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Título: Estudo de resinas e asfaltenos em petróleos brasileiros por ressonância magnética nuclear
Autor(es): Mendonça, Janur
Orientador: Cunha Neto, Álvaro
Palavras-chave: Ressonância magnética nuclear
Asfalteno
Resinas
Agregação
Data do documento: 26-Ago-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Os petróleos pesados têm despertado um crescente interesse das indústrias petroleiras ao redor do mundo. Com isso, os asfaltenos, moléculas conhecidas por sua baixa reatividade e alto peso molecular, têm recebido uma atenção especial nas últimas décadas, devido aos problemas que causam durante o processamento do óleo. Outra classe de compostos que tem recebido atenção especial são as resinas, as quais são responsáveis pela estabilidade dos asfaltenos no petróleo. A espectroscopia de RMN 1H e 13C têm sido usadas com muito êxito na análise de petróleo e na caracterização dos tipos de hidrocarbonetos de seus componentes. Com o uso da espectroscopia de RMN 1H se obtém informações relevantes quanto a teores de hidrogênios aromáticos, alifáticos, pode-se inferir também o tamanho da cadeia alifática e se ter informações sobre as suas ramificações e grupos substituintes. Como complemento da espectroscopia de RMN 1H, a espectroscopia de RMN 13C fornece informações sobre a cadeia carbônica, tais como carbonos quaternários, o que não se consegue através do RMN 1H, possibilitando relacionar a estrutura de hidrogênios com o esqueleto carbônico. Esse estudo aborda um procedimento para extração e separação de asfaltenos e resinas de amostras de petróleo cru, realizando adaptações a partir da técnica da ASTM D6560-00, usando n-pentano separar os asfaltenos e as resinas do óleo cru e n-heptano para separar as resinas dos asfaltenos. Posteriormente a caracterização é realizada por espectroscopia de RMN de 1H e 13C das amostras de resinas e asfaltenos para definir os seus parâmetros estruturais e relacionar com a estabilidade do petróleo cru. Os parâmetros estruturais para caracterização das amostras são regiões especificas dos espectros que possibilitam identificar e quantificar os tipos de hidrogênios aromáticos e alifáticos, através da espectroscopia de RMN de 1H, e carbonos aromáticos e alifáticos, através da espectroscopia de RMN de 13C. Os resultados das análises das amostras obtidos das integrações das regiões aromáticas dos espectros de RMN 1H mostraram que a amostra de asfalteno ASF_3 apresentou um percentual muito superior que as demais amostras. Essa amostra também apresentou um teor de hidrogênios alifáticos na posição alfa em relação ao anel aromático, muito inferior do que as demais amostras. Já as resinas apresentaram resultados semelhantes entre si, não possibilitando uma diferenciação significativa entre as amostras estudas. De todas as amostras estudadas a AM_3 é considerada instável, o desvio apresentado pela amostra de asfalteno ASF_3 nos permite relacionar com a estabilidade, onde há uma relação entre o aumento do teor de hidrogênios aromáticos e também uma diminuição do teor de hidrogênios alifáticos na posição alfa.
Heavy crude oils has been gaining prominence among the refineries interest worldwide. Thus, asphaltenes, known for their low reactivity and high molecular weight, have received particular attention in recent decades due to the problems they cause during the oil processing. Another class of compounds that have received special attention are the resins, which are responsible forthe stability of the asphaltenes in crude oil. The 1H and 13C NMR spectroscopy has been used very successfully in the oil analysis and characterization of the types of hydrocarbons components. Modern 1H NMR analysis can provide relevant information about the aromatic and aliphatic hydrogen content, also can infer the size of the aliphatic chain and substituent groups. As a complement, 13C NMR spectroscopy obtains information regarding the carbon chain, such as quaternary carbon information, which is not achieved by 1H NMR, enabling to relate the hydrogens structure with carbon skeleton.Through the parameters obtained by 1H and 13C NMR, this study propose a procedure for the extraction and separation of asphaltenes and resins from the crude oil, characterization by 1H and 13C NMR spectroscopy of the asphaltenes and resins to define their structural parameters and relate to the stability of the crude oil.The samples characterization was performed by using 1H and 13C NMR particular spectra regions that allow to identify and quantify the aromatic and aliphatic hydrogens and carbons.The resultsfrom 1H NMR aromatic integration regions analysisshowed a greater value for ASF_3 sample when compared to the other samples. This sample has also showed a greater aliphatic hydrogen content in alpha position among the others samples. Therefore, resins presented very similar results not allowing to differentiate one sample from the other.From all samples studied, AM_3 is considered unstable, the deviation presented by the asphaltene sample ASF_3 allow us to relate to the stability, where there is a relation between the increase of the content of aromatic hydrogens an also a decrease of the content of aliphatic hydrogens in the alpha position.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/7326
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