Adsorción de hidrocarburos de petróleo en agua mediante una columna empacada con bagazo de caña de azúcar | Adsorption of petroleum hydrocarbons in water by a column packed with sugarcane bagasse

Resumen

RESUMEN
Se llevó a cabo un estudio experimental del proceso de adsorción de hidrocarburos derivados del petróleo (querosén, diesel y n-heptano) en una columna de lecho fijo, empacada con partículas de bagazo de caña de azúcar, previamente hidrofobadas por el surfactante no iónico Span 80 (monooleato de sorbitán, HLB 4,3) para cambiar la mojabilidad del lecho. Mediante un diseño multifactorial se analizó el efecto de la concentración inicial del contaminante, el caudal de alimentación y la altura del lecho sobre la capacidad de adsorción y el tiempo de operación de la columna. En general, se obtuvieron eficiencias de remoción de hidrocarburos superiores al 90% indicativo de la factibilidad de uso del bagazo de caña hidrofobado como lecho adsorbente. Los factores altura del lecho y caudal de alimentación fueron estadísticamente significativos (p < 0,01) sobre la capacidad de adsorción del lecho y el tiempo de operación, con valores máximos de 574 mg de hidrocarburo/g de lecho y 430 min, respectivamente; ajustándose a modelos matemáticos de superficies con coeficientes de correlación mayores al 90% en un nivel de confianza de 99%. La regeneración del lecho se efectuó por desorción física hasta un máximo de 35% de la capacidad original. El valor calorífico del lecho gastado fue de 45.408 kJ/kg ± 37, con un incremento de 40% respecto al lecho sin hidrocarburo (32.381 kJ/kg ± 325).

Palabras clave: Lecho hidrofobado, agua aceitosa, adsorción, surfactante.

ABSTRACT
An experimental study was carried out on the adsorption of petroleum hydrocarbons (kerosene, diesel and heptane) from oily water flowing through a fixed bed column packed with hydrophobic sugarcane bagasse particles. The latter were previously hydrophobized with nonionic surfactant Span 80 (sorbitan monooleate, HLB 4,3) to change the absorption capacity of the substrate. The effects of initial contaminant concentration, feed flow rate and bed height on the column´s adsorption capacity and operation time, were analyzed by means of a multifactorial design. In general, the results showed that hydrocarbon removal efficiencies were greater than 90%, which indicated the feasibility of using hydrophobic sugarcane bagasse as an adsorbent bed. The effects of feed flow rate and bed height were statistically significant (p < 0,01) for bed adsorption capacity and operation time, being 574 mg hydrocarbon/g bed and 430 min their respective maximum values. Experimental results could be predicted by surface mathematical models with correlation coefficients greater than 90% for 99% of confidence. A physical desorption process for bed regeneration was used, which led to recover up to 35% of the original bed capacity, with a calorific value of 45.408 kJ/kg ± 37, with an increase of 40% over that of the hydrocarbon free bagasse (32.381 kJ/kg ± 325).

Key words: Hydrophobic bed, oily water, adsorption, surfactant.