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Teses de Doutorado Defendidas: 2009

Fracionamento e Análise de Asfaltenos extraídos de Petróleos Brasileiros.

Autora: Lina Constanza Navarro Quintero.
Orientador: Peter Rudolf Seidl.

Resumo

O panorama mundial na produção de petróleo, mostra a tendência no incremento das reservas principalmente de óleos pesados e extra-pesados, reservas que correspondem a mais de 50% do total estimado.

Petróleos pesados são principalmente compostos de hidrocarbonetos com temperaturas de ebulição acima de 700°F (371°C). Estes óleos diminuem consideravelmente a produção de destilados leves (gasolina, diesel) e favorecem a produção de resíduos, que normalmente contem uma maior quantidade de hidrocarbonetos de elevado peso molecular, heteroatomos, e uma maior quantidade de metais contaminantes, concentrados principalmente nas frações pesadas. Estas frações estão principalmente compostas por resinas e asfaltenos, sendo estes últimos os que precisam de uma maior atenção, visto que são os geradores de inumeráveis problemas, na exploração e produção do petróleo, e nos diferentes processos de refino.

Os asfaltenos são uma classe de moléculas definidas pelas condições de insolubilidade em um solvente especial, normalmente n-heptano. Eles desempenham um papel importante para compreender deposição de sólidos na produção de petróleo. Características químicas e físicas de asfaltenos continuam sendo pouco claras, apesar dos muitos estudos sobre sua origem e composição. Os asfaltenos são considerados como materiais complexos, razão pela qual ainda são vistos como moléculas médias com grandes discrepâncias em suas propriedades, o que faz extremamente difícil definir sua estrutura molecular.

A fim de melhorar a representação das estruturas químicas, que podem ser referidas como componentes de asfaltenos, no presente trabalho foram fracionados asfaltenos de dois resíduos de vácuo Brasileiros, utilizando como solvente de precipitação misturas de heptano e tolueno (Heptol) em diferentes concentrações, seguindo o método IP-143 modificado. Cada sub-fração foi analisada química e estruturalmente, por ressonância magnética nuclear, análise elementar, difração de raios X e técnicas de desorção acústica induzida por laser para a medição do peso molecular.

Os resultados mostraram que o comportamento de solubilidade dos asfaltenos pode mudar dependendo da tendência de cada tipo de asfalteno à agregação, indicando uma variação significativa nos núcleos que fazem parte do sistema aromático de cada sub-fração, sendo esta a mais solúvel. Estes resultados sugerem que esta sub-fração pode ser a principal responsável pela associação destas moléculas, e possivelmente pelos processos nos quais o fenômeno da agregação se faz importante, como por exemplo, na formação de coque.