Evaluación del dióxido de cloro como oxidante en la remoción de fenoles para aguas de producción de industria petrolera durante la fase de extracción a la salida del tratamiento primario

Abstract

La explotación de yacimientos petroleros es una actividad que impacta de forma negativa al ambiente durante todas sus fases, el agua utilizada en la fase de extracción para estimulación de los pozos y permitir la extracción del crudo resulta contaminada con agentes que se encuentran en el subsuelo y con el mismo crudo, haciéndose necesario la implementación de tratamientos para poder verter estas aguas a fuentes naturales. Las muestras a analizar para el presente proyecto se extrajeron de un pozo ubicado en el departamento del Casanare, con tratamiento previo que consistía en un tratamiento fisicoquímico seguido de una fase de filtración con palma africana y por último una etapa de oxigenación (aireación) y enfriamiento. La metodología aplicada en este proyecto constó de 4 fases; primero se realizaron pruebas pre-experimentales para obtener la línea base del proyecto seguido de una fase de determinación de la dosis óptima de ClO2 variando el tiempo de contacto, la temperatura y el pH; una segunda fase de evaluación de la influencia del tiempo de contacto en la remoción de fenoles; una tercera fase de evaluación de la influencia de la temperatura en la remoción de fenoles; y, la cuarta fase de evaluación del comportamiento del pH en la remoción de fenoles, variando en cada una de las fases los parámetros a analizar hasta obtener así un total de 88 datos debido a que la lectura de fenoles finales se leyó por dos método diferentes. Estos datos fueron sometidos a un análisis estadístico el cual determino la necesidad de realizar unas pruebas adicionales para ajustar los datos al modelo y así establecer conclusiones acerca de la influencia de estos parámetros en la remoción de fenoles. Una vez realizado el análisis estadístico se determino que la dosis no tuvo una influencia significativa en la remoción de fenoles; el tiempo de contacto fue significativo y se determinó que el tratamiento resultaba eficiente a tiempos entre 30 y 50 minutos. Para la variable temperatura la significancia se encontró a un nivel menor (con un 92% de confianza); sin embargo, la temperatura donde se encontraron las mejores eficiencias fue la de 40°C. El pH fue la variable más importante pues a valores por encima de 10 necesitaba más agente oxidante (ClO2) y presentaba la mayor eficiencia y como consecuencia mejor asimilación de sus sub-productos (ClO2, H2O, Cl y ácidos orgánicos) frente a los generados a valores de pH más bajos (benzoquinona y ácidos orgánicos) pues estos últimos son agentes contaminantes con características parecidas a las del fenol

The exploitation of oil fields is an activity that negatively impacts the environment throughout its whole process. Water used in the extraction phase for stimulation of wells and for the extraction of oil becomes contaminated with agents found in the subsoil and with the same oil, thus making it necessary to implement treatments in order to pour this water into natural sources. The samples analyzed for this project were taken from a well located in the department of Casanare and have been previously treated with a physicochemical process, filtration with oil palm and finally a stage of oxygenation (aeration) and cooling. The methodology used in this project consisted of four phases, first of all with preexperimental tests were fulfilled for the baseline of the project followed by the determination of the optimal dose of ClO2 varying the contact time, temperature and pH; a second phase where the influence of contact time on phenol removal was evaluated; a third phase of evaluation of the influence of temperature on the removal of phenols, and the fourth phase of assessing the behavior of pH on the phenol removal, varying in each of the phases the parameters to be analyzed and thus obtaining a total of 88 data due to the fact that the final reading of phenols was interpreted using two different methods. The data underwent statistical analysis, which determined the need for additional tests in order to be consistent with the model, therefore being able to draw conclusions about the influence of these parameters in the phenol removal. Once the statistical analysis was performed, it was determined that the dose had no significant influence in the phenol removal. The contact time was significant and it was determined that the treatment as efficient at times between 30 and 50 minutes. For temperature, the significance was found at a lower level, however, the temperature that had a better efficiency was the one at 40 ° C. The pH was the most important variable because apart from finding that with a pH above 10 more oxidizing agent (ClO2) as needed, the best efficiencies were obtained and as a better assimilation at its against the ones generated at lower pH values byproducts