Estudo teórico aplicado ao petróleo: estabilidade dos alcenos e recuperação terciária

O presente trabalho tem como objetivo o estudo a nível teórico de alguns processos empregados no refino das frações do petróleo e na recuperação terciária deste fluido. No terceiro capitulo, investigamos um método de hidrogenação das frações de petróleo através da QTAIM (Quantum Theory of Atoms in Molecules) e parâmetros termodinâmicos. O estudo das reações de hidrogenação, bem como a estabilidade dos produtos formados, está diretamente relacionada à melhoria dos produtos de refino na indústria petroquímica. No quarto capítulo, realizamos o estudo a nível teórico das interações intermoleculares que ocorrem no processo de recuperação terciária de petróleo, ou seja, as interações competitivas envolvendo moléculas de tensoativos nãoiônicos, o petróleo e o quartzo da rocha onde o petróleo está acumulado. Os cálculos foram desenvolvidos utilizando o método semi-empírico PM3 (Parametric Model 3). Estudamos um conjunto de dez tensoativos não-ionicos, de origem natural e sintéticos. O estudo das interações rocha-tensoativo foi realizado sobre a superfície do quartzo (001) completamente hidroxilada. Foram obtidos resultados energéticos e geométricos de várias orientações dos tensoativos sobre o quartzo. Através da QTAIM foi obtida a análise da densidade eletrônica das interações, e assim, fornecendo detalhes sobre a formação de ligações de hidrogênio e hidrogênio-hidrogênio, nos sistemas estudados. Os resultados obtidos mostram que a adsorção de tensoativos etoxilados na superfície da rocha ocorre através de ligação de hidrogênio do tipo C-H---O, e tensoativos derivados de polióis ocorre por ligações O-H---O. Para as estruturas de adsorção estudadas, a grande distância do tensoativo para a superfície aliada com os baixos valores de densidade de carga, indicam que há uma interação muito fraca, caracterizando uma adsorção física em todos os tensoativos estudados. Evidenciamos que tensoativos com o grupo polar constituído por unidades oxietileno, apresentaram a menor adsorção sobre a superfície do quartzo, ao contrário dos derivados de polióisThe present work aims to study the theoretical level of some processes employed in the refining of petroleum fractions and tertiary recovery of this fluid. In the third chapter, we investigate a method of hydrogenation of oil fractions by QTAIM (Quantum Theory of Atoms in Molecules) and thermodynamic parameters. The study of hydrogenation reactions, and the stability of the products formed, is directly related to product improvement in the petrochemical refining. In the fourth chapter, we study the theoretical level of intermolecular interactions that occur in the process of tertiary oil recovery, or competitive interactions involving molecules of non-ionic surfactants, oil and quartz rock where oil is accumulated. Calculations were developed using the semiempirical PM3 method (Parametric Model 3). We studied a set of ten non-ionic surfactants, natural and synthetic origin. The study of rock-surfactant interactions was performed on the surface of the quartz (001) completely hydroxylated. Results were obtained energetic and geometric orientations of various surfactants on quartz. QTAIM was obtained through the analysis of the electron density of interactions, and thus, providing details about the formation of hydrogen bonds and hydrogen-hydrogen systems studied. The results show that the adsorption of ethoxylated surfactants in the rock surface occurs through the hydrogen bonding of the type CH---O, and surfactants derivatives of polyols occurs by OH---O bonds. For structures adsorption studied, the large distance of the surfactant to the surface together with the low values of charge density, indicate that there is a very low interaction, characterizing physical adsorption in all surfactants studied. We demonstrated that surfactants with polar group comprising oxyethylene units, showed the lowest adsorption onto the surface of quartz, unlike the derivatives of polyol