Guilherme Pires

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Text of Guilherme Pires

  • UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPRITO SANTO CENTRO DE CINCIAS EXATAS

    PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM QUMICA

    Caracterizao de Compostos Polares no Petrleo por Espectrometria de Massas de Altssima Resoluo e

    Exatido ESI()-FT-ICR MS

    Guilherme Pires Dalmaschio

    Dissertao de Mestrado em Qumica

    Vitria 2012

  • Guilherme Pires Dalmaschio

    Caracterizao de Compostos Polares no Petrleo por Espectrometria

    de Massas de Altssima Resoluo e Exatido ESI()-FT-ICR MS

    Dissertao apresentada ao Programa de

    Ps-Graduao em Qumica do Centro de

    Cincias Exatas da Universidade Federal

    do Esprito Santo como requisito parcial

    para obteno do ttulo de Mestre em

    Qumica, na rea de Sntese e

    Caracterizao de Materiais.

    Orientador: Prof. Dr. Eustaquio Vinicius

    Ribeiro de Castro

    VITRIA 2012

  • Caracterizao de Compostos Polares no Petrleo por Espectrometria de Massas de Altssima Resoluo e Exatido

    ESI()-FT-ICR MS

    Guilherme Pires Dalmaschio

    Dissertao submetida ao Programa de Ps-Graduao em Qumica da

    Universidade Federal do Esprito Santo como requisito parcial para a obteno

    do grau de Mestre em Qumica.

    Aprovado em 09/03/2012 por:

    __________________________________________ Prof. Dr. Eustaquio V. R. de Castro

    Universidade Federal do Esprito Santo Orientador

    __________________________________________ Prof. Dr. Wanderson Romo

    Universidade Federal do Esprito Santo

    __________________________________________ Prof. Dr. Boniek Gontijo Vaz

    Pontifcia Universidade Catlica do Rio de Janeiro

    Universidade Federal do Esprito Santo Vitria, Maro de 2012

  • Dados Internacionais de Catalogao-na-publicao (CIP) (Biblioteca Central da Universidade Federal do Esprito Santo, ES, Brasil)

    Dalmaschio, Guilherme Pires, 1986- D148c Caracterizao de compostos polares no petrleo por

    espectrometria de massas de altssima resoluo e exatido ESI()-FT-ICR MS / Guilherme Pires Dalmaschio. 2012.

    87 f. : il. Orientador: Eustaquio Vinicius Ribeiro de Castro. Dissertao (Mestrado em Qumica) Universidade Federal

    do Esprito Santo, Centro de Cincias Exatas. 1. Petrleo. 2. Destilao. I. Castro, Eustquio Vinicius Ribeiro

    de. II. Universidade Federal do Esprito Santo. Centro de Cincias Exatas. III. Ttulo.

    CDU: 54

  • Aos meus pais Ademir Geraldo Dalmaschio e Telma Pires Dalmaschio, e

    Jadir Luis Gavassoni/Neno.

  • AGRADECIMENTOS

    Primeiramente agradeo a Deus, por tudo conquistado nessa vida.

    A minha me, Telma Pires Dalmaschio, pelo amor incondicional e eterno, pela luta

    para proporcionar o melhor para mim e pela confiana sempre. A quem eu

    cegamente devo minha vida e minha alegria.

    A minha famlia to maravilhosa, em especial, todo mundo.

    A minha futura nova famlia, Zorzanelli Malacarne, em especial, Pel (s que

    branco), Teresa Cristina (aquela da novela), Majorie, Maiara (futura ex-pobre) e

    Vitor (Queria mandar um catuque pro Vitin pingo doce...v se ta baum de acar!!).

    A Majorie Mara Malacarne (merece um tpico nico), amor da minha vida, pelo apoio

    incondicional, pacincia, ensinamentos e muito carinho.

    Ao meu orientador Professor Dr. Eustaquio Vinicius Ribeiro de Castro, pela eterna

    confiana e muitas histrias de vida (se tem um troo que eu gosto o tal da

    manteiga).

    Ao meu co-orientador no oficial Professor Dr. Wanderson Romo, mais do que um

    brao direito neste trabalho, cujo filho show...e no parece nada com o pai!

    Ao Dr. Boniek Gontijo Vaz, a Rosana C. L. Pereira e ao Professor Dr. Marcos N.

    Eberlin (colaborao a respeito de FT-ICR MS).

    Ao Professor Dr. Sandro Greco pelo apoio na realizao do trabalho.

    A um amigo vascano Carlo, pelos ensinamentos e amizade, ajuda e todo o resto

    s alegria, inclusive o caso dos 45 minutos no elevador!

    A Susy Hellen Soares, anjo da guarda.

    A equipe PEV do LABPETRO, em especial, Vinicius Mansur, amigo s o ouro!

    Aos amigos do LABPETRO que de uma forma ou de outra contriburam para a

    realizao deste trabalho.

    Por estar vivendo ao mesmo tempo em que meus amigos.

    A quem eu jamais esquecerei: Deda, Tati e Tolete.

  • Nis vivia em meio da roa mermo. Eu trabaiava matando boi, vinha o primeiro:

    era uma marretada s e ai tombava, o segundo era a mesma coisa, ai o terceiro,

    e o quarto...e ia o dia todo assim. O patro num intindia donde vinha tanta

    fora pra matar o boi. E l em riba de casa tava minha via com a janta pronta.

    Quando num tinha muito o que se faze, uma vez e outra nis fazia uns filhin: veio o

    primeiro, entonce o segundo, o terceiro,...,dcimo,..., dcimo terceiro. meu minino,

    nis fico muito sem o que faze mermo.

    Seu Jaime Souza Pires - Querido av.

  • LISTA DE FIGURAS

    FIGURA 1: Composio do petrleo com as correspondentes porcentagens mdias

    de cada tipo de compostos........................................................................................ 18

    FIGURA 2: Hidrocarbonetos saturados (a), compostos naftnicos (b) e aromticos

    (c). ............................................................................................................................. 20

    FIGURA 3: Compostos nitrogenados bsicos (a) e no-bsicos (b). ........................ 21

    FIGURA 4: Compostos sulfurados cidos (a) e no-cidos (b) encontrados no

    petrleo. .................................................................................................................... 22

    FIGURA 5: Compostos oxigenados encontrados no petrleo. .................................. 23

    FIGURA 6: Possveis estruturas de cidos naftnicos encontrados no petrleo. ..... 26

    FIGURA 7: Depsito de naftenato de clcio coletado de um separador leo/gua. . 29

    FIGURA 8: ESI(-)-FT-ICR MS de uma amostra de naftenato de clcio extrado com

    tolueno acidificado.. ................................................................................................... 30

    FIGURA 9: Diagrama esquemtico de um espectrmetro de massas ...................... 34

    FIGURA 10: Ilustrao esquemtica de uma fonte de ionizao por ESI. ................ 36

    FIGURA 11: Ilustrao da resoluo em analisadores de massas com (a) resoluo

    unitria e (b) alta resoluo. ...................................................................................... 39

    FIGURA 12: Movimento ciclotrnico de ons na presena de um campo magntico.

    .................................................................................................................................. 42

    FIGURA 13: Geometria tpica de uma cela de ICR. .................................................. 43

    FIGURA 14: Converso do movimento ciclotrnico (a) incoerente em um (b)

    coerente (detectvel). ................................................................................................ 45

    FIGURA 15: Esquema do funcionamento de uma cela de ICR. ................................ 45

    FIGURA 16: Grfico de DBE vs. nmero de carbono de uma amostra de petrleo por

    ESI(-)-FT-ICR MS. ..................................................................................................... 48

    FIGURA 17: Sistema de destilao atmosfrico (esquerda) e a vcuo (direita) -

    LabPetro/UFES. ........................................................................................................ 51

    FIGURA 18: Reao de metilao, formao dos sais de sulfnio. .......................... 53

    FIGURA 19: ESI(-)-FT-ICR MS para os doze cortes de destilao do petrleo A. .... 57

    FIGURA 20: Possveis estruturas de compostos oxigenados identificados nos onze

    cortes (F2-F12) com seus respectivos valores de m/z, C e DBE. ............................. 58

    FIGURA 21: Diagramas de nmero de carbono vs. DBE para a classe O2 dos cortes

    F1-F12 por ESI(-)-FT-ICR MS. .................................................................................. 59

  • FIGURA 22: Diagramas de nmero de carbono vs. DBE para a classe N1 (a) e O2

    (b) e perfil das classes majoritrias dos componentes obtidos por ESI(-)-FT-ICR MS

    para o petrleo e o resduo (RATA) (c). ..................................................................... 60

    FIGURA 23: ESI(+)-FT-ICR MS para os dez cortes de destilao do petrleo A (F3-

    F12). .......................................................................................................................... 61

    FIGURA 24: Possveis estruturas nitrogenadas identificadas nos dez cortes (F3-F12)

    com seus respectivos valores de m/z, C e DBE. ....................................................... 62

    FIGURA 25: Diagramas de nmero de carbono vs. DBE para a classe N1 dos cortes

    F1-F12 por ESI(+)-FT-ICR MS. ................................................................................. 63

    FIGURA 26: Reao de metilao. ........................................................................... 64

    FIGURA 27: ESI(+)-FT-ICR MS para ocorte F11 metilada (superior) e no metilada

    (inferior). .................................................................................................................... 65

    FIGURA 28: ESI(+)-FT-ICR MS para ocorte F12 metilada (superior) e no metilada

    (inferior). .................................................................................................................... 66

    FIGURA 29: ESI(+)-FT-ICR MS para o resduo de vcuo (RVAc) no metilado

    (superior) e metilado (inferior). .................................................