Evaluación de intermediarios de la degradación electrocatalítica de hidrocarburos presentes en aguas residuales de la industria petroquímica, utilizando cromatografía de gases con espectrometría de masas

Abstract

La industria petrolera en sus procesos de perforación y extracción requiere un alto consumo de agua la cual inevitablemente se contamina con hidrocarburos y debe ser tratada para su disposición. La contaminación también se genera por derrames, fugas o malos procedimientos operacionales requiriendo grandes inversiones y tecnología de punta para su remoción. En este trabajo se empleó electrocatálisis para degradar la molécula de tolueno, que es uno de los contaminantes presentes en aguas residuales. Se optimizaron las condiciones de corriente y el tiempo de reacción, además se seleccionó el mejor electrolito para obtener mejores porcentajes de degradación. Los resultados obtenidos mostraron que el mayor porcentaje de degradación de tolueno fue del 94% en 40 minutos de reacción, además se logró la identificación de ácido benzoico y ácido acético como intermediarios de la degradación electrocatalítica, demostrando así que utilizando la técnica SPME para la extracción de las moléculas y su análisis mediante cromatografía de gases acoplado a detector de masas (GC-MS) es posible evaluar compuestos volátiles presentes en agua. Esta metodología fue aplicada para degradar una muestra real de agua contaminada proveniente del proceso de producción de petróleo de la industria colombiana, logrando degradar en 90 minutos la fracción de hidrocarburos livianos en el rango de pentano (C5) a nonano (C9). En esta muestra se obtuvo una degradación de tolueno del 75.7%. El procedimiento desarrollado en este trabajo puede ser considerado como una alternativa para tratar aguas contaminadas con hidrocarburos livianos. (Texto tomado de la fuente)

The oil and gas industry in its drilling and extraction processes requires a high consumption of water, which is inevitably contaminated with hydrocarbons and must be treated for disposal. Contamination is also generated by spills, leaks or poor operational procedures requiring large investments and new technology for its removal. In this work, electrocatalysis was used to degrade toluene, which is one of the wastewater pollutants. The electric current and reaction time were optimized, and the best electrolyte was selected to obtain better degradation percentages. The results obtained showed that the highest percentage of toluene degradation was 94% in 40 minutes of reaction, in addition, the identification of benzoic acid and acetic acid as intermediates of the electrocatalytic degradation was achieved, with GC-MS-SPME is possible to evaluate volatile compounds present in water. This methodology was applied to degrade a real sample of contaminated water from oil & gas production process from Colombian industry, in 90 minutes the fraction of light hydrocarbons was degraded in the range of pentane (C5) to nonane (C9). In this sample a toluene degradation of 75.7% was obtained. The procedure developed in this work can be considered as an alternative to wastewater treatment contaminated with light hydrocarbons.