Estudo molecular de inibidores de hidratos de metano
Main Author: | |
---|---|
Publication Date: | 2012 |
Format: | Bachelor thesis |
Language: | por |
Source: | Repositório Institucional da UFRJ |
Download full: | http://hdl.handle.net/11422/6040 |
Summary: | Um grande problema de exploração e explotação de gás natural offshore é a formação de hidratos de metano devido às baixas temperaturas e altas pressões dos poços de perfuração de óleo e gás. Este trabalho tem a intenção de testar e compreender como os inibidores (cinéticos e/ou termodinâmicos) agem nos sistemas de interesse assim simulando as suas condições físico-químicas. Foram feitos vários experimentos com diferentes compostos químicos (álcoois de cadeia curta e longa, polímeros) de forma a compreender melhor como funciona a inibição dos hidratos de metano. Além disso, para obter uma visão mais molecular do problema, foram realizadas simulações de Dinâmica Moleculares mostrando como os inibidores testados agem frente um enorme número de moléculas de água e metano, sob as condições experimentais. O equipamento utilizado para os testes foi um reator Parr com 600 cm3 de volume com alta pressão. Os testes foram realizados com 400 cm3 de solução com vários álcoois. As condições são 100 bar de pressão, com temperatura de 4oC e 500 rpm de agitação (que simulam as condições nos poços de perfuração/exploração de petróleo e gás). Os testes duram no mínimo 10 horas, sendo realizados durante a noite. Foram realizados testes com metanol, etanol, butanol, terc-butanol, isopropanol, isobutanol, sec-butanol, npentanol, n-hexanol, n-octanol e com os poliidroxilados propilenoglicol, glicerol e sorbitol. Foi observado que o octanol age como um excelente inibidor, ao lado do resultado incrível do glicerol, que possui grande aplicação, já que é um subproduto da produção de biodiesel. Sorbitol também se mostra uma excelente opção. Para as simulações de Dinâmica Molecular, foram utilizados os softwares VMD, GaussView e ChemCraft para montar e visualizar as estruturas, e o pacote de programas GROMACS para realizar os cálculos. Como input base para os inibidores, utilizou estruturas minimizadas utilizando o programa Gaussian ’09. Usou-se o VMD para calcular a Função de Distribuição Radial dos sistemas. Para um bom tratamento do sistema, escolheu-se o modelo de uma caixa triclínica. Foi utilizado o modelo tip4p-ice para a água. As simulações foram realizadas utilizando-se o ensemble NPT e temperatura de 298K nos testes iniciais e 277 K (4oC) nos cálculos finais com pressão constante de 100 bar. Foi usado também o campo de força OPLS para todos os átomos. Depois do equilíbrio inicial (em 100ps - picossegundos), foram obtidas as trajetórias para 9,9ns (nanossegundos). Mecanismos de inibição para metanol, butanol, octanol e glicerol foram propostos à partir dos resultados das dinâmicas. O octanol em especial corroborou o resultado visto experimentalmente, separando as fases água-octanol e sequestrando o metano presente. |
id |
UFRJ_160deec108134e3676eecfd45929777f |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:pantheon.ufrj.br:11422/6040 |
network_acronym_str |
UFRJ |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFRJ |
repository_id_str |
|
spelling |
Gomes, Gabriel dos Santoshttp://lattes.cnpq.br/6207084434110255Oliveira, Fernanda Guedes deFerreira, Jorge CésarCorrêa, Rodrigo Joséhttp://lattes.cnpq.br/9359368411913637Silva, João Francisco Cajaiba dahttp://lattes.cnpq.br/3787367108198439Esteves, Pierre Mothé2018-12-21T13:19:58Z2023-11-30T03:03:08Z2012-08-30http://hdl.handle.net/11422/6040Submitted by Angelo Siguemura Souza (siguemura@iq.ufrj.br) on 2018-12-10T16:02:54Z No. of bitstreams: 1 Gabriel dos Passos Gome.pdf: 3034732 bytes, checksum: bfed8d6a5e754daab6c4e45eeb3f3c50 (MD5)Made available in DSpace on 2018-12-21T13:19:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gabriel dos Passos Gome.pdf: 3034732 bytes, checksum: bfed8d6a5e754daab6c4e45eeb3f3c50 (MD5) Previous issue date: 2012-08-30Um grande problema de exploração e explotação de gás natural offshore é a formação de hidratos de metano devido às baixas temperaturas e altas pressões dos poços de perfuração de óleo e gás. Este trabalho tem a intenção de testar e compreender como os inibidores (cinéticos e/ou termodinâmicos) agem nos sistemas de interesse assim simulando as suas condições físico-químicas. Foram feitos vários experimentos com diferentes compostos químicos (álcoois de cadeia curta e longa, polímeros) de forma a compreender melhor como funciona a inibição dos hidratos de metano. Além disso, para obter uma visão mais molecular do problema, foram realizadas simulações de Dinâmica Moleculares mostrando como os inibidores testados agem frente um enorme número de moléculas de água e metano, sob as condições experimentais. O equipamento utilizado para os testes foi um reator Parr com 600 cm3 de volume com alta pressão. Os testes foram realizados com 400 cm3 de solução com vários álcoois. As condições são 100 bar de pressão, com temperatura de 4oC e 500 rpm de agitação (que simulam as condições nos poços de perfuração/exploração de petróleo e gás). Os testes duram no mínimo 10 horas, sendo realizados durante a noite. Foram realizados testes com metanol, etanol, butanol, terc-butanol, isopropanol, isobutanol, sec-butanol, npentanol, n-hexanol, n-octanol e com os poliidroxilados propilenoglicol, glicerol e sorbitol. Foi observado que o octanol age como um excelente inibidor, ao lado do resultado incrível do glicerol, que possui grande aplicação, já que é um subproduto da produção de biodiesel. Sorbitol também se mostra uma excelente opção. Para as simulações de Dinâmica Molecular, foram utilizados os softwares VMD, GaussView e ChemCraft para montar e visualizar as estruturas, e o pacote de programas GROMACS para realizar os cálculos. Como input base para os inibidores, utilizou estruturas minimizadas utilizando o programa Gaussian ’09. Usou-se o VMD para calcular a Função de Distribuição Radial dos sistemas. Para um bom tratamento do sistema, escolheu-se o modelo de uma caixa triclínica. Foi utilizado o modelo tip4p-ice para a água. As simulações foram realizadas utilizando-se o ensemble NPT e temperatura de 298K nos testes iniciais e 277 K (4oC) nos cálculos finais com pressão constante de 100 bar. Foi usado também o campo de força OPLS para todos os átomos. Depois do equilíbrio inicial (em 100ps - picossegundos), foram obtidas as trajetórias para 9,9ns (nanossegundos). Mecanismos de inibição para metanol, butanol, octanol e glicerol foram propostos à partir dos resultados das dinâmicas. O octanol em especial corroborou o resultado visto experimentalmente, separando as fases água-octanol e sequestrando o metano presente.porUniversidade Federal do Rio de JaneiroUFRJBrasilInstituto de QuímicaCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICAHidratos de metanoGás naturalInibidores de hidratosEstudo molecular de inibidores de hidratos de metanoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJORIGINALGabriel dos Passos Gome.pdfGabriel dos Passos Gome.pdfapplication/pdf3034732http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/6040/1/Gabriel+dos+Passos+Gome.pdfbfed8d6a5e754daab6c4e45eeb3f3c50MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/6040/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD5211422/60402023-11-30 00:03:08.728oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:03:08Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Estudo molecular de inibidores de hidratos de metano |
title |
Estudo molecular de inibidores de hidratos de metano |
spellingShingle |
Estudo molecular de inibidores de hidratos de metano Gomes, Gabriel dos Santos CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA Hidratos de metano Gás natural Inibidores de hidratos |
title_short |
Estudo molecular de inibidores de hidratos de metano |
title_full |
Estudo molecular de inibidores de hidratos de metano |
title_fullStr |
Estudo molecular de inibidores de hidratos de metano |
title_full_unstemmed |
Estudo molecular de inibidores de hidratos de metano |
title_sort |
Estudo molecular de inibidores de hidratos de metano |
author |
Gomes, Gabriel dos Santos |
author_facet |
Gomes, Gabriel dos Santos |
author_role |
author |
dc.contributor.advisorLattes.pt_BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/6207084434110255 |
dc.contributor.advisorCo1.none.fl_str_mv |
Oliveira, Fernanda Guedes de |
dc.contributor.advisorCo2.none.fl_str_mv |
Ferreira, Jorge César |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Gomes, Gabriel dos Santos |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Corrêa, Rodrigo José |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9359368411913637 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Silva, João Francisco Cajaiba da |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/3787367108198439 |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Esteves, Pierre Mothé |
contributor_str_mv |
Corrêa, Rodrigo José Silva, João Francisco Cajaiba da Esteves, Pierre Mothé |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA |
topic |
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA Hidratos de metano Gás natural Inibidores de hidratos |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Hidratos de metano Gás natural Inibidores de hidratos |
description |
Um grande problema de exploração e explotação de gás natural offshore é a formação de hidratos de metano devido às baixas temperaturas e altas pressões dos poços de perfuração de óleo e gás. Este trabalho tem a intenção de testar e compreender como os inibidores (cinéticos e/ou termodinâmicos) agem nos sistemas de interesse assim simulando as suas condições físico-químicas. Foram feitos vários experimentos com diferentes compostos químicos (álcoois de cadeia curta e longa, polímeros) de forma a compreender melhor como funciona a inibição dos hidratos de metano. Além disso, para obter uma visão mais molecular do problema, foram realizadas simulações de Dinâmica Moleculares mostrando como os inibidores testados agem frente um enorme número de moléculas de água e metano, sob as condições experimentais. O equipamento utilizado para os testes foi um reator Parr com 600 cm3 de volume com alta pressão. Os testes foram realizados com 400 cm3 de solução com vários álcoois. As condições são 100 bar de pressão, com temperatura de 4oC e 500 rpm de agitação (que simulam as condições nos poços de perfuração/exploração de petróleo e gás). Os testes duram no mínimo 10 horas, sendo realizados durante a noite. Foram realizados testes com metanol, etanol, butanol, terc-butanol, isopropanol, isobutanol, sec-butanol, npentanol, n-hexanol, n-octanol e com os poliidroxilados propilenoglicol, glicerol e sorbitol. Foi observado que o octanol age como um excelente inibidor, ao lado do resultado incrível do glicerol, que possui grande aplicação, já que é um subproduto da produção de biodiesel. Sorbitol também se mostra uma excelente opção. Para as simulações de Dinâmica Molecular, foram utilizados os softwares VMD, GaussView e ChemCraft para montar e visualizar as estruturas, e o pacote de programas GROMACS para realizar os cálculos. Como input base para os inibidores, utilizou estruturas minimizadas utilizando o programa Gaussian ’09. Usou-se o VMD para calcular a Função de Distribuição Radial dos sistemas. Para um bom tratamento do sistema, escolheu-se o modelo de uma caixa triclínica. Foi utilizado o modelo tip4p-ice para a água. As simulações foram realizadas utilizando-se o ensemble NPT e temperatura de 298K nos testes iniciais e 277 K (4oC) nos cálculos finais com pressão constante de 100 bar. Foi usado também o campo de força OPLS para todos os átomos. Depois do equilíbrio inicial (em 100ps - picossegundos), foram obtidas as trajetórias para 9,9ns (nanossegundos). Mecanismos de inibição para metanol, butanol, octanol e glicerol foram propostos à partir dos resultados das dinâmicas. O octanol em especial corroborou o resultado visto experimentalmente, separando as fases água-octanol e sequestrando o metano presente. |
publishDate |
2012 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2012-08-30 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2018-12-21T13:19:58Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2023-11-30T03:03:08Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
format |
bachelorThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/11422/6040 |
url |
http://hdl.handle.net/11422/6040 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Rio de Janeiro |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFRJ |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Instituto de Química |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Rio de Janeiro |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFRJ instname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) instacron:UFRJ |
instname_str |
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) |
instacron_str |
UFRJ |
institution |
UFRJ |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFRJ |
collection |
Repositório Institucional da UFRJ |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/6040/1/Gabriel+dos+Passos+Gome.pdf http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/6040/2/license.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
bfed8d6a5e754daab6c4e45eeb3f3c50 dd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1784097122214215680 |