Tratamiento del agua de producción de un campo petrolero sometido a recobro químico con surfactantes aniónicos mediante el uso de carbones activados - Castellanos Amador, Sergio Fernando (Universidad Industrial de Santander, 2025)
El agua de producción se obtiene junto con el petróleo, alcanzando hasta un 98% en campos maduros. En Colombia, la relación es de 13 barriles de agua por barril de crudo. Para mejorar la extracción, se usa recobro químico con surfactantes, lo que genera grandes volúmenes de agua con compuestos nocivos, requiriendo tratamiento antes de su disposición. En esta investigación, se desarrollaron carbones activados a partir de cuesco de palma para adsorber el surfactante aniónico dodecilbenceno sulfonato sódico (SDBS) en aguas de producción. Inicialmente, la biomasa se secó, se trituró y clasificó en tres tamaños de partícula con valores de 8-12 (A), 12-20 (B) y 20-30 (C) mesh. Los carbones activados (CA) fueron preparados en un horno tubular Carbolite con control de temperatura y atmosfera inerte con N2. Las pruebas se ajustaron mediante un diseño factorial 23 sobre el material B, usando como variable respuesta el área superficial y como variables independientes la temperatura (430-480°C), la relación de impregnación (RI) de H3PO4 (1-1,5), y el tiempo de reacción (30-60min). Los CA A y C fueron preparados con las condiciones óptimas en la preparación del CA B, establecidas a 480 °C, 1,5 (RI) y tiempo de reacción de 30 min. Las pruebas de área superficial BET determinaron que para los CA A, B y C fueron 920, 1276 y 1543 m2/g, respectivamente. El análisis FTIR-ATR confirmó que la presencia de los grupos funcionales -COOH y -OH. Aunque el carbón de malla 20-30 mostró mayor capacidad de remoción, se seleccionó el de malla 12-20 por su compatibilidad con la tecnología existente. La adsorción del SDBS alcanzó el 97,96%, ajustándose a un modelo cinetico de pseudo segundo orden (R²=0,9999). La isoterma de Temkin (R²=0,9998) indicó interacciones relevantes entre moléculas adsorbidas. Estos carbones activados pueden aplicarse como tratamiento complementario para aguas de producción.
Treatment of produced water from an oil field subjected to chemical recovery with anionic surfactants using activated carbons
Keywords: Aguas de producción; Materiales adsorbentes; Carbones activados; Adsorción de surfactantes; Dodecilbenceno sulfonato sódico; Produced water; Adsorbent materials; Activated carbons; Surfactant adsorption; Sodium dodecylbenzene sulfonate