Caracterização de compostos polares no petróleo por espectrometria de massas de altíssima resolução e exatidão - ESI(±)-FT-ICR MS

Página do item simplificado
dc.contributor.advisor1Castro, Eustáquio Vinicius Ribeiro de
dc.contributor.authorDalmaschio, Guilherme Pires
dc.contributor.referee1Vaz, Boniek Gontijo
dc.contributor.referee2Romão, Wanderson
dc.date.accessioned2016-12-23T14:41:53Z
dc.date.available2012-09-04
dc.date.available2016-12-23T14:41:53Z
dc.date.issued2012-03-09
dc.description.abstractPetroleum is considered the world s most complex natural mixture and its myriad of constituents offers one of the most challenging samples for chemical analysis. Although many techniques may be used for the oil constituents characterization, the very high resolving power and accuracy of mass spectrometry, in particular the Fourier transforms ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS), has provided an accurate assignment of more than 20 000 different elemental compositions of organic compounds containing heteroatoms from crude oil. In petroleum industry, there is a great interest in naphthenic acids analysis due to its corrosion mechanism that is still a question mark in the material science agenda. Naphthenic acids are groups of saturated monocyclic, polycyclic and acyclic carboxylic acids and the phenomena of corrosion occur mainly via the chemical reaction with the iron affecting directly the production and the petroleum refining processes. Aiming to study the polar composition of oil cuts through distillation processes, three different oils were distilled in which obtained to the oils A and B, 12 and 7 cuts, respectively, while the oil C was analyzed only the residue from the vacuum distillation. Measures of ESI(±)-FT-ICR MS were performed to the samples obtained from distillation process and the results were compared with the values of acidity from total acid number (TAN) analysis. Additionally, the ESI ionization was optimized for sulfur-containing compounds (S1 class) by methylation reactions in cuts and vacuum residue of petroleum. These samples were analyzed via ESI(+)-FT-ICR MS. The results from ESI(-)-FT-ICR MS analysis showed the O2 class (naphthenic acids) as the majority class in the cuts. Moreover, the increase in acidity with the boiling temperature of the cuts is proportional to the increase in homologous series, DBE value and carbon number distribution of the identified species, which suggests that cuts with higher boiling points have more complex molecules in higher concentrations. The results obtained by ESI(+)-FT-ICR MS identified the N1 class as the most abundant in the distillate cuts. The sulfur-containing species and others organic compounds, which has a system of conjugated double bonds, as aromatics hydrocarbon and furans, were only detected when methylation reactions were performed.
dc.description.resumoO petróleo é considerado a mistura natural mais complexa do mundo e por apresentar milhares de constituintes é um das matérias-primas mais desafiadoras para as análises químicas. Embora muitas técnicas venham sendo utilizadas para a caracterização dos constituintes do óleo, quando combinamos o altíssimo poder de resolução e exatidão da espectrometria de massas, em especial a Ressonância Ciclotrônica de Íons por Transformada de Fourier, (FT-ICR MS) com fontes de ionização a pressão atmosférica ESI (ionização por electrospray), uma atribuição precisa de mais de 20 000 composições elementares de componentes orgânicos contendo heteroátomos do óleo cru pode ser obtida. Na indústria do petróleo existe um grande interesse na análise de ácidos naftênicos devido ao mecanismo de corrosão que ainda é uma questão bastante explorada. Ácidos naftênicos são grupos de ácidos carboxílicos de cadeia saturada podendo ser monocíclicos ou policíclicos, sendo o fenômeno de corrosão provocado pela reação química dessas espécies com o ferro, afetando diretamente vários processos da indústria petroquímica. Com o objetivo de estudar a composição polar dos cortes de petróleo, três óleos diferentes foram destilados, obtendo-se para os petróleos A e B, 12 e 7 cortes, respectivamente, enquanto que do petróleo C analisou-se somente o resíduo proveniente da destilação a vácuo. A partir das amostras geradas pelo processo de destilação, medidas de ESI(±)-FT-ICR MS foram realizadas e os resultados foram associados com os valores obtidos pelo número de acidez total (NAT). Adicionalmente, a ionização por ESI foi otimizada para compostos contendo enxofre (classe S1). Reações de metilação em cortes e no resíduo de destilação a vácuo do petróleo foram realizadas e posteriormente, analisadas via ESI(+)-FT-ICR MS. Os resultados obtidos das análises de ESI(-)-FT-ICR MS mostraram a classe O2 (ácidos naftênicos) como sendo a classe majoritária nos cortes. Além disso, o aumento da acidez com a temperatura de ebulição dos cortes é proporcional ao aumento da série homóloga, ao valor de DBE e à distribuição do número de carbono das espécies identificadas, o que sugere que em cortes de maior ponto de ebulição, moléculas mais complexas são encontradas em maiores concentrações. Com os resultados obtidos por ESI(+)-FT-ICR MS foi possível identificar a classe N1 como a classe mais abundante nos cortes destilados. As espécies sulfuradas e outros compostos orgânicos que apresentam em sua estrutura um sistema de duplas ligações conjugadas, como por exemplo, furanos, só puderam ser identificados após as reações de metilação.
dc.formatText
dc.identifier.citationDALMASCHIO, Guilherme Pires. Caracterização de Compostos Polares no Petróleo por Espectrometria de Massas de Altíssima Resolução e Exatidão ESI(±)-FT-ICR MS. 2012. 87 f. Dissertação (Mestrado em Mestrado em Química) - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2012.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/6758
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsrestricted access
dc.subjectPetroleumeng
dc.subjectDistillationeng
dc.subjectPolareng
dc.subjectAcidityeng
dc.subjectESI-FT-ICR MSeng
dc.subjectPetróleopor
dc.subjectDestilaçãopor
dc.subjectPolarespor
dc.subjectAcidezpor
dc.subjectESI-FT-ICR MSpor
dc.subject.cnpqQuímica
dc.subject.udc54
dc.titleCaracterização de compostos polares no petróleo por espectrometria de massas de altíssima resolução e exatidão - ESI(±)-FT-ICR MS
dc.typemasterThesis
Arquivos
Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
Guilherme Pires Dalmaschio.pdf
Tamanho:
2.65 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Baixar
Coleções
Mestrado em Química