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Dissertações de Mestrado Defendidas: 2012

Estudo da Interação Asfalteno-Inibidor de Agregação por Métodos de Dinâmica Molecular e Funcional de Densidade.

Autora: Michelle Cristina Nogueira de Carvalho.
Orientadores: Peter Rudolf Seidl e Alexandre Nelson Martiniano Carauta

Resumo

Cálculos de dinâmica molecular e funcional de densidade foram realizados para o estudo da interação entre os inibidores de agregação p-nonilanilina e p-nonilfenol (compostos que apresentaram efetividade à aplicação em estudos anteriores) e quatro estruturas médias de asfaltenos representativos de óleos pesados do petróleo brasileiro.

Uma análise conformacional criteriosa, utilizando o campo de força COMPASS, por meio de dinâmica molecular, determinou as estruturas mais estáveis para cada sistema inibidor-asfalteno e as energias de estabilização desses sistemas foram calculadas.

Diversos funcionais, presentes no programa Gaussian 03, foram testados com o objetivo de verificar a viabilidade de estudar esses sistemas, que envolvem estruturas com muitos átomos e energias de dispersão, ou seja, sistemas fracamente ligados, com os funcionais disponíveis e sem a necessidade de utilização de grandes recursos computacionais.

O campo de força COMPASS, utilizado na mecânica e dinâmica molecular, foi capaz de descrever com precisão a interação asfalteno-inibidor e prever com eficiência o seu processo associativo, apresentando resultados confiáveis validados por resultados experimentais relatados na literatura.

O método quântico de DFT com os funcionais B3LYP, MPW91, PW91 e BP86, que possuem aproximação por gradiente generalizado (GGA), não se mostraram adequados para descrever interações que envolvam forças de dispersão. Já, o funcional SVWN, que possui a aproximação por densidade de spin-local, apresentou resultados concordantes com os calculados pelo campo de força COMPASS, descrevendo satisfatoriamente a interação inibidor-asfalteno.

E de uma forma geral, a conformação com menor energia de estabilização aponta o inibidor p-nonilfenol como o que realiza interação mais forte e as distâncias entre asfalteno e inibidor encontram-se entre os valores ditados na literatura, que normalmente estão entre 3 e 4 Å


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