Estudo da seletividade de catalisadores a base de cobre e paládio em transformações de hidrocarbonetos insaturados

Compreender a correlação entre as características de um catalisador particular e seu desempenho catalítico tem sido um dos principais objetos da pesquisa em catálise heterogênea a fim de usar esse conhecimento para o desenho racional de catalisadores mais ativos, seletivos e estáveis. A seletividade é um dos fatores mais importantes a ser controlado pelo desenho de catalisadores, podendo ser alcançada de diversas maneiras, levando-se em consideração mudanças do tipo estrutural, química, eletrônica, de composição, de cinética e de energia. O trabalho descrito nessa tese de doutorado compreende a síntese e caracterização de catalisadores compostos de nanopartículas de óxido de cobre, paládio e cobre-paládio e seu estudo em reações de hidrogenação e oxidação seletivas de hidrocarbonetos insaturados. Os catalisadores foram preparados através da deposição de nanopartículas dos metais cataliticamente ativos sobre suportes magneticamente recuperáveis compostos de nanopartículas de magnetita revestidas por sílica com superfícies funcionalizada com diferentes grupos orgânicos. A natureza magnética do suporte permitiu a fácil separação do catalisador do meio reacional pela simples aproximação de um ímã na parede do reator. O catalisador pôde ser completamente separado da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. Os catalisadores foram inicialmente testados em reações de hidrogenação de alquenos e alquinos. As reações de hidrogenação foram realizadas utilizando hidrogênio molecular como agente redutor, dispensando a utilização de agentes redutores mais agressivos. Os catalisadores compostos de NPs de Pd mostram excelente atividade e capacidade de reutilização na hidrogenação de cicloexeno, podendo ser utilizados em até 15 ciclos sem perda de atividade. Nas reações de hidrogenação de alquinos, os catalisadores que contêm cobre mostraram maior seletividade para a obtenção dos produtos de semi-hidrogenação, com destaque para o catalisador composto de NPs de CuPd, que não apresenta nem traços do produto de hidrogenação completa na amostra final. Esse catalisador bimetálico alia as características do paládio (elevada atividade) e do cobre (elevada seletividade) para fornecer um catalisador ativo e seletivo para a transformação desejada. Além disso, os grupos funcionais presentes na superfície do suporte catalítico mostraram influência na atividade e seletividade para a hidrogenação de alquenos e alquinos. Os catalisadores sintetizados também foram testados na reação de oxidação de cicloexeno e mostraram seletividade para a produção do composto carbonílico α,β-insaturado, cicloex-2-en-1-ona, que é um reagente de partida de grande interesse para a síntese de diversos materiais na indústria química. As reações de oxidação foram realizadas utilizando-se apenas O2 como oxidante primário, dispensando o uso de oxidantes tóxicos como cromatos, permanganatos ou compostos halogenados, que não são recomendados do ponto de vista ambiental. Os catalisadores sintetizados puderam ser reutilizados em sucessivos ciclos de oxidação, mostrando seletividade para a formação dos produtos alílicos em todos os ciclos. Os catalisadores foram estáveis sob as condições reacionais e não apresentaram problemas de lixiviação da espécie ativa para o meio reacional, que é comum na catálise heterogênea. Um estudo cinético mostrou que, mesmo no início da reação, o catalisador tem seletividade para a ocorrência de oxidação alílica em detrimento da reação de oxidação direta que dá origem ao epóxidos correspondente, e se mostrou condizente com o mecanismo proposto na literatura para a reação de oxidação de alquenos via radicalar.

A regulação da exploração e produção de hidrocarbonetos não convencionais no Brasil

The global energy crisis triggered the possibility of unconventional hydrocarbons exploration and production, culminating in the US energy revolution as well as making other countries interested in the development of these natural resources. The justification for this research comes from Brazil's interest in the use of hydraulic fracturing techniques in unconventional resources since the Brazilian National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP) organized the 12th acquisition process and published the Resolution no. 21 of April 10, 2014. The conflict between economic viability and the social and environmental damage from exploration and production of unconventional hydrocarbons in Brazil resulted in the search for a legal solution that would consider the economic, social and environmental interests. The main purpose here is to analyze the regulation of unconventional oil exploration and production in Brazil in order to show lack of regulatory instruments so far. The specific objectives are to investigate how the lack of effective regulation may ultimately prevent the development itself, analyze the importance of systematization of a new regulatory tool for ensuring legal security and energy, identify the key negative environmental and social impacts, and suggest possibilities approaches within the new regulatory framework. The research methodology stands out the hypothetico-deductive model as approach, and the comparative model as procedural method. Moreover, the research techniques used here are performance of a theoretical and descriptive questioning over literature search, analysis of Brazilian standardization and case laws, and a brief comparative study, in order to provide suggested approaches for a new regulatory framework.

A regulação da exploração e produção de hidrocarbonetos não convencionais no Brasil

The global energy crisis triggered the possibility of unconventional hydrocarbons exploration and production, culminating in the US energy revolution as well as making other countries interested in the development of these natural resources. The justification for this research comes from Brazil's interest in the use of hydraulic fracturing techniques in unconventional resources since the Brazilian National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP) organized the 12th acquisition process and published the Resolution no. 21 of April 10, 2014. The conflict between economic viability and the social and environmental damage from exploration and production of unconventional hydrocarbons in Brazil resulted in the search for a legal solution that would consider the economic, social and environmental interests. The main purpose here is to analyze the regulation of unconventional oil exploration and production in Brazil in order to show lack of regulatory instruments so far. The specific objectives are to investigate how the lack of effective regulation may ultimately prevent the development itself, analyze the importance of systematization of a new regulatory tool for ensuring legal security and energy, identify the key negative environmental and social impacts, and suggest possibilities approaches within the new regulatory framework. The research methodology stands out the hypothetico-deductive model as approach, and the comparative model as procedural method. Moreover, the research techniques used here are performance of a theoretical and descriptive questioning over literature search, analysis of Brazilian standardization and case laws, and a brief comparative study, in order to provide suggested approaches for a new regulatory framework.

A importância do uso de métodos complementares para a avaliação da toxicidade de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos

Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAPs) e seus derivados Halogenados (HHAPs) são conhecidos como um conjunto de contaminantes ambientais, classificados como potencialmente tóxicos, mutagénicos e carcinogénicos, sendo um assunto de extrema importância e preocupação para a saúde pública. Diversos estudos têm reportado o potencial efeito tóxico destes compostos após longos períodos de exposição, pelo uso de métodos colorimétricos como o ensaio de brometo de 3-[4,5- dimetil-tiazol-2-il]-2,5-difeniltetrazólio (MTT) e vermelho neutro. Contudo, apesar de estes métodos clássicos de avaliação da citotoxicidade in vitro permitirem, de forma rápida, identificar as propriedades nocivas dos compostos, não permitem compreender os mecanismos moleculares subjacentes responsáveis pela sua toxicidade. Deste modo, no presente estudo, para avaliar os efeitos à exposição aos compostos Pireno (Pir) e seu derivado resultante da desinfeção de águas por bromação, 1-BromoPireno (1-BrPir), foram utilizados outros métodos complementares como avaliação do stress oxidativo e vários fenómenos associados à morte celular programada. Os resultados obtidos comprovam não só a existência de efeitos citotóxicos dos poluentes quando acumulados, como também possíveis efeitos genotóxicos. Assim, pelos métodos complementares, foi possível a identificação de alvos moleculares passiveis de ação farmacológica, o que pode constituir o primeiro passo para o desenho de estratégias terapêuticas que visem prevenir ou tratar os danos provocados por estes poluentes no Homem.

Remoção de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos em águas utilizando subprodutos da indústria da cortiça

Os Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAPs) são contaminantes persistentes em meio aquoso. Estes compostos são conhecidos pelas suas propriedades carcinogénicas, mutagénicas e genotóxicas. O principal objetivo deste trabalho consistiu na avaliação das potencialidades de subprodutos da indústria corticeira, como adsorventes alternativos para a remoção de cinco HAPs em meio aquoso: benzo(a)pireno, benzo(ghi)perileno, benzo(b)fluoranteno, benzo(k)fluoranteno e indeno(1,2,3-cd)pireno. A metodologia analítica para quantificar os HAPs envolveu a preparação das amostras, através da técnica de extração em fase sólida (SPE), e a quantificação dos compostos analisados por cromatografia líquida com detetor de fluorescência (LC-FLD). O método foi otimizado e validado, obtendo-se limites de quantificação de 0,004 μg/L para todos os HAPs. Os estudos incidiram na utilização de uma amostra de cortiça, pó de aglomerado de cortiça expandida (PACE), obtida por aglutinação de cortiça em condições hidrotérmicas, a qual nos estudos preliminares revelou desempenho semelhante aos carvões ativados. Com exceção do benzo(ghi)perileno, os resultados mostram que o processo de adsorção dos HAPs na amostra PACE segue uma cinética de pseudo-segunda ordem e as isotérmicas ajustam-se ao modelo de Langmuir.

Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em sedimentos de fundo do estuário do rio Potengi, região da grande Natal (RN): implicações ambientais

Estuaries are environments prone to the input of chemical pollutants of various kinds and origins, including polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Anthropogenic PAHs may have two possible sources: pyrolytic (with four or more aromatic rings and low degree of alkylation) and petrogenic (with two and three aromatic rings and high degree of alkylation). This study aimed to evaluate the levels, distribution and possible sources of polycyclic aromatic hydrocarbons in the estuary of the Potengi river, Natal, Brazil. Samples of bottom sediments were collected in the final 12 km of the estuary until its mouth to the sea, where the urbanization of the Great Natal is more concentrated. Sampling was performed on 12 cross sections, with three stations each, totaling 36 samples, identified as T1 to T36. The non alkylated and alkylated PAHs were analyzed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC / MS). PAHs were detected in all 36 stations with total concentration on each varying 174-109407 ng g-1. These values are comparable to those of several estuarine regions worldwide with high anthropogenic influence, suggesting the record of diffuse contamination installed in the estuary. PAHs profiles were similar for most stations. In 32 of the 36 stations, low molecular weight PAHs (with 2 and 3 ring: naphthalene, phenanthrene and their alkylated homologues) prevailed, which ranged from 54% to 100% of the total PAH, indicating that leaks, spills and combustion fuels are the dominant source of PAH pollution in the estuary. The level of contamination by PAHs in most stations suggests that there is potential risk of occasional adverse biological effects, but in some stations adverse impacts on the biota may occur frequently. The diagnostic ratios could differentiate sources of PAHs in sediments of the estuary, which were divided into three groups: petrogenic, pyrolytic and mixing of sources. The urban concentration of the Great Natal and the various industrial activities associated with it can be blamed as potential sources of PAHs in bottom sediments of the estuary studied. The data presented highlight the need to control the causes of existing pollution in the estuary

Gerenciamento de alarmes em plataformas marítimas de produção de hidrocarbonetos: metodologia e estudo de caso

In the operational context of industrial processes, alarm, by definition, is a warning to the operator that an action with limited time to run is required, while the event is a change of state information, which does not require action by the operator, therefore should not be advertised, and only stored for analysis of maintenance, incidents and used for signaling / monitoring (EEMUA, 2007). However, alarms and events are often confused and improperly configured similarly by developers of automation systems. This practice results in a high amount of pseudo-alarms during the operation of industrial processes. The high number of alarms is a major obstacle to improving operational efficiency, making it difficult to identify problems and increasing the time to respond to abnormalities. The main consequences of this scenario are the increased risk to personal safety, facilities, environment deterioration and loss of production. The aim of this paper is to present a philosophy for setting up a system of supervision and control, developed with the aim of reducing the amount of pseudo-alarms and increase reliability of the information that the system provides. A real case study was conducted in the automation system of the offshore production of hydrocarbons from Petrobras in Rio Grande do Norte, in order to validate the application of this new methodology. The work followed the premises of the tool presented in ISA SP18.2. 2009, called "life cycle alarm . After the implementation of methodology there was a significant reduction in the number of alarms

Hidrocarbonetos alifáticos em sedimentos de fundo do estuário do Rio Potengi, grande Natal (RN): implicações ambientais

The Potengi river estuary is located in the region of Natal (RN, Brazil), comprising a population of approximately 1,000,000 inhabitants. Besides the dominant urban presence, the estuary has fragments of mangrove forest. The objective of this study is to determine the aliphatic hydrocarbons found in the bottom sediments of this estuary, identifying their levels, distribution and their possible origins through the diagnostic rates, indexes and results comparisons with the local anthropic and natural characteristics. The samples were obtained according to a plan that allowed sampling of the estuary up to 12 km upstream from it as mounth. 36 stations were selected, grouped into 12 cross sections through the course of the river and spaced on average by 1 km. Each section consisted of three stations: the right margin, the deepest point and the left margin. The hydrocarbon n-alkanes from C10 to C36, the isoprenoids pristane and phytane, the unresolved complex mixture (UCM) and the total resolved hydrocarbons were analyzed by gas chromatography. N-alkanes, pristane, phytane and UCM were detected only at some stations. In the other, the concentration was below the detection limit defined by the analytical method (0.1 mg / kg), preventing them from being analyzed to determine the origin of the material found. By using different parameters, the results show that the estuary receives both the input of petrogenic hydrocarbons, but also of biogenic hydrocarbons, featuring a mixture of sources and relatively impacted portions. Based on the characteristics and activities found in the region, it is possible to affirm that petrogenic sources related to oil products enter the estuary via urban runoff or boats traffic, boat washing and fueling. Turning to the biogenic source, the predominant origin was terrestrial, characterized by vascular plants, indicating contribution of mangrove vegetation. It was evident the presence of, at specific points in the estuary, hydrocarbon pollution, and, therefore is recommended the adoption of actions aimed at interrupting or, at least, mitigating the sources potentially capable of damp petrogenic hydrocarbons in the estuary studied.

Análise de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA's) em amostras de lodo de esgoto por GC-MS/MS.

2009

Desenvolvimento e validação de metodologia para determinação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA´s) em grãos de milho.

2008

Desenvolvimento e validação de método para determinação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em solo.

2008

Fundamentos da exploração de petróleo e gás natural e análise geoeconômica da matriz energética brasileira atual e projeções futuras

A análise da matriz energética mundial, assim como a brasileira, nos mostra que o gás natural representará em breve um importante insumo energético favorecendo a balança de pagamentos nacional, visto que o gás poderá ser usado tanto para consumo interno, quanto para exportação. O aumento das reservas nacionais de hidrocarbonetos se deve ao desenvolvimento de tecnologias, que favoreceram o conhecimento das bacias brasileiras quanto ao seu potencial produtor de combustíveis fósseis, permitindo a descoberta de novas jazidas. O amadurecimento do mercado nacional quanto ao consumo de gás natural passa pela construção de uma infraestrutura robusta, eficiente e que possibilite a captação, o armazenamento e distribuição do mesmo. O Brasil tem todos os requisitos necessários para adentrar ao seleto grupo de países exportadores de hidrocarbonetos, a descoberta do Pré-sal tende a incrementar a importância do gás natural para o país. Ao final do trabalho são descritos cenários futuros (quanto o consumo de energéticos), onde se vê que o consumo de energia para os próximos anos crescerá a taxas superiores as das duas últimas décadas. Análise destes cenários permite antecipar o interesse de futuros investimentos no desenvolvimento do conhecimento geológico para áreas promissoras.

Evolução da produção, reservas e dos preços do petróleo, gás natural e biocombustíveis: a importância dos biocombustíveis no cenário mundial

Este trabalho tem como objetivo estudar a indústria do petróleo, gás natural e biocombustíveis no contexto brasileiro e no mundial. Visa também analisar as vantagens e desvantagens dos biocombustíveis e seu possível impacto na indústria do petróleo, assim como os principais indicativos e projeções da indústria do petróleo, como reserva, produção, preço e consumo, através de coleta de dados e geração de gráficos pesquisados e comparados de grandes agências e empresas de energia. Os biocombustíveis podem ser um grande aliado da indústria do petróleo tendo em vista a duração das reservas mundiais de hidrocarbonetos. O uso dos biocombustíveis implicará no desenvolvimento de tecnologias renováveis e de reutilização de materiais antes descartados, trazendo benefício a toda sociedade. A indústria do petróleo é impactada pelas flutuações no mercado internacional e pela demanda, assim como pela manipulação da produção de combustíveis fósseis pelos países produtores. Esses aspectos apresentados interligados criam uma complexa indústria que a presente dissertação se propõe a analisar.