BR112019005649B1

BR112019005649B1 - PROCESS FOR TREATMENT OF WATER CONTAMINATED WITH CRUDE OIL TO REMOVE CRUDE OIL FROM IT

Info

Publication number: BR112019005649B1
Application number: BR112019005649-1A
Authority: BR
Inventors: Samson Oluwagbemiga Alayande; Enock Olugbenga Dare; Akinola Kehinde Akinlabi; Peter Olaitan Aiyedun; Titus A. M. Msagati
Original assignee: University Of South Africa
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2023-06-06

Abstract

MÉTODO PARA RECUPERAÇÃO DE PETRÓLEO BRUTO A PARTIR DE ADSORVENTE ENCHARCADO COM PETRÓLEO BRUTO E SIMULTANEAMENTE REGENERAR O ADSORVENTE PARA TORNÁ-LO ADEQUADO À REUTILIZAÇÃO NA ADSORÇÃO DE PETRÓLEO BRUTO; MÉTODO E PROCESSO DE TRATAMENTO DE ÁGUA CONTAMINADA COM PETRÓLEO BRUTO PARA REMOVER PETRÓLEO BRUTO DA MESMA E INSTALAÇÃO DE PROCESSO. Um método para recuperação de petróleo bruto a partir do adsorvente encharcado com petróleo bruto e simultaneamente regenerando o adsorvente para torná-lo adequado para reutilização na adsorção de petróleo bruto. O método inclui o contato do adsorvente encharcado de petróleo bruto, na forma de poliestireno expandido nanofibroso sólido encharcado com petróleo bruto adsorvido, com um solvente não polar, obtendo assim, adsorvente pobre de petróleo bruto regenerado e solvente rico em petróleo bruto.METHOD FOR RECOVERY OF CRUDE OIL FROM ADSORBENT SOAKED WITH CRUDE OIL AND SIMULTANEOUSLY REGENERATE THE ADSORBENT TO MAKE IT SUITABLE FOR REUSE IN CRUDE OIL ADSORPTION; METHOD AND PROCESS FOR TREATMENT OF WATER CONTAMINATED WITH CRUDE OIL TO REMOVE CRUDE OIL AND PROCESS INSTALLATION. A method for recovering crude oil from crude oil-soaked adsorbent and simultaneously regenerating the adsorbent to make it suitable for reuse in crude oil adsorption. The method includes contacting the crude oil-soaked adsorbent, in the form of solid nanofibrous expanded polystyrene soaked with adsorbed crude oil, with a non-polar solvent, thus obtaining regenerated crude oil-poor adsorbent and crude oil-rich solvent.

Description

FIELD OF THE INVENTION

[001] A presente invenção refere-se à recuperação de petróleo bruto a partir de um adsorvente de petróleo bruto e a regeneração simultânea do adsorvente de petróleo bruto. A invenção proporciona um método para recuperar petróleo bruto do adsorvente encharcado de petróleo bruto e regenerar simultaneamente o adsorvente para o tornar adequado para reutilização em adsorção de petróleo bruto. A invenção também fornece um método de tratamento de água contaminada com petróleo bruto para remover o petróleo bruto da mesma. A invenção proporciona ainda um processo de tratamento de água contaminada com petróleo bruto para remover o petróleo bruto da mesma. Além disso, a invenção fornece uma instalação de processo para realizar o processo da invenção.[001] The present invention relates to the recovery of crude oil from a crude oil adsorbent and the simultaneous regeneration of the crude oil adsorbent. The invention provides a method for recovering crude oil from crude oil-soaked adsorbent and simultaneously regenerating the adsorbent to make it suitable for reuse in crude oil adsorption. The invention also provides a method of treating water contaminated with crude oil to remove crude oil therefrom. The invention further provides a process for treating water contaminated with crude oil to remove crude oil therefrom. Furthermore, the invention provides a process plant for carrying out the process of the invention.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[002] Produtos de petróleo, e petróleo bruto em particular, são bem conhecidos por terem efeitos devastadores no ambiente natural se não forem contidos. Derrames de petróleo bruto, especificamente aqueles no mar, são mais proeminentes.[002] Petroleum products, and crude oil in particular, are well known to have devastating effects on the natural environment if left uncontained. Crude oil spills, specifically those at sea, are more prominent.

[003] O campo da gestão de derrames de petróleo bruto recebeu e continua a receber muita atenção dos inventores. A este respeito, o uso de adsorventes para remoção de petróleo bruto a partir de corpos d’água tem recebido atenção especial recentemente devido à seletividade que os adsorventes oferecem, ou seja, a capacidade de adsorver petróleo da água sem se dissolver na água.[003] The field of crude oil spill management has received and continues to receive much attention from inventors. In this regard, the use of adsorbents for removing crude oil from water bodies has recently received special attention due to the selectivity that adsorbents offer, i.e., the ability to adsorb oil from water without dissolving in water.

[004] Diversos adsorventes foram relatados para a remoção de petróleo bruto da água. Estes incluem folhas de óleo de palmeira modificada, hidrogel de quitosana à base de poliacrilamida, vermiculita hidrofóbica com cera de carnaúba, derivados de polietilbenzeno, aqua phyte-Salvinia sp hidrofóbica, aerogel hidrofóbico, casca de arroz carbonizada, casca de arroz preta, pó de serra enxertado com ácido oleico, material não-tecido à base de lã reciclada, grafema hidrofóbico, poli (metacrilato de butila-metacrilato de hidroxietila), etc. O uso de poliestireno expandido como também foi relatado.[004] Several adsorbents have been reported to remove crude oil from water. These include modified palm oil leaves, polyacrylamide-based chitosan hydrogel, hydrophobic vermiculite with carnauba wax, polyethylbenzene derivatives, hydrophobic aqua phyte-Salvinia sp, hydrophobic airgel, charred rice husk, black rice husk, saw grafted with oleic acid, non-woven material based on recycled wool, hydrophobic grapheme, poly (butyl methacrylate-hydroxyethyl methacrylate), etc. The use of expanded polystyrene was also reported.

[005] Além de ser seletiva para a adsorção de petróleo a partir da água, é vantajoso para os adsorventes de petróleo bruto permitir a recuperação do petróleo bruto adsorvido, devido ao seu valor, e permitir a regeneração do adsorvente. É neste aspecto que a presente invenção encontra aplicação.[005] In addition to being selective for the adsorption of petroleum from water, it is advantageous for crude oil adsorbents to allow recovery of adsorbed crude oil, due to its value, and allow regeneration of the adsorbent. It is in this aspect that the present invention finds application.

SUMMARY OF THE INVENTION

[006] Em conformidade com a invenção é fornecido um método para recuperar petróleo bruto do adsorvente encharcado de petróleo bruto e simultaneamente regenerar o adsorvente para o tornar adequado para reutilização em adsorção de petróleo bruto, incluindo o método de contato com adsorvente encharcado de petróleo bruto, sob a forma de poliestireno expandido nanofibroso sólido encharcado com petróleo bruto adsorvido, com solvente não polar, obtendo assim adsorvente pobre em petróleo bruto regenerado e solvente rico em petróleo bruto.[006] In accordance with the invention, a method is provided for recovering crude oil from crude oil-soaked adsorbent and simultaneously regenerating the adsorbent to make it suitable for reuse in crude oil-soaked adsorption, including the method of contacting crude oil-soaked adsorbent , in the form of solid nanofibrous expanded polystyrene soaked with adsorbed crude oil, with non-polar solvent, thus obtaining regenerated crude oil-poor adsorbent and crude oil-rich solvent.

[007] Nesta especificação, o termo “petróleo bruto” é geralmente utilizado para referir produtos petrolíferos e, tipicamente, produtos petrolíferos líquidos, por exemplo, aqueles produzidos a partir de petróleo bruto ou por qualquer outro meio. No entanto, os termos expressamente incluem petróleo bruto, tal como uma forma de concretização particular da mesma.[007] In this specification, the term "crude oil" is generally used to refer to petroleum products and, typically, liquid petroleum products, for example, those produced from crude oil or by any other means. However, the terms expressly include crude oil, as a particular embodiment thereof.

[008] Além disso, nesta especificação, os termos “pobre” e “rico”, conforme usados na descrição do teor de petróleo bruto de vários materiais e substâncias, não exigem a presença de qualquer quantidade específica de petróleo bruto no material ou substância relevante. Os termos são usados para distinguir do conteúdo de petróleo bruto do material ou substância relevante imediatamente antes de se tornar “pobre” ou “rico” em petróleo bruto. Além disso, “pobre” não deve ser interpretado como requerendo petróleo bruto que deve estar presente. O material ou a substância relevante pode ser, quando descrito como sendo “pobre” em petróleo bruto, livre de petróleo bruto. Por exemplo, em “adsorvente pobre de petróleo bruto” o uso de “pobre” (i) distingue do teor de petróleo bruto do adsorvente encharcado de petróleo bruto, e (ii) inclui um caso em que o adsorvente pobre em petróleo bruto está livre de petróleo bruto.[008] Furthermore, in this specification, the terms “lean” and “rich”, as used in describing the crude oil content of various materials and substances, do not require the presence of any specific amount of crude oil in the relevant material or substance . The terms are used to distinguish from the crude oil content of the relevant material or substance immediately prior to becoming "depleted" or "rich" in crude oil. Furthermore, “poor” should not be interpreted as requiring crude oil which must be present. The relevant material or substance may be, when described as being “low” in crude oil, free of crude oil. For example, in "crude oil-poor adsorbent" the use of "poor" (i) distinguishes it from the crude oil content of the crude oil-soaked adsorbent, and (ii) includes a case where the crude oil-poor adsorbent is free of crude oil.

[009] Além disso, nesta especificação, o termo “contatar” amplamente significa “colocar em contato”. Em uma forma de concretização da invenção, isto pode ser conseguido formando uma mistura das substâncias e/ou materiais relevantes.[009] In addition, in this specification, the term “contact” broadly means “to put in contact”. In one embodiment of the invention, this can be achieved by forming a mixture of the relevant substances and/or materials.

[010] O poliestireno expandido nanofibroso compreenderia um volume de fibras nanométricas de poliestireno expandido.[010] The nanofibrous expanded polystyrene would comprise a volume of nanosized fibers of expanded polystyrene.

[011] O poliestireno expandido nanofibroso pode ser poliestireno expandido por eletroforese, isto é, obtido por eletrofiação de uma solução de poliestireno expandido. O método pode incluir uma fase anterior de formação de poliestireno expandido eletrofiado submetendo uma solução de poliestireno expandido à eletrofiação.[011] Nanofibrous expanded polystyrene can be expanded polystyrene by electrophoresis, that is, obtained by electrospinning a solution of expanded polystyrene. The method may include an earlier electrospinning expanded polystyrene forming step by subjecting an expanded polystyrene solution to electrospinning.

[012] Em uma concretização, o poliestireno expandido nanofibroso pode ser poliestireno expandido nanofibroso na forma de conta, isto é, o poliestireno expandido nanofibroso pode conter contas nas superfícies das suas fibras. As contas podem ser proporcionadas por material de conta, que pode tipicamente ser zeólita, por exemplo, zeólita clinoptrololita.[012] In one embodiment, the nanofibrous expanded polystyrene can be nanofibrous expanded polystyrene in bead form, that is, the nanofibrous expanded polystyrene can contain beads on the surfaces of its fibers. The beads may be provided by bead material, which may typically be zeolite, for example clinoptrolite zeolite.

[013] A produção de poliestireno expandido na forma de conta pode ter envolvido a inclusão do material de conta em uma solução de poliestireno expandido e a exposição da solução a eletrofiação.[013] The production of expanded polystyrene in bead form may have involved including the bead material in an expanded polystyrene solution and exposing the solution to electrospinning.

[014] O poliestireno expandido nanofibroso pode ser constituído por uma membrana.[014] The nanofibrous expanded polystyrene can consist of a membrane.

[015] O poliestireno expandido nanofibroso é super-hidrofóbico O poliestireno expandido nanofibroso também é superoleofílico.[015] Nanofibrous expanded polystyrene is superhydrophobic Nanofibrous expanded polystyrene is also superoleophilic.

[016] O solvente pode ser n-hexano.[016] The solvent may be n-hexane.

[017] Em conformidade com outra forma da invenção é fornecido um método de tratamento de água contaminada com petróleo bruto para remover petróleo bruto da mesma, o método incluindo: colocar em contato o petróleo bruto em água contaminada com petróleo bruto na forma de poliestireno expandido nanofibroso sólido, obtendo assim adsorvente encharcado com petróleo bruto e água tratada; e colocar em contato o adsorvente encharcado com petróleo bruto com um solvente não polar, obtendo desse modo adsorvente pobre em petróleo bruto regenerado e solvente rico em petróleo bruto.[017] In accordance with another form of the invention, a method of treating water contaminated with crude oil to remove crude oil therefrom is provided, the method including: contacting crude oil in water contaminated with crude oil in the form of expanded polystyrene solid nanofibrous, thus obtaining adsorbent soaked with crude oil and treated water; and contacting the crude oil-soaked adsorbent with a non-polar solvent, thereby obtaining regenerated crude oil-poor adsorbent and crude oil-rich solvent.

[018] “Colocar em contato” no contexto acima não requer estritamente que uma das águas contaminadas com petróleo bruto seja adicionada ao adsorvente ou que o adsorvente seja adicionado à água contaminada com petróleo bruto. Ambos estão incluídos. No entanto, como previsto pelo processo da invenção, o primeiro é preferido.[018] “Bringing in contact” in the above context does not strictly require that one of the waters contaminated with crude oil be added to the adsorbent or that the adsorbent be added to water contaminated with crude oil. Both are included. However, as envisaged by the process of the invention, the former is preferred.

[019] O método pode incluir a separação de adsorvente encharcado de petróleo bruto e água tratada antes de entrar em contato com adsorvente encharcado de petróleo bruto com o solvente.[019] The method may include separating crude oil soaked adsorbent and treated water before contacting crude oil soaked adsorbent with the solvent.

[020] O método pode incluir separar adsorvente pobre em petróleo bruto regenerado e solvente rico em petróleo bruto após entrar em contato com adsorvente encharcado de petróleo bruto com o solvente.[020] The method may include separating regenerated crude oil-poor adsorbent and crude oil-rich solvent after contacting crude oil-soaked adsorbent with the solvent.

[021] O método pode incluir o uso de adsorvente pobre em petróleo bruto regenerado como adsorvente de petróleo bruto em contato com petróleo bruto em água contaminada com petróleo bruto com adsorvente de petróleo bruto.[021] The method may include using regenerated crude oil poor adsorbent as crude oil adsorbent in contact with crude oil in crude oil contaminated water with crude oil adsorbent.

[022] O poliestireno expandido e o solvente podem ser como descritos anteriormente.[022] The expanded polystyrene and the solvent can be as described above.

[023] De acordo com outro aspecto da invenção é fornecido um processo de tratamento de água contaminada com petróleo bruto para remover petróleo bruto da mesma, o processo incluindo: alimentação de água contaminada com petróleo bruto para uma fase de tratamento que compreende adsorvente de petróleo bruto na forma de poliestireno expandido nanofibroso sólido, de modo que o petróleo bruto na água contaminada com petróleo bruto seja colocado em contato com o adsorvente de petróleo bruto, obtendo-se desse modo adsorvente encharcado com petróleo bruto e água tratada; e alimentação de um solvente não polar para a fase de tratamento, de tal modo que o adsorvente encharcado de petróleo bruto na fase de tratamento seja posto em contato com o solvente, obtendo-se deste modo adsorvente pobre em petróleo bruto regenerado e solvente rico em petróleo bruto.[023] According to another aspect of the invention there is provided a process for treating water contaminated with crude oil to remove crude oil therefrom, the process including: feeding water contaminated with crude oil to a treatment stage comprising petroleum adsorbent crude in the form of solid nanofibrous expanded polystyrene, so that the crude oil in the water contaminated with crude oil is brought into contact with the crude oil adsorbent, thereby obtaining adsorbent soaked with crude oil and treated water; and feeding a non-polar solvent to the treatment stage, such that the crude oil-soaked adsorbent in the treatment stage is brought into contact with the solvent, thereby obtaining an adsorbent poor in regenerated crude oil and a solvent rich in crude oil.

[024] O processo pode incluir a retirada da água tratada da fase de tratamento antes de alimentar o solvente à fase de tratamento, deixando assim o adsorvente encharcado de petróleo bruto permanecendo na fase de tratamento.[024] The process may include removing the treated water from the treatment stage before feeding the solvent to the treatment stage, thus leaving the crude oil-soaked adsorbent remaining in the treatment stage.

[025] O processo pode incluir a retirada do solvente rico em petróleo bruto da fase de tratamento, deixando assim o adsorvente pobre em petróleo bruto regenerado permanecendo na fase de tratamento.[025] The process may include removing the crude oil-rich solvent from the treatment stage, thereby leaving the regenerated crude oil-poor adsorbent remaining in the treatment stage.

[026] O processo também pode incluir, tipicamente após a retirada de solvente rico em petróleo bruto da fase de tratamento, a alimentação de água contaminada com petróleo bruto fresca à fase de tratamento, de tal forma que o petróleo bruto na água contaminada com petróleo bruto fresca seja contatado com adsorvente de petróleo bruto regenerado na fase de tratamento, assim, novamente, para obter adsorvente encharcado com petróleo bruto e água tratada.[026] The process may also include, typically after removing crude oil-rich solvent from the treatment stage, feeding fresh crude oil-contaminated water to the treatment stage such that the crude oil in the oil-contaminated water fresh crude oil is contacted with regenerated crude oil adsorbent in the treatment stage, so again to obtain adsorbent soaked with crude oil and treated water.

[027] Nesta especificação, o termo “fresca” é usado com referência à fase de tratamento específico que está sendo considerado. Assim, quando há mais de uma fase de tratamento, como discutido abaixo, a água contaminada com petróleo bruto “fresca” com referência a uma fase de tratamento, pode não ser água contaminada com petróleo bruto “fresca” no contexto do processo, por exemplo, pode ser tratada a água que foi retirada de uma fase de tratamento a montante e ser passada para uma fase de tratamento a jusante.[027] In this specification, the term “fresh” is used with reference to the specific treatment phase being considered. Thus, where there is more than one treatment step, as discussed below, “fresh” crude oil contaminated water with reference to a treatment step may not be “fresh” crude oil contaminated water in the context of the process, for example , water taken from an upstream treatment stage can be treated and passed to a downstream treatment stage.

[028] A fase de tratamento pode ser uma de pelo menos duas fases de tratamento conectados em série, e o processo pode incluir:a passagem da água tratada de uma fase de tratamento a montante para uma fase de tratamento a jusante, para contatar o petróleo bruto contido na água tratada com adsorvente compreendido pela fase de tratamento a jusante; ou passar solvente rico em petróleo bruto retirado de uma fase de tratamento a montante para uma fase de tratamento a jusante, para entrar em contato com o adsorvente encharcado de petróleo bruto contido na fase de tratamento a jusante com solvente rico em petróleo bruto.[028] The treatment phase may be one of at least two treatment phases connected in series, and the process may include: passing treated water from an upstream treatment phase to a downstream treatment phase, to contact the crude oil contained in water treated with adsorbent comprised by the downstream treatment stage; or passing crude oil-rich solvent withdrawn from an upstream treatment stage to a downstream treatment stage to contact the crude oil-soaked adsorbent contained in the downstream crude oil-rich solvent treatment stage.

[029] No contexto acima, “a montante” e “a jusante” são usados com referência à direção em que a água ou solvente, conforme o caso, é passado de uma fase de tratamento para outro. Naturalmente que estas direções não são necessariamente as mesmas. Preferivelmente, as direções são direções opostas.[029] In the above context, “upstream” and “downstream” are used with reference to the direction in which water or solvent, as the case may be, is passed from one treatment stage to another. Of course, these directions are not necessarily the same. Preferably, the directions are opposite directions.

[030] O poliestireno expandido e o solvente podem ser como descritos anteriormente.[030] The expanded polystyrene and the solvent can be as described above.

[031] Em conformidade com ainda mais um aspecto da invenção, é provida uma instalação de processo para executar o processo da invenção, a instalação incluindo pelo menos uma fase de tratamento compreendendo adsorvente de petróleo bruto na forma de poliestireno expandido nanofibroso sólido, a instalação do processo e a fase de tratamento sendo configurados de tal modo que: a água contaminada com petróleo bruto pode ser alimentada para a fase de tratamento, de tal modo que o petróleo bruto na água contaminada com petróleo bruto é colocada em contato com o adsorvente em uso, para proporcionar água tratada e adsorvente encharcado com petróleo bruto; e um solvente não polar pode ser alimentado à fase de tratamento de tal modo que entre em contato com adsorvente encharcado com petróleo bruto na fase de tratamento em uso, para fornecer adsorvente pobre em petróleo bruto regenerado e rico em petróleo bruto.[031] In accordance with a further aspect of the invention, a process plant is provided for carrying out the process of the invention, the plant including at least one treatment stage comprising crude oil adsorbent in the form of solid nanofibrous expanded polystyrene, the plant of the process and the treatment stage being configured such that: water contaminated with crude oil can be fed to the treatment stage, such that the crude oil in the water contaminated with crude oil is brought into contact with the adsorbent at use, to provide treated water and adsorbent soaked with crude oil; and a non-polar solvent can be fed to the treatment stage such that it comes into contact with crude oil-soaked adsorbent in the treatment stage in use, to provide regenerated crude oil-poor and crude-oil-rich adsorbent.

[032] A instalação do processo e a fase de tratamento também podem ser configurados de modo que a água tratada possa ser retirada da fase de tratamento para deixar o adsorvente encharcado de petróleo bruto restante na fase de tratamento em uso.[032] The process installation and treatment phase can also be configured so that treated water can be withdrawn from the treatment phase to leave the adsorbent soaked from crude oil remaining in the treatment phase in use.

[033] A instalação do processo e a fase de tratamento podem ainda ser configuradas de modo que o solvente rico em petróleo bruto possa ser retirado da fase de tratamento para deixar o adsorvente pobre em petróleo bruto regenerado na fase de tratamento em uso.[033] The process installation and treatment stage can still be configured so that the solvent rich in crude oil can be removed from the treatment stage to leave the adsorbent poor in crude oil regenerated in the treatment stage in use.

[034] A instalação do processo pode compreender duas ou mais fases de tratamento, dispostas em série de modo que a água tratada retirada de uma fase de tratamento a montante possa ser alimentada, como água contaminada com petróleo bruto, a uma fase de tratamento a jusante, e de tal modo que o solvente rico em petróleo bruto seja retirado de uma fase de tratamento a montante possa ser alimentado, como solvente, a uma fase de tratamento a jusante. Neste sentido, os significados de “a montante” e “a jusante” devem ser entendidos como indicado acima.[034] The process installation may comprise two or more treatment stages, arranged in series so that treated water taken from an upstream treatment stage can be fed, as water contaminated with crude oil, to a treatment stage upstream downstream, and such that the crude oil-rich solvent taken from an upstream treatment stage can be fed, as solvent, to a downstream treatment stage. In this sense, the meanings of “upstream” and “downstream” should be understood as indicated above.

[035] Geralmente, na invenção, a agitação pode ser aplicada no contato da água contaminada com petróleo bruto e adsorvente, ou solvente e adsorvente. Desse modo, na instalação do processo, a fase de tratamento pode ser equipada com agitadores.[035] Generally, in the invention, agitation can be applied in the contact of contaminated water with crude oil and adsorbent, or solvent and adsorbent. In this way, in the process installation, the treatment phase can be equipped with agitators.

[036] A invenção também fornece, como um aspecto separado, o uso de poliestireno expandido nanofibroso sólido como adsorvente em um método de tratamento de água contaminada com petróleo bruto para remover o petróleo bruto a partir dele, colocando em contato o petróleo bruto na água contaminada com petróleo bruto com poliestireno expandido nanofibroso sólido.[036] The invention also provides, as a separate aspect, the use of solid nanofibrous expanded polystyrene as an adsorbent in a method of treating water contaminated with crude oil to remove crude oil therefrom by bringing crude oil into contact with water contaminated with crude oil with solid nanofibrous expanded polystyrene.

[037] O poliestireno expandido nanofibroso sólido pode ser como descrito anteriormente.[037] The solid nanofibrous expanded polystyrene can be as previously described.

[038] O uso pode estar de acordo com o método ou o processo da invenção aqui descrito anteriormente.[038] The use may be in accordance with the method or process of the invention described hereinbefore.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[039] As características da invenção serão agora descritas mais detalhadamente com referência às atividades experimentais e com referência a uma forma de concretização exemplificativa do seu processo, fazendo-se referência aos seguintes desenhos em anexo.[039] The characteristics of the invention will now be described in more detail with reference to the experimental activities and with reference to an exemplary embodiment of its process, making reference to the following attached drawings.

[040] A Figura 1 mostra um diagrama esquemático de uma configuração de eletrofiação.[040] Figure 1 shows a schematic diagram of an electrospinning configuration.

[041] A Figura 2 mostra espectros de FTIR de fibra de EPS eletrofiada e EPS.[041] Figure 2 shows FTIR spectra of electrospun and EPS fiber.

[042] A Figura 3 mostra micrografias de SEM de fibras eletrofuncionais a THF/DMF 1:1 (A1 [x500 mag], A2 [x1000 mag], A3 [x5000 mag]) e 100% de DMF (B1 [x500 mag], B2 [x1000 mag], B3 [x5000 mag]).[042] Figure 3 shows SEM micrographs of electrofunctional fibers at THF/DMF 1:1 (A1 [x500 mag], A2 [x1000 mag], A3 [x5000 mag]) and 100% DMF (B1 [x500 mag] , B2 [x1000 mag], B3 [x5000 mag]).

[043] A Figura 4 mostra o WCA da fibra de EPS eletrofiada sem contas (C1) e com contas (C2) e o COCA da fibra de EPS eletrofiada sem contas (C3) e com contas (C4).[043] Figure 4 shows the WCA of the electrospun EPS fiber without beads (C1) and with beads (C2) and the COCA of the electrospun EPS fiber without beads (C3) and with beads (C4).

[044] A Figura 5 mostra as isotermas de adsorção- dessorção de nitrogênio e as distribuições de tamanho de poros de fibras de EPS eletrofiadas, fibra com contas e EPS.[044] Figure 5 shows the nitrogen adsorption-desorption isotherms and the pore size distributions of electrospun EPS fibers, beaded fiber and EPS.

[045] A Figura 6 mostra o cromatograma GCTOFMS do petróleo bruto.[045] Figure 6 shows the GCTOFMS chromatogram of crude oil.

[046] A Figura 7 mostra o efeito da dosagem da fibra de EPS na adsorção de petróleo bruto a partir da solução de derramamento.[046] Figure 7 shows the effect of EPS fiber dosage on the adsorption of crude oil from the spill solution.

[047] A Figura 8 mostra as isotermas de Freundlich (a) e Temkin (b) de adsorção de petróleo bruto em fibras de EPS eletrofiadas com contas.[047] Figure 8 shows the isotherms of Freundlich (a) and Temkin (b) of adsorption of crude oil on EPS fibers electrospun with beads.

[048] A Figura 9 mostra a isoterma de Langmuir de adsorção de petróleo bruto em fibra de EPS eletrofiada com contas.[048] Figure 9 shows the Langmuir isotherm of crude oil adsorption on electrospun EPS fiber with beads.

[049] A Figura 10 mostra o efeito do tempo de contato na adsorção de petróleo bruto sobre fibras de EPS eletrofiadas com contas.[049] Figure 10 shows the effect of contact time on the adsorption of crude oil on EPS fibers electrospun with beads.

[050] A Figura 11 mostra a reação de pseudo-segunda ordem de adsorção de petróleo bruto em fibra de EPS com contas.[050] Figure 11 shows the pseudo-second order adsorption reaction of crude oil on EPS fiber with beads.

[051] A Figura 12 mostra a porcentagem de petróleo bruto recuperado do adsorvente usando solventes polares e não polares vs tempo.[051] Figure 12 shows the percentage of crude oil recovered from the adsorbent using polar and non-polar solvents vs. time.

[052] A Figura 13 mostra micrografias de SEM de adsorvente (fibra de EPS com contas) após adsorção (A1 [x500 mag], A2 [x1000 mag], A3 [x5000 mag]), adsorvente regenerado com etanol (B1 [x500 mag], B2 [x1000 mag], B3 [x5000 mag] e adsorvente regenerado com hexano (C1 [x500 mag], C2 [x1000 mag], C3 [x5000 mag]).[052] Figure 13 shows SEM micrographs of adsorbent (EPS fiber with beads) after adsorption (A1 [x500 mag], A2 [x1000 mag], A3 [x5000 mag]), adsorbent regenerated with ethanol (B1 [x500 mag ], B2 [x1000 mag], B3 [x5000 mag], and adsorbent regenerated with hexane (C1 [x500 mag], C2 [x1000 mag], C3 [x5000 mag]).

[053] A Figura 14 mostra a reação de pseudo-segunda ordem de dessorção de petróleo bruto do adsorvente de fibra de EPS com contas.[053] Figure 14 shows the pseudo-second order crude oil desorption reaction of EPS fiber adsorbent with beads.

[054] A Figura 15 mostra, esquematicamente, uma forma de concretização exemplificativa de um processo de acordo com a invenção.[054] Figure 15 schematically shows an exemplary embodiment of a process according to the invention.

TEST ACTIVITIES Experimental Approach Materials

[055] O poliestireno expandido (EPS) foi coletado da embalagem de computadores DELL recém-adquiridos.[055] Expanded polystyrene (EPS) was collected from the packaging of newly purchased DELL computers.

[056] O petróleo bruto foi obtido da Companhia Nacional de Petróleo da Nigéria, Nigéria.[056] The crude oil was obtained from the National Petroleum Company of Nigeria, Nigeria.

[057] O etanol, tetra-hidrofurano (THF), N, N- dimetilformamida (DMF) e n-hexano (grau analítico) foram adquiridos da Sigma Aldrich, África do Sul.[057] Ethanol, tetrahydrofuran (THF), N, N-dimethylformamide (DMF) and n-hexane (analytical grade) were purchased from Sigma Aldrich, South Africa.

Adsorbent Preparation

[058] 10% em peso da solução de EPS foi preparada dissolvendo-se o EPS em DMF:THF 1:1 e 100% de DMF à temperatura ambiente, agitando durante seis horas.[058] 10% by weight EPS solution was prepared by dissolving EPS in 1:1 DMF:THF and 100% DMF at room temperature, stirring for six hours.

[059] A solução foi eletrofiada horizontalmente para produzir as fibras, como mostrado na Figura 2.[059] The solution was electrospun horizontally to produce the fibers, as shown in Figure 2.

[060] Utilizou-se uma seringa de agulha de calibre 20 e fixou-se em 20 cm como a distância entre a ponta da seringa e o coletor. O coletor estava na forma de folha de alumínio.[060] A 20-gauge needle syringe was used and set at 20 cm as the distance between the tip of the syringe and the collector. The collector was in the form of aluminum foil.

[061] A taxa de fluxo foi de 15 μL/minuto, a tensão a 18,5kV. As fibras (isto é, poliestireno expandido nanofibroso) foram coletadas na folha de alumínio.[061] The flow rate was 15 μL/minute, the voltage at 18.5kV. The fibers (i.e. nanofibrous expanded polystyrene) were collected on the aluminum foil.

[062] O diagrama esquemático da configuração de eletrofiação é conhecido na Figura 1.[062] The schematic diagram of the electrospinning configuration is known in Figure 1.

Fiber Characterization

[063] A fibra foi caracterizada usando o ângulo de contato óptico (OCA) da Data Physics usando 15 EC GOP, SCA20 (software) para determinar o ângulo de contato da água (WCA) e o ângulo de contato do petróleo bruto (COCA) em uma taxa de dosagem de 5 μL/s, dosando o volume de μL/s com seringa descartável Braum de 1 mL.[063] The fiber was characterized using the optical contact angle (OCA) from Data Physics using 15 EC GOP, SCA20 (software) to determine the water contact angle (WCA) and the crude oil contact angle (COCA) at a dosing rate of 5 μL/s, dosing the μL/s volume with a 1 mL Braum disposable syringe.

[064] A fibra também foi caracterizada usando microscópio eletrônico de varredura para examinar a morfologia da superfície usando (modelo TESCAN), o tamanho dos poros e a área superficial foi analisada pelo analisador de área superficial e de porosidade BET Micrometrics ASAP 2020 pela técnica de Brunauer-Emmett-Teller. Os espectros de infravermelho das amostras foram coletados usando um espectrômetro infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) modelo Perkin Elmer com software de espectro 100.[064] The fiber was also characterized using a scanning electron microscope to examine the surface morphology using (TESCAN model), the pore size and surface area was analyzed by the surface area and porosity analyzer BET Micrometrics ASAP 2020 by the technique of Brunauer-Emmett-Teller. The infrared spectra of the samples were collected using a Perkin Elmer model Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) with spectrum 100 software.

Characterization of Crude Oil

[065] O petróleo bruto (CO) foi caracterizado utilizando-se cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas com analisador por tempo de voo (GCTOFMS), utilizando cartucho de extração em fase sólida (SPE) Alumina acoplado ao sistema de vácuo manifold para SPE, com 12 portas, modelo Visiprep™ com cartuchos descartáveis para eliminação de contaminação.[065] Crude oil (CO) was characterized using gas chromatography coupled to mass spectrometry with time-of-flight analyzer (GCTOFMS), using solid phase extraction cartridge (SPE) Alumina coupled to the manifold vacuum system for SPE , with 12 ports, Visiprep™ model with disposable cartridges to eliminate contamination.

[066] Os cartuchos foram condicionados com 5 mL de n-hexano duas vezes antes do uso. 1 mg de petróleo bruto foi dissolvido e carregado no cartucho. Utilizou-se 4 mL da mistura de hexano/diclorometano a uma razão de 3:1 (v:v) como solvente eluente.[066] The cartridges were conditioned with 5 mL of n-hexane twice before use. 1 mg of crude oil was dissolved and loaded into the cartridge. 4 mL of hexane/dichloromethane mixture at a ratio of 3:1 (v:v) was used as eluting solvent.

[067] A amostra eluída foi analisada com GC-MS a uma taxa de aquisição de 50 s/s, temperatura do injetor de 225°C, taxa de fluxo de 0,6 ml/min, taxa de injeção de 0,2 μL, coluna primária Rxi 1 ms e coluna secundária Rxi-17 Sil.[067] The eluted sample was analyzed with GC-MS at an acquisition rate of 50 s/s, injector temperature of 225°C, flow rate of 0.6 ml/min, injection rate of 0.2 μL , primary column Rxi 1 ms and secondary column Rxi-17 Sil.

[068] O petróleo bruto foi usado como recebido.[068] Crude oil was used as received.

adsorption experiments

[069] Uma solução de derramamento de petróleo simulado em laboratório foi preparada tratando o petróleo bruto como soluto e água como solvente.[069] A laboratory simulated oil spill solution was prepared by treating crude oil as a solute and water as a solvent.

[070] Solução de petróleo bruto-água bruta de concentração conhecida (4-6 g/L) foram preparadas em frascos Erlenmeyer de 250 mL e uma mesma massa da fibra foi adicionada às soluções a um pH fixo de 7, em seguida colocadas no agitador Merck Millipore a 150 rpm por 10 a 100 minutos à temperatura ambiente (303K).[070] Crude oil-crude water solution of known concentration (4-6 g/L) were prepared in 250 mL Erlenmeyer flasks and the same fiber mass was added to the solutions at a fixed pH of 7, then placed in the Merck Millipore shaker at 150 rpm for 10 to 100 minutes at room temperature (303K).

[071] As amostras foram retiradas em intervalos de 10 minutos e as fibras foram removidas e colocadas sob fluxo laminar por 12 horas para remover qualquer gotícula de água. A massa foi obtida usando balança analítica. A quantidade de petróleo adsorvido pela fibra foi determinada gravimetricamente.[071] The samples were taken at intervals of 10 minutes and the fibers were removed and placed under laminar flow for 12 hours to remove any droplets of water. The mass was obtained using an analytical balance. The amount of petroleum adsorbed by the fiber was determined gravimetrically.

[072] A experiência foi repetida variando as concentrações de solução de petróleo bruto-água (0,6-10 g/L) em frascos Erlenmeyer de 250 mL e adicionando 0,03 g de fibra de EPS a pH 7 e agitou-se durante 70 minutos a 150 rpm à temperatura ambiente.[072] The experiment was repeated by varying the concentrations of crude oil-water solution (0.6-10 g/L) in 250 mL Erlenmeyer flasks and adding 0.03 g of EPS fiber at pH 7 and stirring for 70 minutes at 150 rpm at room temperature.

[073] As amostras foram submetidas a um intervalo de 70 minutos e, em seguida, as fibras foram removidas e colocadas sob fluxo laminar por 6 horas para remover qualquer água em torno do petróleo bruto e a massa foi obtida usando balança analítica. A quantidade de petróleo adsorvido pela fibra foi determinada gravimetricamente.[073] The samples were subjected to an interval of 70 minutes and then the fibers were removed and placed under laminar flow for 6 hours to remove any water around the crude oil and the mass was obtained using an analytical balance. The amount of petroleum adsorbed by the fiber was determined gravimetrically.

[074] O teste foi repetido variando-se a dosagem do adsorvente mantendo-se constante o tempo de contato e concentração.[074] The test was repeated by varying the dosage of the adsorbent, keeping the contact time and concentration constant.

(i) Adsorption equilibrium studies

[075] Os estudos de isoterma foram realizados com uma fibra de peso constante, mas variando a concentração inicial de solução de petróleo bruto na faixa de 0,6 a 10 g/L. A quantidade de adsorção no equilíbrio x/m foi calculada usando a equação 1 para balanço de massa [3]:onde x/m (g/g) é o petróleo bruto da fase adsorvente, Co (g/L) é a concentração inicial de petróleo bruto, Ce (g/L)é a concentração de petróleo na fase de amostra, w (g) é a massa do adsorvente e v é o volume da amostra (mL).[075] The isotherm studies were performed with a fiber of constant weight, but varying the initial concentration of crude oil solution in the range of 0.6 to 10 g/L. The amount of adsorption at equilibrium x/m was calculated using equation 1 for mass balance [3]: where x/m (g/g) is the crude oil in the adsorbent phase, Co (g/L) is the initial crude oil concentration, Ce (g/L) is the oil concentration in the sample phase, w (g ) is the mass of the adsorbent and v is the sample volume (mL).

(ii) Kinetic batch studies

[076] Os testes de adsorção cinética foram idênticos aos testes de equilíbrio de lote, as amostras foram tomadas em intervalos de 10 minutos, enquanto a concentração de petróleo bruto foi mantida constante. A absorção de petróleo bruto no intervalo de tempo foi calculada usando a equação 2:qt (g/g) é a absorção de petróleo bruto no tempo t, C0 (g/L) é a concentração inicial de petróleo bruto, Ct (g/L)é a concentração de petróleo em fase líquida, w (g) é a massa do adsorvente e v é o volume da amostra (mL).[076] The kinetic adsorption tests were identical to the batch equilibrium tests, samples were taken at 10 minute intervals while the crude oil concentration was held constant. Crude oil absorption over the time interval was calculated using equation 2: qt (g/g) is the absorption of crude oil at time t, C0 (g/L) is the initial concentration of crude oil, Ct (g/L) is the concentration of oil in the liquid phase, w (g) is the mass of the adsorbent and v is the volume of the sample (mL).

Simultaneous recovery and regeneration of crude oil and adsorbent

[077] Adsorventes usados de massa conhecida foram adicionados a 20 mL de etanol e hexano em diferentes frascos Erlenmeyer, em seguida, agitados à temperatura ambiente a 150 rpm em um agitador.[077] Used adsorbents of known mass were added to 20 mL of ethanol and hexane in different Erlenmeyer flasks, then stirred at room temperature at 150 rpm on a shaker.

[078] O teste foi conduzido em intervalos de 10 minutos e os adsorventes foram removidos dos frascos de solvente e colocados sob fluxo laminar por 12 horas, onde após a massa dos adsorventes foram registrados.[078] The test was conducted at intervals of 10 minutes and the adsorbents were removed from the solvent vials and placed under laminar flow for 12 hours, where after the mass of the adsorbents were recorded.

[079] Os adsorventes foram reutilizados para o teste de adsorção. A liberação de petróleo bruto na solução orgânica foi calculada pela técnica gravimétrica. A cinética de recuperação para o melhor solvente foi estudada usando a equação 3:onde qrt (g/g) é o petróleo bruto recuperado no tempo t, C0 (g/L) é a concentração inicial do petróleo bruto, Ct (g/L) é a concentração do petróleo na fase líquida, w (g) é a massa do adsorvente e v é o volume da amostra (mL).[079] The adsorbents were reused for the adsorption test. The release of crude oil in the organic solution was calculated by the gravimetric technique. The recovery kinetics for the best solvent was studied using equation 3: where qrt (g/g) is the crude oil recovered at time t, C0 (g/L) is the initial crude oil concentration, Ct (g/L) is the oil concentration in the liquid phase, w (g) is the mass of the adsorbent and v is the volume of the sample (mL).

Results and discussion Adsorbent Characterization (i) FTIR studies

[080] A espectroscopia de infravermelho é crucial para a determinação de grupos funcionais. Os espectros de FTIR da fibra de EPS eletrofiada e do EPS são mostrados na Figura 2. A vibração molecular a 3042 cm-1 (estiramento C-H aromático), 2855 cm-1 (estiramento alifático C-H), 1600-1442 cm-1, mostra os modos de respiração do anel aromático do anel de benzeno em OS. O pico a 1300-1260 cm-1 representa o estiramento simétrico do metileno. Vibrações de flexão de ligações C-H fora do plano de anel aromático foram observadas em 778-692 cm-1. Os resultados estão de acordo com relatos anteriores [19, 20] de que a alta voltagem na eletrofiação não afeta a vibração molecular do polímero.[080] Infrared spectroscopy is crucial for the determination of functional groups. The FTIR spectra of the electrospun EPS fiber and the EPS are shown in Figure 2. Molecular vibration at 3042 cm-1 (aromatic C-H stretching), 2855 cm-1 (aliphatic C-H stretching), 1600-1442 cm-1, shows the respiration modes of the aromatic ring of the benzene ring in OS. The peak at 1300-1260 cm-1 represents the symmetric stretching of methylene. Bending vibrations of C-H bonds outside the aromatic ring plane were observed at 778-692 cm-1. The results are in agreement with previous reports [19, 20] that the high voltage in electrospinning does not affect the molecular vibration of the polymer.

(ii) Morphological identification and hydrophobicity of the adsorbent

[081] As micrografias de SEM de EPS eletrofiada são apresentadas na Figura 3. EPS em THF/DMF 1:1 resulta na fibra representada na Figura 3 (A1-A3), fibra sem contas com tamanho médio de fibra de 917,73 nm. Observando a fibra em alta ampliação (Figura 3 A3) verifica-se uma veia fina na morfologia da fibra, isso pode ser resultado da evaporação do solvente durante o processo de eletrofiação resultando em uma fase rica em polímero [21]. A Figura 3 (B1-B3) mostra uma fibra de EPS com contas em 100% de DMF, tendo sido amplamente divulgado que este solvente melhora a capacidade de rotação do PS devido à sua elevada constante dielétrica. Lee et al [21] relataram aumento na interação intermolecular entre o PS e a DMF resultando em maior viscosidade da solução com aumento no conteúdo de DMF. A fibra com contas obtida pode ser atribuída à maior interação polímero-solvente como resultado da alta constante dielétrica do solvente (36) resultando no aumento da viscosidade da solução, a força eletrostática aplicada à solução para superar a tensão superficial resultou na formação do cone Taylor instável. No entanto, as fibras com contas demonstraram melhorar a hidrofobicidade [22-25], a natureza hidrofóbica melhorada favorece a adsorção de óleo. O ângulo de contato com a água (WCA) das duas fibras obtidas foi obtido em 131,7° e 151,5° (Figura 4 [C1 e C2]) para EPS eletrofiado em THF/DMF 1:1 e 100% de DMF, respectivamente. O ângulo de contato do petróleo bruto (COCA) foi de 11,7° e 0° (Figura 4 [C3 e C4]) para EPS eletrofiado em THF/DMF 1:1 e 100% de DMF, respectivamente. As superfícies com WCA acima de 150o são conhecidas como superfície super-hidrofóbica, elas exibem propriedade não- umectante por água. A fibra com contas exibiu uma natureza superoleofílica (COCA 0°) e superhidrofóbica. Isto sugere que a rugosidade da superfície, como resultado da presença de contas, favorece a maior natureza hidrofóbica e oleofílica do que a fibra lisa de EPS. Esse resultado está de acordo com [22-25].[081] SEM micrographs of electrospun EPS are shown in Figure 3. EPS in THF/DMF 1:1 results in the fiber shown in Figure 3 (A1-A3), fiber without beads with an average fiber size of 917.73 nm . Observing the fiber at high magnification (Figure 3 A3) there is a thin vein in the fiber morphology, this may be the result of solvent evaporation during the electrospinning process resulting in a polymer-rich phase [21]. Figure 3 (B1-B3) shows an EPS fiber with 100% DMF beads, and it has been widely reported that this solvent improves the spinability of PS due to its high dielectric constant. Lee et al [21] reported an increase in the intermolecular interaction between PS and DMF resulting in higher solution viscosity with an increase in DMF content. The beaded fiber obtained can be attributed to the increased polymer-solvent interaction as a result of the high dielectric constant of the solvent (36) resulting in increased viscosity of the solution, the electrostatic force applied to the solution to overcome the surface tension resulted in the formation of the Taylor cone unstable. However, beaded fibers have been shown to improve hydrophobicity [22-25], the improved hydrophobic nature favors oil adsorption. The contact angle with water (WCA) of the two fibers obtained was obtained at 131.7° and 151.5° (Figure 4 [C1 and C2]) for EPS electrospun in THF/DMF 1:1 and 100% DMF , respectively. The contact angle of crude oil (COCA) was 11.7° and 0° (Figure 4 [C3 and C4]) for EPS electrospun in THF/DMF 1:1 and 100% DMF, respectively. Surfaces with WCA above 150o are known as super-hydrophobic surface, they exhibit non-wetting property by water. The beaded fiber exhibited a superoleophilic (COCA 0°) and superhydrophobic nature. This suggests that the surface roughness, as a result of the presence of beads, favors the greater hydrophobic and oleophilic nature than the smooth EPS fiber. This result is in agreement with [22-25].

(iii) Nitrogen Sorption Measurement

[082] As medidas de sorção de nitrogênio revelaram os parâmetros de poros dos potenciais adsorventes. As isotermas de adsorção-dessorção de nitrogênio e distribuição de tamanho de poro são apresentadas na Figura 5 (a e b). De acordo com a classificação IUPAC do adsorvente, os três materiais estão em conformidade com a isoterma de adsorção- dessorção do tipo II, indicando a presença de meso e micro poros [26]. O gráfico de isoterma de adsorção-dessorção na Figura 5a mostra que 0,56 cm3/g tem o volume máximo de poro para EPS, nanoestruturando esses materiais para resultados de fibra sub-mícron em 1,94 cm3/g enquanto o volume de poros de fibra com contas foi 3,60 cm3/g. O gráfico de distribuição de tamanho dos poros (Figura 5b) mostra a variação no diâmetro máximo de poros nos materiais: 5,45 nm, 3,53 nm e 1,75 nm para EPS, fibra de EPS e fibra com contas, respectivamente. De acordo com a classificação IUPAC de poros, as fibras de EPS e EPS possuem mesoporos (2-50 nm), enquanto microporo (0-2 nm) é notado na fibra com contas [27]. A transformação de EPS em sub-micron aumentou a area de superfície e volume de poros de fibra e fibra de EPS com contas, isso pode facilitar o transporte de petróleo na rede de poros de adsorvente, portanto, pode melhorar a adsorção. Fibra de EPS com contas apresenta maior potencial de adsorção.[082] Nitrogen sorption measurements revealed the pore parameters of potential adsorbents. Nitrogen adsorption-desorption isotherms and pore size distribution are shown in Figure 5 (a and b). According to the IUPAC classification of the adsorbent, the three materials comply with the type II adsorption-desorption isotherm, indicating the presence of meso and micro pores [26]. The adsorption-desorption isotherm plot in Figure 5a shows that 0.56 cm3/g has the maximum pore volume for EPS, nanostructuring these materials for sub-micron fiber results in 1.94 cm3/g while the pore volume of beaded fiber was 3.60 cm3/g. The pore size distribution graph (Figure 5b) shows the variation in maximum pore diameter in the materials: 5.45 nm, 3.53 nm and 1.75 nm for EPS, EPS fiber and beaded fiber, respectively. According to the IUPAC classification of pores, EPS and EPS fibers have mesopores (2-50 nm), while micropores (0-2 nm) are noted in fiber with beads [27]. Sub-micron transformation of EPS increased the surface area and pore volume of fiber and EPS fiber with beads, this can facilitate the transport of oil in the pore network of adsorbent, therefore, it can improve adsorption. Beaded EPS fiber has higher adsorption potential.

Characterization of Crude Oil

[083] O cromatograma do petróleo bruto é mostrado na Figura 6, os hidrocarbonetos identificados com o tempo de retenção e as áreas de picos estão resumidos na Tabela 1.Tabela 1: Resumo dos hidrocarbonetos de petróleo bruto com tempo de retenção e área de pico. [083] The crude oil chromatogram is shown in Figure 6, the identified hydrocarbons with retention time and peak areas are summarized in Table 1. Table 1: Summary of crude oil hydrocarbons with retention time and peak area .

Effect of adsorbent dosage

[084] Com base em WCA, COCA, isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio e distribuição de poros, a fibra com contas foi utilizada como adsorvente para petróleo bruto. O efeito da dosagem de adsorvente na quantidade de petróleo bruto removida foi estudado pela aplicação de 0,01g a 0,08g de adsorvente a uma concentração conhecida para solução de derramamento de petróleo bruto simulada. A captação de adsorção aumenta inicialmente com o aumento da dosagem do adsorvente de 0,01 g para 0,03 g (Figura 7). A captação máxima de adsorção de petróleo bruto foi de 5,03 g/L, que representou 94,5% da concentração inicial de petróleo bruto. Além desta dose, a eficiência diminui linearmente com o aumento da dose de adsorvente. Na dosagem ideal, a área de superfície disponível é saturada pelo petróleo bruto, conforme a dosagem aumenta, a área de superfície insaturada aumenta desde que a concentração da solução de derramamento tenha sido fixada. A diminuição na eficiência com a dosagem é baseada em locais altamente insaturados que contribuíram para a medição gravimétrica.[084] Based on WCA, COCA, nitrogen adsorption and desorption isotherms and pore distribution, the beaded fiber was used as an adsorbent for crude oil. The effect of adsorbent dosage on the amount of crude oil removed was studied by applying 0.01g to 0.08g of adsorbent at a known concentration to simulated crude oil spill solution. Adsorption uptake initially increases with increasing adsorbent dosage from 0.01 g to 0.03 g (Figure 7). The maximum crude oil adsorption uptake was 5.03 g/L, which represented 94.5% of the initial crude oil concentration. Beyond this dose, efficiency decreases linearly with increasing adsorbent dose. At optimal dosing, the available surface area is saturated by the crude oil, as the dosing increases, the unsaturated surface area increases since the spill solution concentration has been fixed. The decrease in efficiency with dosing is based on highly unsaturated sites that contributed to the gravimetric measurement.

Equilibrium Isotherms

[085] A isoterma de adsorção é crucial para descrever a interação entre soluto e adsorvente. O desenho prático deste processo de adsorção requer dados isotérmicos por modelos empíricos ou teóricos. O efeito da concentração inicial de petróleo adsorvido no adsorvente foi estudado em diferentes concentrações iniciais conhecidas (0,62-6,47 g/L). Em vista disso, modelos popularmente isotérmicos: Langmuir, Freundlich e Temkin foram empregados [28]. A forma não linear desses modelos pode ser representada por equações. A isoterma de Freundlich é expressa como na equação 4: [085] The adsorption isotherm is crucial to describe the interaction between solute and adsorbent. The practical design of this adsorption process requires isothermal data by empirical or theoretical models. The effect of the initial concentration of adsorbed oil on the adsorbent was studied at different known initial concentrations (0.62-6.47 g/L). In view of this, popularly isothermal models: Langmuir, Freundlich and Temkin were employed [28]. The non-linear form of these models can be represented by equations. The Freundlich isotherm is expressed as in equation 4:

[086] A isoterma é caracterizada pelo fator de heterogeneidade 1/n, x/m é a concentração de sorbato de fase sólida em g/g, Ce é a concentração de sorbato de fase líquida em equilíbrio (g/L) e Kf é a constante de Freundlich. A forma linear desta equação é expressa como: [086] The isotherm is characterized by the heterogeneity factor 1/n, x/m is the concentration of sorbate in the solid phase in g/g, Ce is the concentration of sorbate in the liquid phase at equilibrium (g/L) and Kf is the Freundlich constant. The linear form of this equation is expressed as:

[087] As isotermas de Langmuir são expressas na equação 6:onde Qo (g/g) é a quantidade máxima de adsorção em cobertura de monocamada completa e KL é a constante de Langmuir. Um gráfico Ce/qe vs Ce resulta em KL e Qo[087] The Langmuir isotherms are expressed in equation 6: where Qo (g/g) is the maximum amount of adsorption in complete monolayer coverage and KL is the Langmuir constant. A Ce/qe vs Ce plot results in KL and Qo

[088] A isoterma de Temkin é expressa comoonde A e B são constantes de Temkin.[088] The Temkin isotherm is expressed as where A and B are Temkin's constants.

[089] Os gráficos de isotermas de adsorção do modelo de Freundlich e Temkin (Figura 8) mostram bom ajuste com os dados experimentais baseados em seus valores de R2 de 0,9991 e 0,926, respectivamente. O gráfico de isoterma de Langmuir (Figura 9) não se ajusta aos dados experimentais, R2 foi 00016. Isso pode ser o resultado da suposição teórica de que a isoterma de Langmuir não favorece as isotermas de tipo II da fibra com contas de adsorção-dessorção [29]. No entanto, a isoterma de Freundlich mostrou o maior ajuste, o modelo descreveu melhor a adsorção de petróleo bruto em fibra de EPS com conta. Os dados da isoterma na Tabela 2 mostram que a adsorção de petróleo bruto no adsorvente ocorre através do processo de adsorção multicamadas com os locais heterogêneos na superfície do sólido [33 - 44]. A partir da Tabela, Kf foi de 1,9274, a capacidade de adsorção de um adsorvente para um adsorbato aumenta com a elevação de Kf [4]. A adsorção é favorável quando 1 < n <10, 1,0032 está dentro dessa faixa, portanto, a adsorção de petróleo bruto na fibra de EPS foi favorável.Tabela 2: Valores dos modelos de isotermas de Freundlich, Temkin e Langmuir e coeficiente de correlação. [089] The adsorption isotherm plots of the Freundlich and Temkin model (Figure 8) show good fit with the experimental data based on their R2 values of 0.9991 and 0.926, respectively. The Langmuir isotherm plot (Figure 9) does not fit the experimental data, R2 was 00016. This may be the result of the theoretical assumption that the Langmuir isotherm does not favor the type II isotherms of the fiber with adsorption-desorption beads [29]. However, the Freundlich isotherm showed the greatest fit, the model best described the adsorption of crude oil on beaded EPS fiber. The isotherm data in Table 2 show that the adsorption of crude oil on the adsorbent occurs through the multilayer adsorption process with heterogeneous sites on the surface of the solid [33 - 44]. From the Table, Kf was 1.9274, the adsorption capacity of an adsorbent to an adsorbate increases with increasing Kf [4]. Adsorption is favorable when 1 < n <10, 1.0032 is within this range, therefore, the adsorption of crude oil on the EPS fiber was favorable.Table 2: Values of Freundlich, Temkin and Langmuir isotherm models and coefficient of correlation.

Adsorption kinetics

[090] O efeito do tempo de contato no processo de adsorção foi determinado e o gráfico do processo de adsorção com o tempo é apresentado na Figura 10. Na Figura 10, a eficiência do adsorvente para a remoção de petróleo bruto da solução de derramamento foi representada contra o tempo (10- 100 minutos). A adsorção no petróleo foi rápida nos primeiros 20 minutos com eficiência de 88,75%, atribuída à existência de superfície não revestida do sítio ativo no adsorvente [4]. Como o processo de adsorção prossegue de 20 minutos a 50 minutos, a absorção de petróleo bruto foi lenta com o aumento gradual da eficiência, isso pode ser devido à quebra de gotículas de petróleo bruto, reduzindo o diâmetro das gotículas de petróleo bruto, fazendo com que ocorra mais área interfacial a adsorção [4,30]. Além disso, a rápida captação do petróleo bruto foi notada para além de 50 minutos, provavelmente devido ao aumento da área interfacial do adsorvente como resultado da quebra de gotículas de petróleo bruto, resultando em maior adsorção do petróleo bruto na fibra de EPS. Antes de 70 minutos, a taxa de adsorção era constante até 100 minutos, devido à saturação da superfície do adsorvente, além deste ponto ocorrerá a dessorção. A fim de verificar o mecanismo de adsorção, dois modelos bem conhecidos de pseudo-primeira ordem [3, 4] e pseudo-segunda ordem [3, 4].[090] The effect of contact time on the adsorption process was determined and the graph of the adsorption process over time is shown in Figure 10. In Figure 10, the efficiency of the adsorbent for removing crude oil from the spill solution was represented against time (10-100 minutes). Adsorption in oil was fast in the first 20 minutes with an efficiency of 88.75%, attributed to the existence of an uncoated surface of the active site in the adsorbent [4]. As the adsorption process proceeds from 20 minutes to 50 minutes, the absorption of crude oil was slow with the gradual increase in efficiency, this could be due to the breakdown of crude oil droplets, reducing the diameter of crude oil droplets, causing more interfacial area for adsorption to occur [4,30]. Furthermore, rapid uptake of crude oil was noted beyond 50 minutes, likely due to the increase in the interfacial area of the adsorbent as a result of the breakdown of crude oil droplets, resulting in greater adsorption of crude oil on the EPS fiber. Before 70 minutes, the adsorption rate was constant up to 100 minutes, due to saturation of the adsorbent surface, beyond this point desorption will occur. In order to verify the mechanism of adsorption, two well-known models of pseudo-first order [3, 4] and pseudo-second order [3, 4].

[091] A forma linear de pseudo-primeira ordem é expressa como: [091] The pseudo-first-order linear form is expressed as:

[092] A forma linear da pseudo-segunda ordem é expressa como:onde qe e qt (mg/g) são a quantidade de adsorbato adsorvido em equilíbrio e tempo, t, respectivamente, e k1 (g mg-1 min- 1) e k2 (g mg-1 min-1) são a taxa constante da adsorção de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem, respectivamente. O coeficiente de regressão linear, R2 e os parâmetros dos modelos cinéticos foram obtidos (Tabela 3), plotando log (qe-qt) vs tempo, t, para pseudo-primeira ordem e t/qt vs t para pseudo-segunda ordem. A reação do petróleo bruto sobre fibra de EPS com contas foi favorecida pela equação de pseudo-segunda ordem (Figura 11) apenas, isto está de acordo com os relatórios anteriores sobre a adsorção de petróleo bruto [3, 4]. A equação é baseada na capacidade de adsorção e prevê o comportamento ao longo de toda a gama de processos de adsorção, que suportam validade e quimio- sorção sendo o processo de controle de taxa [3, 4]. Na Tabela 3, o coeficiente de correlação (R2) foi de 0,9997 (« 1), o que comprova uma forte concordância entre o modelo experimental e o modelo cinético. Além disso, o valor qe calculado (53,1915 mg/g) a partir do modelo cinético concorda com o valor qe experimental (53,7000 mg/g).Tabela 3: Constantes de taxa de pseudo-primeira e segunda ordem e valores qe calculados e experimentais para adsorção de petróleo bruto em fibra de EPS com contas. [092] The linear form of the pseudo-second order is expressed as: where qe and qt (mg/g) are the amount of adsorbate adsorbed at equilibrium and time, t, respectively, and k1 (g mg-1 min-1) and k2 (g mg-1 min-1) are the constant rate pseudo-first order and pseudo-second order adsorption, respectively. The linear regression coefficient, R2 and the parameters of the kinetic models were obtained (Table 3) by plotting log (qe-qt) vs time, t, for pseudo-first order and t/qt vs t for pseudo-second order. The reaction of crude oil on beaded EPS fiber was favored by the pseudo-second order equation (Figure 11) only, this is in agreement with previous reports on the adsorption of crude oil [3, 4]. The equation is based on adsorption capacity and predicts behavior over the full range of adsorption processes, which support validity and chemosorption being the rate-controlled process [3, 4]. In Table 3, the correlation coefficient (R2) was 0.9997 (« 1), which proves a strong agreement between the experimental model and the kinetic model. Furthermore, the calculated qe value (53.1915 mg/g) from the kinetic model agrees with the experimental qe value (53.7000 mg/g).Table 3: Pseudo-first and second-order rate constants and values Calculated and experimental qe for crude oil adsorption on beaded EPS fiber.

Simultaneous recovery of crude oil and regeneration of adsorbents

[093] Devido à natureza de valor do petróleo bruto, a recuperação do adsorvente foi estudada pela adição de massa conhecida do petróleo bruto ao adsorvente. O teste de recuperação foi investigado com solventes polares (etanol) e não polares (hexanos) em função do tempo, utilizando uma massa conhecida de adsorvente e o gráfico de eficiência de recuperação em porcentagem vs tempo é apresentado na Figura 12. Utilizando solvente polar, a recuperação prosseguiu com rápido aumento de 10 a 30 minutos com eficiência de 19,7% e 33,82%, respectivamente. A reação prosseguiu gradualmente até que o equilíbrio fosse atingido após 60 minutos. O tempo ideal para esse solvente foi de 60 minutos e a eficiência nesse momento foi de 38,91%. O solvente não polar demonstrou alta eficiência a partir do início do experimento, aos 10 minutos, 91,55% do petróleo bruto foi recuperado do adsorvente. A taxa de recuperação aumenta com o tempo até 30 minutos.[093] Due to the valuable nature of crude oil, adsorbent recovery was studied by adding known mass of crude oil to the adsorbent. The recovery test was investigated with polar (ethanol) and non-polar (hexanes) solvents as a function of time, using a known mass of adsorbent and the graph of recovery efficiency in percentage vs. time is shown in Figure 12. Using polar solvent, recovery proceeded with a rapid increase from 10 to 30 minutes with efficiency of 19.7% and 33.82%, respectively. The reaction proceeded gradually until equilibrium was reached after 60 minutes. The ideal time for this solvent was 60 minutes and the efficiency at that time was 38.91%. The non-polar solvent showed high efficiency from the beginning of the experiment, at 10 minutes, 91.55% of the crude oil was recovered from the adsorbent. The recovery rate increases over time up to 30 minutes.

[094] Após este ponto, houve um decréscimo que pode ser atribuído à adsorção do petróleo bruto de volta ao local vago do adsorvente. Recuperação de equilíbrio foi atingida aos 60 minutos. O tempo ideal foi considerado em 30 minutos,o tempo antes da adsorção-dessorção havia transcorrido. A eficiência no tempo ideal utilizando hexano foi de 97,16%, valor este superior ao obtido com o etanol. O adsorvente, poliestireno, é composto de estireno que contém grupo alquila ligado ao composto aromático (benzeno), solvente não polar favorece as reações de compostos aromáticos. O poliestireno é não-polar, recuperação do petróleo bruto adicionado ao poliestireno usando solvente polar e não polar será favorecida pelo solvente não polar. Este processo de recuperação do petróleo bruto do adsorvente implica a regeneração simultânea da superfície adsorvente para reuso.As micrografias SEM do adsorvente usado, o adsorvente regenerado em etanol e o adsorvente regenerado em hexano são mostrados na Figura 13. A superfície da fibra de EPS com contas estava completamente saturada com petróleo bruto (Figura 13 A1-A3). A superfície adsorvente após a recuperação do petróleo bruto usando etanol é mostrada na Figura 13 B1-B3, a nuvem do petróleo bruto ainda era óbvia na superfície do adsorvente com pouca superfície regenerada para sorção. A morfologia na Figura 13 C1-C3 mostra adsorvente de superfície após recuperação de petróleo bruto com hexano, a fibra foi regenerada. A morfologia da fibra regenerada é semelhante com a morfologia inicial da fibra mostrada na Figura 6 B1-B3. Em consonância com isso, a fibra regenerada foi reutilizada para adsorção de petróleo. A eficiência diminuiu de 98,2% para 89,3% e depois de 57,4% durante o terceiro ciclo. O processo de recuperação do petróleo bruto a partir do adsorvente pode ser descrito como recuperação e regeneração simultâneas.[094] After this point, there was a decrease that can be attributed to the adsorption of the crude oil back to the vacant adsorbent site. Equilibrium recovery was achieved at 60 minutes. The ideal time was considered to be 30 minutes, the time before the adsorption-desorption had elapsed. The efficiency in the ideal time using hexane was 97.16%, a value higher than that obtained with ethanol. The adsorbent, polystyrene, is composed of styrene that contains an alkyl group linked to the aromatic compound (benzene), a non-polar solvent that favors the reactions of aromatic compounds. Polystyrene is non-polar, recovery of crude oil added to polystyrene using polar and non-polar solvent will be favored by non-polar solvent. This process of recovering crude oil from the adsorbent involves simultaneous regeneration of the adsorbent surface for reuse. The SEM micrographs of the used adsorbent, the adsorbent regenerated in ethanol and the adsorbent regenerated in hexane are shown in Figure 13. beads was completely saturated with crude oil (Figure 13 A1-A3). The adsorbent surface after crude oil recovery using ethanol is shown in Figure 13 B1-B3, crude oil cloud was still obvious on the adsorbent surface with little regenerated surface for sorption. The morphology in Figure 13 C1-C3 shows surface adsorbent after recovery of crude oil with hexane, the fiber was regenerated. The morphology of the regenerated fiber is similar with the initial fiber morphology shown in Figure 6 B1-B3. In line with this, the regenerated fiber was reused for oil adsorption. Efficiency decreased from 98.2% to 89.3% and then 57.4% during the third cycle. The process of recovering crude oil from adsorbent can be described as simultaneous recovery and regeneration.

(i) Desorption kinetics

[095] A recuperação e regeneração simultâneas de petróleo bruto e adsorvente é um processo de dessorção. Para determinar o mecanismo de dessorção, modelos cinéticos de pseudo-primeira e segunda ordem (equação 8 e 9) foram usados. Os dados experimentais de recuperação simultânea e regeneração em hexano foram utilizados para o modelo cinético.[095] The simultaneous recovery and regeneration of crude oil and adsorbent is a desorption process. To determine the desorption mechanism, pseudo-first and second order kinetic models (equation 8 and 9) were used. Experimental data from simultaneous recovery and regeneration in hexane were used for the kinetic model.

[096] A partir da equação 8 e 9, qe e qt (mg/g) são a quantidade de adsorbato adsorvido em equilíbrio e tempo, t, respectivamente, e k1 (g mg-1 min-1) e k2 (g mg-1 min-1) são a taxa constante da adsorção de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem, respectivamente. O coeficiente de regressão linear, R2 e os parâmetros dos modelos cinéticos foram obtidos (Tabela 4), plotando log (qe-qt) vs tempo, t, para pseudo-primeira ordem e t/qt vs t para pseudo-segunda ordem. A reação de dessorção do petróleo bruto a partir da fibra de EPS usada foi favorecida pela equação de pseudo- segunda ordem (Figura 14) apenas, isto está de acordo com a adsorção de petróleo bruto do adsorvente. A partir da Tabela 4, o coeficiente de correlação (R2) foi de 0,9409, o que demonstra uma forte concordância entre o modelo experimental e cinético para pseudo-segunda ordem, enquanto a pseudo- primeira ordem forneceu R2 de 0,0894, o que significa que não há correlação forte entre o modelo experimental e o cinético de pseudo-primeira ordem, isto foi ainda confirmado a partir do valor da qe. Além disso, o valor qe calculado (133,4694 mg/g) a partir do modelo cinético concorda com o valor qe experimental (120,4819 mg/g). A equação é baseada na capacidade de dessorção e prevê o comportamento ao longo de toda a gama de processos de dessorção, que suportam validade e quimio-sorção sendo o processo de controle de taxa [3, 4].Tabela 4: Constantes de taxa de pseudo-primeira e segunda ordem e valores qe calculados e experimentais para dessorção de petróleo bruto a partir de adsorvente (fibra de EPS com contas) [096] From equations 8 and 9, qe and qt (mg/g) are the amount of adsorbate adsorbed at equilibrium and time, t, respectively, and k1 (g mg-1 min-1) and k2 (g mg -1 min-1) are the constant rate of pseudo-first order and pseudo-second order adsorption, respectively. The linear regression coefficient, R2 and the parameters of the kinetic models were obtained (Table 4) by plotting log (qe-qt) vs time, t, for pseudo-first order and t/qt vs t for pseudo-second order. The crude oil desorption reaction from the used EPS fiber was favored by the pseudo-second order equation (Figure 14) only, this is in agreement with the adsorption of crude oil from the adsorbent. From Table 4, the correlation coefficient (R2) was 0.9409, which demonstrates a strong agreement between the experimental and kinetic model for pseudo-second order, while the pseudo-first order provided R2 of 0.0894, which means that there is no strong correlation between the experimental model and the pseudo-first order kinetic one, this was further confirmed from the qe value. Furthermore, the calculated qe value (133.4694 mg/g) from the kinetic model agrees with the experimental qe value (120.4819 mg/g). The equation is based on desorption capacity and predicts behavior over the full range of desorption processes, which support validity and chemosorption being the rate controlling process [3, 4].Table 4: Rate Constants pseudo-first and second order and calculated and experimental qe values for crude oil desorption from adsorbent (beaded EPS fiber)

EXEMPLIFICATION

[097] Com referência agora à Figura 15, o número de referência 10 indica geralmente uma forma de concretização exemplificativa de uma instalação de processo de acordo com a invenção.[097] With reference now to Figure 15, the reference numeral 10 generally indicates an exemplary embodiment of a process installation according to the invention.

[098] A instalação 10 inclui um tanque de água contaminada com petróleo bruto 12 contendo água contaminada com petróleo bruto.[098] Facility 10 includes a crude oil contaminated water tank 12 containing crude oil contaminated water.

[099] A instalação 10 também inclui um recipiente de solvente não polar 14 contendo n-hexano como solvente não polar.[099] The installation 10 also includes a non-polar solvent container 14 containing n-hexane as a non-polar solvent.

[0100] A instalação 10 inclui ainda uma conexão em série de quatro fases de tratamento, geralmente indicadas pelo número de referência 16. Mais especificamente, as quatro fases de tratamento compreendem quatro tanques de tratamento 16a, 16b, 16c e 16d.[0100] Installation 10 also includes a series connection of four treatment stages, generally indicated by the reference number 16. More specifically, the four treatment stages comprise four treatment tanks 16a, 16b, 16c and 16d.

[0101] Os tanques 16a, 16b, 16c e 16d são interconectados para a passagem de seu conteúdo líquido de um para o outro, em qualquer direção. Por meio de tampas (não ilustradas), os tanques 16a, 16b, 16c e 16d podem ser isolados uns dos outros.[0101] The tanks 16a, 16b, 16c and 16d are interconnected for the passage of their liquid content from one to the other, in any direction. By means of covers (not shown), the tanks 16a, 16b, 16c and 16d can be isolated from each other.

[0102] A instalação 10 também inclui um tanque de coleta de petróleo bruto 18 e um tanque de coleta de água tratada 20. Estes tanques 18, 20 estão respectivamente ligados aos tanques 16a e 16d, de tal modo que a passagem de líquido do tanque 16a para o tanque 18 e do tanque 16d para o tanque 20 seja permitida. Por meio de tampas (não ilustradas), os tanques 16a, 16d podem respectivamente ser isolados dos tanques 18, 20, respectivamente.[0102] Installation 10 also includes a crude oil collection tank 18 and a treated water collection tank 20. These tanks 18, 20 are respectively connected to tanks 16a and 16d, such that the passage of liquid from the tank 16a to tank 18 and from tank 16d to tank 20 is permitted. By means of covers (not shown), the tanks 16a, 16d can respectively be isolated from the tanks 18, 20 respectively.

[0103] Cada um dos tanques 16a, 16b, 16c e 16d é fornecido com um agitador, para agitar o seu conteúdo em uso.[0103] Each of the tanks 16a, 16b, 16c and 16d is provided with an agitator, to stir its contents in use.

[0104] Os tanques 16a, 16b, 16c e 16d contêm, cada um, um volume predeterminado de adsorvente de poliestireno expandido nanofibroso sólido (não ilustrado), produzido por meio de eletrofiação de uma solução de poliestireno expandido.[0104] The tanks 16a, 16b, 16c and 16d each contain a predetermined volume of solid nanofibrous expanded polystyrene adsorbent (not shown), produced by electrospinning a solution of expanded polystyrene.

[0105] Em uso, ao realizar o método da invenção, a água contaminada com petróleo bruto é fornecida ao tanque 16a a partir do tanque 12. Assim, o petróleo bruto na água contaminada com petróleo bruto é colocado em contato com o adsorvente contido no tanque 16a, e o adsorvente encharcado de petróleo bruto e água tratada é obtido no tanque 16a.[0105] In use, when carrying out the method of the invention, water contaminated with crude oil is supplied to the tank 16a from the tank 12. Thus, the crude oil in the water contaminated with crude oil is brought into contact with the adsorbent contained in the tank 16a, and the soaked adsorbent of crude oil and treated water is obtained in tank 16a.

[0106] A água tratada é então passada do tanque 16a para o tanque 16b, com o adsorvente encharcado de petróleo bruto permanecendo no tanque 16a. No tanque 16b, petróleo bruto residual na água tratada do tanque 16a, que é água contaminada com petróleo bruto para o propósito do tanque 16b, é colocado em contato com o adsorvente contido no tanque 16b. Assim, a água adsorvida e tratada com petróleo bruto é obtida no tanque 16b.[0106] The treated water is then passed from tank 16a to tank 16b, with the crude oil-soaked adsorbent remaining in tank 16a. In tank 16b, residual crude oil in treated water from tank 16a, which is water contaminated with crude oil for the purpose of tank 16b, is brought into contact with the adsorbent contained in tank 16b. Thus, water adsorbed and treated with crude oil is obtained in tank 16b.

[0107] A água tratada é então passada do tanque 16b para o tanque 16c, com o adsorvente encharcado de petróleo bruto permanecendo no tanque 16b. No tanque 16c, petróleo bruto residual na água tratada do tanque 16b, que é água contaminada com petróleo bruto para o propósito do tanque 16c, é colocado em contato com o adsorvente contido no tanque 16c. Assim, o adsorvente encharcado de petróleo bruto e a água tratada são obtidos no tanque 16c.[0107] The treated water is then passed from tank 16b to tank 16c, with the crude oil-soaked adsorbent remaining in tank 16b. In tank 16c, residual crude oil in treated water from tank 16b, which is water contaminated with crude oil for the purpose of tank 16c, is brought into contact with the adsorbent contained in tank 16c. Thus, the crude oil soaked adsorbent and treated water are obtained in tank 16c.

[0108] A água tratada é então passada do tanque 16c para o tanque 16d, com o adsorvente encharcado de petróleo bruto permanecendo no tanque 16c. No tanque 16d, petróleo bruto residual na água tratada do tanque 16c, que é água contaminada com petróleo bruto para o propósito do tanque 16d, é colocado em contato com o adsorvente contido no tanque 16d. Assim, o adsorvente encharcado de petróleo bruto e a água tratada são obtidos no tanque 16d.[0108] The treated water is then passed from tank 16c to tank 16d, with the crude oil-soaked adsorbent remaining in tank 16c. In tank 16d, residual crude oil in treated water from tank 16c, which is water contaminated with crude oil for the purpose of tank 16d, is brought into contact with the adsorbent contained in tank 16d. Thus, the crude oil soaked adsorbent and treated water are obtained in tank 16d.

[0109] Finalmente, a água tratada é então passada do tanque 16d para o tanque de coleta 20, com o adsorvente encharcado de petróleo bruto permanecendo no tanque 16d.[0109] Finally, the treated water is then passed from tank 16d to collection tank 20, with the crude oil-soaked adsorbent remaining in tank 16d.

[0110] O solvente é então fornecido ao tanque 16d oriundo do tanque 14. Assim, o adsorvente encharcado de petróleo bruto que permaneceu no tanque 16d é colocado em contato com adsorvente. Assim, o adsorvente pobre em petróleo bruto e o solvente rico em petróleo bruto são obtidos no tanque 16d.[0110] The solvent is then supplied to tank 16d from tank 14. Thus, the crude oil-soaked adsorbent that remained in tank 16d is brought into contact with adsorbent. Thus, crude oil-poor adsorbent and crude-oil-rich solvent are obtained in tank 16d.

[0111] O solvente rico em petróleo bruto é então passado do tanque 16d para o tanque 16c, com o adsorvente pobre em petróleo bruto permanecendo no tanque 16d. No tanque 16c, o adsorvente encharcado em petróleo bruto que permaneceu no tanque 16c é colocado em contato com o solvente rico em petróleo bruto do tanque 16d, o qual é solvente para a finalidade do tanque 16c. Assim, o adsorvente pobre em petróleo bruto e o solvente rico em petróleo bruto são obtidos no tanque 16c.[0111] The crude oil-rich solvent is then passed from tank 16d to tank 16c, with the crude oil-poor adsorbent remaining in tank 16d. In tank 16c, the crude oil-soaked adsorbent remaining in tank 16c is brought into contact with the crude oil-rich solvent from tank 16d, which is solvent for the purpose of tank 16c. Thus, crude oil-poor adsorbent and crude oil-rich solvent are obtained in tank 16c.

[0112] O solvente rico em petróleo bruto é então passado do tanque 16c para o tanque 16b, com o adsorvente pobre em petróleo bruto permanecendo no tanque 16c. No tanque 16b, o adsorvente encharcado em petróleo bruto que permaneceu no tanque 16b é colocado em contato com o solvente rico em petróleo bruto do tanque 16c, o qual é solvente para a finalidade do tanque 16b. Assim, o adsorvente pobre em petróleo bruto e o solvente rico em petróleo bruto são obtidos no tanque 16b.[0112] The crude oil-rich solvent is then passed from tank 16c to tank 16b, with the crude oil-poor adsorbent remaining in tank 16c. In tank 16b, the crude oil-soaked adsorbent remaining in tank 16b is brought into contact with the crude oil-rich solvent from tank 16c, which is solvent for the purpose of tank 16b. Thus, crude oil-poor adsorbent and crude-oil-rich solvent are obtained in tank 16b.

[0113] O solvente rico em petróleo bruto é então passado do tanque 16b para o tanque 16a, com o adsorvente pobre em petróleo bruto permanecendo no tanque 16b. No tanque 16a, o adsorvente encharcado em petróleo bruto que permaneceu no tanque 16a é colocado em contato com o solvente rico em petróleo bruto do tanque 16b, o qual é solvente para a finalidade do tanque 16a. Assim, o adsorvente pobre em petróleo bruto e o solvente rico em petróleo bruto são obtidos no tanque 16a.[0113] The crude oil-rich solvent is then passed from tank 16b to tank 16a, with the crude oil-poor adsorbent remaining in tank 16b. In tank 16a, the crude oil-soaked adsorbent remaining in tank 16a is brought into contact with the crude oil-rich solvent from tank 16b, which is solvent for the purpose of tank 16a. Thus, crude oil-poor adsorbent and crude-oil-rich solvent are obtained in tank 16a.

[0114] Finalmente, o solvente rico em petróleo bruto é então passado do tanque 16a para o tanque de coleta 18, com o adsorvente pobre em petróleo bruto permanecendo no tanque 16a.[0114] Finally, the crude oil-rich solvent is then passed from tank 16a to collection tank 18, with the crude oil-poor adsorbent remaining in tank 16a.

[0115] Em uma forma de concretização particular da invenção, o volume de solvente:volume de adsorvente, que se refere ao volume de adsorvente em cada fase, pode ser de 5:1. Note-se que as fases normalmente conteriam o mesmo volume de adsorvente.[0115] In a particular embodiment of the invention, the volume of solvent:volume of adsorbent, which refers to the volume of adsorbent in each phase, may be 5:1. Note that the phases would normally contain the same volume of adsorbent.

[0116] Em cada tanque 16a, 16b, 16c e 16d, a agitação é aplicada por um tempo predeterminado: (i) após a transferência da água contaminada com petróleo bruto para o mesmo e antes da transferência da água tratada do mesmo; e (ii) após a transferência do solvente para o mesmo e antes da transferência do solvente rico em petróleo bruto do mesmo.[0116] In each tank 16a, 16b, 16c and 16d, agitation is applied for a predetermined time: (i) after transferring water contaminated with crude oil into it and before transferring treated water from it; and (ii) after transferring the solvent thereto and prior to transferring the crude oil-rich solvent therefrom.

[0117] Em uma forma de concretização particular da invenção, a agitação pode ser aplicada por um ventilador de duas paletas conectado a um rotor e, no caso de (i) pode estar a 150 rpm e, no caso de (ii), pode estar a 200 rpm.[0117] In a particular embodiment of the invention, agitation can be applied by a two-blade fan connected to a rotor and, in the case of (i) it can be at 150 rpm and, in the case of (ii), it can be at 200 rpm.

[0118] Em uma forma de concretização particular da invenção, o tempo de permanência em cada caso em cada um dos tanques 16a, 16b, 16c e 16d pode ser de 30 minutos. A agitação pode ser aplicada completamente.[0118] In a particular embodiment of the invention, the residence time in each case in each of the tanks 16a, 16b, 16c and 16d can be 30 minutes. Agitation can be applied completely.

[0119] Será apreciado que a água contaminada com petróleo bruto e o solvente são passados através dos tanques 16a, 16b, 16c e 16d de uma forma contrária à corrente.[0119] It will be appreciated that crude oil contaminated water and solvent are passed through the tanks 16a, 16b, 16c and 16d in an upstream manner.

[0120] Note-se que, geralmente para a invenção, é preferido um pH de água contaminada com petróleo bruto de 6 a 7 e uma temperatura de 25 a 30°C.[0120] Note that, generally for the invention, a pH of water contaminated with crude oil of 6 to 7 and a temperature of 25 to 30°C is preferred.

[0121] Assim, o petróleo bruto é removido da água contaminada com petróleo bruto e o absorvente encharcado de petróleo bruto que transporta o petróleo bruto adsorvido da água contaminada com petróleo bruto, é regenerado para reutilização na remoção de petróleo bruto da água contaminada com petróleo bruto de acordo com a invenção.[0121] Thus, crude oil is removed from crude oil-contaminated water, and the crude oil-soaked absorbent carrying the crude oil adsorbed from crude oil-contaminated water, is regenerated for reuse in removing crude oil from oil-contaminated water crude according to the invention.

CONCLUSION

[0122] O EPS eletrofiado mostra grande potencial para ser reutilizado como adsorvente de petróleo com excelente remoção de petróleo bruto da água 0,03 g de fibra super-hidrofóbica superoleofílica absorveu 5,03 g/L de petróleo bruto, o que representou 98,2% de eficiência aos 80 minutos.[0122] The electrospun EPS shows great potential to be reused as a petroleum adsorbent with excellent removal of crude oil from water 0.03 g of superhydrophobic superoleophilic fiber absorbed 5.03 g/L of crude oil, which represented 98, 2% efficiency at 80 minutes.

[0123] Os gráficos de isotermas de adsorção dos modelos de Freundlich e Temkin mostram bom ajuste com os dados experimentais baseados em seus valores de R2 de 0,9991 e 0,926, respectivamente, exibindo cinética de pseudo- segunda ordem.[0123] The adsorption isotherm plots of the Freundlich and Temkin models show good fit with the experimental data based on their R2 values of 0.9991 and 0.926, respectively, exhibiting pseudo-second order kinetics.

[0124] A regeneração e recuperação simultânea do petróleo a partir do adsorvente foram favorecidos usando um solvente não polar (hexano).[0124] The simultaneous regeneration and recovery of oil from the adsorbent were favored using a non-polar solvent (hexane).

[0125] O tempo ideal para o processo de recuperação foi de 30 minutos, com eficiência de 97,16% de recuperação de petróleo a partir da fibra. A fibra regenerada demonstrou capacidade de reutilização.[0125] The ideal time for the recovery process was 30 minutes, with an efficiency of 97.16% of oil recovery from the fiber. The regenerated fiber demonstrated reusability.

[0126] O processo de dessorção foi favorecido pela cinética de pseudo-segunda ordem. Assim, a adsorção e a dessorção foram processos de quimissorção. Isto apresenta uma nova reutilização para o poliestireno expandido como um adsorvente de petróleo. Referências [1] J Zhao, C Xiao, N Xu (2013) Evaluation of polypropylene and poly (butylmethacrylate-co- hydroxyethylmethacrylate) nonwoven material as oil absorbent, Environ Sci Pollut Res 20, 4137-4145. [2] L Vlaev, P Petkov, A Dimitrov, S Genieva (2011) Cleanup of water polluted with crude oil or diesel fuel using rice husks ash, J Taiwan Inst Of Chem Engr 42, 957 964. [3] HH Sokker, NM El-Sawy, MA Hassan, B E El-Anadouli (2011) Adsorption of crude oil from aqueous solution by hydrogel of chitosan based polyacrylamide prepared by radiation induced graft polymerization, J Hazard Mater 190, 359-365. 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Thus, adsorption and desorption were chemisorption processes. This presents a new reuse for expanded polystyrene as a petroleum adsorbent. References [1] J Zhao, C Xiao, N Xu (2013) Evaluation of polypropylene and poly (butylmethacrylate-co-hydroxyethylmethacrylate) nonwoven material as oil absorbent, Environ Sci Pollut Res 20, 4137-4145. [2] L Vlaev, P Petkov, A Dimitrov, S Genieva (2011) Cleanup of polluted water with crude oil or diesel fuel using rice husks ash, J Taiwan Inst Of Chem Engr 42, 957 964. [3] HH Sokker, NM El-Sawy, MA Hassan, B E El-Anadouli (2011) Adsorption of crude oil from aqueous solution by hydrogel of chitosan based polyacrylamide prepared by radiation induced graft polymerization, J Hazard Mater 190, 359-365. [4] SM Sidik, AA Jalil, S Triwahyono, SH Adam, MAH Satar, BH Hameed (2012) Modified oil palm leaves adsorbent with enhanced hydrophobicity for crude oil removal, Chem Engr 203, 9-18. 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[22] YI Yoon, HS Moon, WS Lyoo, TS Lee, WH Park (2008) Superhydrophobicity of PHBV fibrous surface with bead-on-string structure, J Colloid Interface Sci 320, 91. [23] M Guo, B Ding, XH Li, XL Wang, JY Yu, MR Wang (2010) Amphiphobic Nanofibrous Silica Mats with Flexible and High-Heat-Resistant Properties, J Phys Chem C 114, 916. [24] N Zhan, Y Li, C Zhang, Y Song , H Wang, L Sun, Q Yang, X Hong (2010) A novel multinozzle electrospinning process for preparing superhydrophobic PS films with controllable bead-on-string/microfiber morphology, J Colloid Interface Sci 345, 491. [25] XB Lu, JH Zhou, YH Zhao, Y Qiu, JH Li (2008) Room temperature ionic liquid based polystyrene nanofibers with superhydrophobility and conductivity produced by electrospinning, Chem Mater 20, 3420. chemistry and adsorptive properties of durian shell derived activated carbon prepared by microwave assisted NaOH activation, Chem Eng J 184,57-65. 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Claims

1. PROCESS FOR TREATMENT OF WATER CONTAMINATED WITH CRUDE OIL TO REMOVE CRUDE OIL FROM IT, characterized in that said process includes: feeding water contaminated with crude oil into the treatment tank containing crude oil adsorbent in the form of solid nanofibrous expanded polystyrene, placing water contaminated with crude oil in contact with the crude oil adsorbent, and obtaining adsorbent soaked with crude oil and treated water; withdrawal of treated water from the treatment tank, leaving the crude oil-soaked adsorbent to remain in the treatment tank; feeding a non-polar solvent in the form of n-hexane into the treatment tank, placing the adsorbent soaked with crude oil remaining in the treatment tank in contact with the non-polar solvent and obtaining an adsorbent poor in regenerated crude oil and a solvent rich in crude oil; withdrawing the crude oil-rich solvent from the treatment tank, leaving the crude oil-poor adsorbent to remain in the treatment tank; and feeding water contaminated with fresh crude oil into the treatment tank, placing the water contaminated with crude oil in contact with the regenerated adsorbent, obtaining adsorbent soaked with crude oil and treated water.

2. PROCESS according to claim 1, characterized in that it comprises at least two treatment tanks connected in series, and the process includes: passing the treated water taken from an upstream treatment tank to a downstream treatment tank, to placing the crude oil present in the treated water in contact with the fresh adsorbent or the regenerated adsorbent contained in the downstream treatment tank; or passing crude oil-rich solvent withdrawn from a downstream treatment tank to an upstream treatment tank to bring the crude oil-soaked adsorbent contained in the upstream treatment tank into contact with the crude oil-rich solvent.