óxidos e diminuiu o ganho de massa dos aços. O aço AISI 304 com recobrimento apresentou uma redução de 25% no ganho de massa em comparação com o mesmo aço sem recobrimento e oxidado nas mesmas condições; os aços AISI 316 e AISI 317 apresentaram perda de massa, devido a que o óxido formado se solta por sua natureza quebradiça.

POSSIBILITIES OF CORROSION ASSESSMENT OF METALS IN BIODIESEL USING EIS

Biodiesel is an alternative fuel obtained from renewable sources. However, during the biodiesel auto-oxidation, reactive compounds could be formed. Those compounds increase the biodiesel corrosivity and the degradation of the fuel. This work presents a study of the corrosion of metals commonly used in auto-parts exposed to biodiesel and biodiesel-fatty acids blends. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) measurements were performed during the exposition time in order to determine the susceptibility of the metals to corrosion. The polarization resistance (Rp) values at the initial exposition times were of the order of 1x10(9) ohm·cm², and the associated capacitances were of the order of 10-11 F·cm-2 for all metals. The Nyquist impedance diagrams of copper and carbon steel -immersed in biodiesel-fatty acid blends after the second day of immersion- showed at least 2 capacitive loops. Although the capacitance values of lowest frequency loop are still too small (10-9 F·cm-2) to be associated with a metal double layer capacitance, the values of these capacitances increased with the increment of the exposition time. It is possible that for longer times of exposition, the electrochemical parameter related with the lowest capacitive loop of the impedance can be associated to the metal corrosion phenomena.

El biodiesel es un combustible alternativo obtenido de fuentes renovables. Sin embargo, durante la auto-oxidación de biodiesel pueden formase compuestos reactivos. Tales compuestos incrementan la corrosividad del biodiesel y la degradación del combustible. Este trabajo presenta un estudio de la corrosión de metales comúnmente utilizados para la fabricación de autopartes expuestos a biodiesel y a mezclas de biodiesel-ácidos grasos. Medidas de Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIE) fueron realizadas durante la exposición para determinar la susceptibilidad a la corrosión de los metales. Los valores de resistencia a la polarización (Rp) al inicio de la exposición son del orden de 1x10(9) ohm·cm² y las capacitancias del orden de 10-11 F·cm-2 para todos los metales. Los diagramas de impedancia Nyquist del cobre y del acero al carbono, inmersos en mezclas de biodiesel-ácidos grasos después del segundo día de inmersión, presentan al menos 2 bucles capacitivos. Aunque los valores de capacitancia del bucle a baja frecuencia son aún muy pequeños (10-9 F·cm-2) para ser asociados con la capacitancia de doble capa, ellos aumentan con el incremento del tiempo de exposición. Es posible que para mayores tiempos de exposición los parámetros electroquímicos del bucle capacitivo a baja frecuencia puedan asociarse a fenómenos de corrosión de los metales.

O biodiesel é um combustível alternativo obtido de fontes renováveis. Porém, durante a auto-oxidação de biodiesel podem ser formados compostos reativos. Tais compostos aumentam a corrosividade do biodiesel e a degradação do combustível. Este trabalho apresenta um estudo da corrosão de metais normalmente utilizados para a fabricação de autopeças expostas ao biodiesel e às misturas de biodiesel-ácidos graxos. Medidas de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) foram realizadas durante a exposição para determinar a susceptibilidade à corrosão dos metais. Os valores de resistência à polarização (Rp) ao início da exposição são da ordem de 1x10(9) ohm·cm² e as capacitâncias da ordem de 10-11 F·cm-2 para todos os metais. Os diagramas de impedância Nyquist do cobre e do aço ao carbono, imersos em misturas de biodiesel-ácidos graxos depois do segundo dia de imersão, apresentam ao menos 2 buckles capacitivos. Ainda que os valores de capacitância do buckle a baixa frequência são ainda muito pequenos (10-9 F·cm-2 ) para serem associados com a capacitância de dupla camada, eles aumentam com o acréscimo do tempo de exposição. É possível que para maiores tempos de exposição os parâmetros eletroquímicos do buckle capacitivo a baixa frequência possam ser associados a fenômenos de corrosão dos metais.

STUDY OF ACETONE, BUTANOL AND ETHANOL LIQUID EXTRACTION FROM PREPARED AQUEOUS SOLUTIONS USING MEMBRANE CONTACTOR TECHNIQUE

Fermentative production of butanol using Clostridium acetobutylicum results in a mixture of acetone/ butanol/ethanol (ABE), which reaches a maximum concentration between 26 and 32.6 kg/m³, as a consequence of product inhibition. These low ABE concentrations demand an efficient separation system that allows the continuous ABE extraction. This study evaluated the extraction of ABE's prepared aqueous solutions with membrane contactors technique by using commercial extracting solvents (petroleum ether, hexane and toluene). The influence of temperature and initial concentration of butanol on the process was analyzed, in the range of 30 - 40°C and 4.8 - 20 kg/m³ respectively, using a response surface experimental design (central composite 2²+star), and finding the optimal values considering batch analysis (42°C and 1.65 kg of 1-butanol/m³ as initial concentration). The experimental analysis was carried out by using Statgraphics Centurion XVI.I®. The approach of a mathematical model was performed, obtaining an error of 14.4% and 12.2% for acetone and butanol final concentrations in toluene solvent phase, respectively. It was concluded that extraction is achievable for recovery of acetone and butanol, by using toluene as solvent extractor, and obtaining partition coefficients of 0.761 for acetone and 0.998 for butanol.

La producción de butanol por vía fermentativa usando Clostridium acetobutylicum genera mezclas acetona/butanol/etanol (ABE), las cuales alcanzan una concentración promedio máxima entre 26 y 32.6 kg/m³, como resultado de la inhibición por producto. Estas bajas concentraciones demandan el uso de sistemas de separación eficientes que permitan la extracción de ABE de forma continua. Este estudio evaluó la extracción de ABE de soluciones acuosas preparadas con la técnica de contactores de membrana usando solventes comerciales (éter de petróleo, hexano y tolueno) como agente extractor. Se analizó la influencia de la temperatura y la concentración inicial de butanol sobre el proceso, en el rango de 30 - 40°C y 4.8 - 20 kg/m³ respectivamente, utilizando un diseño experimental de superficie de respuesta (central compuesto 2²+estrella), y encontrando valores óptimos para estas variables basados en análisis en batch (42°C y 1.65 kg de 1-butanol/m³ como concentración inicial). El análisis experimental se llevó a cabo utilizando Statgraphics Centurion XVI.I®. Se planteó un modelo matemático en estado transitorio, obteniendo % error de 14.4 y 12.2% para las concentraciones finales de acetona y butanol en el tolueno, respectivamente. Se concluye que esta técnica de extracción es posible para la recuperación de acetona y butanol usando tolueno como solvente extractor, obteniendo coeficientes de partición de 0.761 para la acetona y 0.998 para el butanol.

A produção de butanol por via fermentativa usando Clostridium acetobutylicum gera misturas acetona/ butanol/etanol (ABE), as quais atingem uma concentração média máxima entre 26 e 32.6 kg/m3, como resultado da inibição por produto. Estas baixas concentrações demandam o uso de sistemas de separação eficientes que permitam a extração de ABE de forma contínua. Este estudo avaliou a extração de ABE de soluções aquosas preparadas com a técnica de contatores de membrana usando solventes comerciais (éter de petróleo, hexano e tolueno) como agente extrator. Foi analisada a influência da temperatura e da concentração inicial de butanol sobre o processo, na faixa de 30 - 40°C e 4.8 - 20 kg/m3 respectivamente, utilizando um desenho experimental de superfície de resposta (central composto 2²+estrela), e encontrando valores ótimos para estas variáveis baseados em análise em batch (42°C e 1.65 kg de 1-butanol/m3 como concentração inicial). A análise experimental foi realizada utilizando Statgraphics Centurion XVI.I®. Foi proposto um modelo matemático em estado transitório, obtendo porcentagem de erro de 14.4 e 12.2% para as concentrações finais de acetona e butanol no tolueno, respectivamente. A conclusão foi que esta técnica de extração é possível para a recuperação de acetona e de butanol usando tolueno como solvente extrator, obtendo coeficientes de partição de 0.761 para a acetona e de 0.998 para o butanol.